De l'article pour comprendre le principe de travail des onduleurs photovoltaïques!

Principe de travail et caractéristiques Principe de travail: Le noyau du dispositif d'onduleur est le circuit de commutation de l'onduleur, appelé circuit d'onduleur pour court. Ce circuit complète la fonction de l'onduleur en activant et en éteignant l'interrupteur électronique d'alimentation. Caractéristiques: (1) une grande efficacité est requise. En raison du prix élevé des cellules solaires, afin de maximiser l'utilisation des cellules solaires et d'améliorer l'efficacité du système, nous devons essayer d'améliorer l'efficacité de l'onduleur. (2) Une fiabilité élevée est requise. À l'heure actuelle, les systèmes de centrales photovoltaïques sont principalement utilisés dans les zones éloignées. De nombreuses centrales électriques sont sans surveillance et maintenues. Cela nécessite que les onduleurs aient une structure de circuit raisonnable, une sélection de composants stricte et exigent que les onduleurs aient diverses fonctions de protection, telles que: la protection inverse de polarité à courant continu, la protection de court-circuit de sortie CA, la surchauffe, la protection contre les surcharges, etc. (3) La tension d'entrée est nécessaire pour avoir une large gamme d'adaptation. Parce que la tension terminale de la cellule solaire change avec la charge et l'intensité de la lumière du soleil. Surtout lorsque la batterie vieillit, sa tension de borne varie considérablement. Par exemple, la tension de borne d'une batterie 12V peut varier de 10 V à 16 V, ce qui nécessite que l'onduleur assure un fonctionnement normal dans une plage de tension d'entrée plus grande.

Classification de l'onduleur photovoltaïque Il existe de nombreuses méthodes de classification de l'onduleur, par exemple: selon le nombre de phases de la tension AC de sortie de l'onduleur, il peut être divisé en onduleurs monophasés et onduleurs triphasés; Selon les dispositifs semi-conducteurs utilisés dans l'onduleur, différents types peuvent être divisés en onduleurs de transistor, onduleurs de thyristor et onduleurs de thyristor d'arrêt. Selon le principe du circuit de l'onduleur, il peut être divisé en onduleur d'oscillation auto-excité, en onduleur de superposition d'ondes en ondes d'onde et en invertisseur de modulation de largeur d'impulsion. Selon l'application dans le système connecté au réseau ou le système hors réseau, il peut être divisé en onduleur connecté au réseau et onduleur hors réseau. Afin de faciliter la sélection des onduleurs pour les utilisateurs photovoltaïques, la classification est uniquement basée sur les différentes occasions applicables des onduleurs.

1. La technologie centralisée de l'onduleur centralisé est que plusieurs chaînes photovoltaïques parallèles sont connectées à l'extrémité d'entrée CC du même onduleur centralisé. Généralement, les modules de puissance IGBT triphasés sont utilisés pour une puissance élevée et l'utilisation de transistor à effet de champ à faible puissance, tout en utilisant le contrôleur de conversion DSP pour améliorer la qualité de l'énergie électrique générée, ce qui le rend très proche du courant d'onde sinusoïdale, généralement utilisé dans le système de grandes centrales photovoltaïques (> 10 kW). La plus grande caractéristique est la puissance élevée et le faible coût du système. Cependant, comme la tension de sortie et le courant de différentes chaînes photovoltaïques ne sont souvent pas complètement adaptés (en particulier lorsque les chaînes photovoltaïques sont partiellement ombragées en raison de nuageux, de l'ombre, des taches, etc.), une inversion centralisée est adoptée. La méthode de changement guidera une diminution de l'efficacité du processus de l'onduleur et une diminution de l'énergie des utilisateurs d'électricité. Dans le même temps, la fiabilité de la production d'énergie de l'ensemble du système photovoltaïque est affectée par le mauvais statut de travail d'un groupe d'unités photovoltaïques. La dernière direction de recherche est l'utilisation du contrôle de la modulation du vecteur spatial et le développement de nouvelles connexions de topologie onduleur pour obtenir une efficacité élevée dans des conditions de charge partielle.

2. Les onduleurs de chaîne ondulez les onduleurs sont basés sur le concept modulaire. Chaque chaîne photovoltaïque (1-5 kW) passe par un onduleur et a max. Suivi du pic de puissance à l'extrémité DC. La connexion parallèle et grille est devenue l'onduleur le plus populaire sur le marché international. De nombreuses grandes centrales électriques photovoltaïques utilisent des onduleurs à cordes. L'avantage est qu'il n'est pas affecté par les différences de modules et les ombres entre les chaînes, et en même temps réduit le décalage entre le meilleur point de travail du module photovoltaïque et l'onduleur, augmentant ainsi la production d'énergie. Ces avantages techniques réduisent non seulement le coût du système, mais augmentent également la fiabilité du système. Dans le même temps, le concept de "maître-esclave" est introduit entre les chaînes, ce qui fait que le système connecte plusieurs chaînes PV ensemble et laisser un ou plusieurs d'entre eux fonctionner lorsqu'une seule chaîne d'énergie électrique ne peut pas faire fonctionner un seul onduleur. , Afin de produire plus d'électricité. Le dernier concept est que plusieurs onduleurs forment une "équipe" pour remplacer le concept "maître-esclave", ce qui rend la fiabilité du système plus loin. Actuellement, les onduleurs de chaîne sans transformateur ont pris le guide.

3. Micro-invertisseur Dans le système PV traditionnel, la borne d'entrée CC de chaque onduleur de chaîne sera connectée en série d'environ 10 panneaux photovoltaïques. Lorsque l'un des 10 panneaux connectés en série ne fonctionne pas bien, cette chaîne sera affectée. Si l'onduleur utilise le même MPPT pour plusieurs entrées, chaque entrée sera également affectée, réduisant considérablement l'efficacité de la production d'énergie. Dans les applications pratiques, divers facteurs d'hébergement tels que les nuages, les arbres, les cheminées, les animaux, la poussière, la glace et la neige provoqueront les facteurs ci-dessus, et la situation est très courante. Dans le système PV du micro-invertisseur, chaque panneau est connecté à un micro-invertisseur. Lorsque l'un des panneaux ne fonctionne pas bien, seul celui-ci sera affecté. Tous les autres panneaux photovoltaïques fonctionneront dans le meilleur état de travail, ce qui rend le système global plus efficace et générera plus d'énergie. Dans les applications pratiques, si l'onduleur de corde échoue, il entraînera le fonctionnement des panneaux de plusieurs kilowatts, et l'impact de l'échec du micro-invertisseur est assez faible.

4. Optimiseur de puissance L'installation d'un optimiseur de puissance (optimiseur) dans le système de production d'énergie solaire peut considérablement améliorer l'efficacité de conversion et simplifier la fonction de l'onduleur (onduleur) pour réduire les coûts. Afin de réaliser un système de production d'énergie solaire intelligente, l'optimiseur de puissance de l'appareil peut garantir que chaque cellule solaire exerce les meilleures performances et surveiller l'état de la consommation de batterie à tout moment. L'optimiseur d'alimentation est un appareil entre le système de génération d'alimentation et l'onduleur. La tâche principale consiste à remplacer la fonction de suivi du point de puissance de meilleure meilleure puissance d'origine de l'onduleur. L'optimiseur d'alimentation utilise l'analogie pour effectuer des analyses de suivi des points de puissance très rapides en simplifiant le circuit et une seule cellule solaire correspond à un optimiseur d'alimentation, afin que chaque cellule solaire puisse en effet réaliser le meilleur suivi de point de puissance en outre, vous pouvez également surveiller le statut de la batterie et n'importe où en insertant une puce de communication, en rapportant des problèmes en temps réel, et permettre à la batterie de les réparer dès que possible. La fonction de l'onduleur photovoltaïque L'onduleur a non seulement la fonction de la conversion directe-AC, mais a également la fonction de Max. Les performances de la cellule solaire et la fonction de la protection de l'échec du système. En résumé, il existe des fonctions de fonctionnement et d'arrêt automatique, max. Fonction de contrôle de suivi de l'alimentation, fonction de fonctionnement anti-tamis (pour le système connecté au réseau), fonction de réglage de tension automatique (pour le système connecté au réseau), fonction de détection CC (pour le système connecté au réseau), fonction de détection de mise à la terre CC (pour le système connecté au réseau). Voici une brève introduction aux fonctions de fonctionnement et d'arrêt automatique et de max. Fonction de contrôle de suivi d'alimentation.

(1) Fonction de fonctionnement et d'arrêt automatique après le lever du soleil le matin, l'intensité du rayonnement solaire augmente progressivement et la sortie de la batterie solaire augmente également. Lorsque la puissance de sortie requise par l'onduleur est atteinte, l'onduleur commence automatiquement à fonctionner. Après l'opération d'entrée, l'onduleur surveillera la sortie des composants des cellules solaires à tout moment. Tant que la puissance de sortie des composants des cellules solaires est supérieure à la puissance de sortie requise par l'onduleur, l'onduleur continuera à fonctionner; Il s'arrêtera jusqu'au coucher du soleil, même s'il est nuageux ou pluvieux. L'onduleur peut également être utilisé. Lorsque la sortie du module de cellules solaires devient plus petite et que la sortie de l'onduleur s'approche de 0, l'onduleur entre dans un état de veille.

(2) Fonction de contrôle de suivi de puissance maximale La sortie du module de cellules solaires varie avec l'intensité du rayonnement solaire et la température du module de cellules solaires elle-même (température de la puce). De plus, comme le module de cellules solaires a la caractéristique que la tension diminue avec l'augmentation du courant, il existe un meilleur point de fonctionnement qui peut obtenir le maximum. pouvoir. L'intensité du rayonnement solaire change, et évidemment le meilleur point de fonctionnement change également. Par rapport à ces changements, le point de fonctionnement du module de cellules solaires est toujours au maximum. Power Point, et le système obtient toujours le maximum. Sortie de sortie du module de cellules solaires. Ce type de contrôle est le maximum. Contrôle de suivi de l'alimentation. La plus grande caractéristique de l'onduleur utilisé dans le système de production d'énergie solaire est qu'il comprend la fonction du suivi maximal de point de puissance (MPPT).

Les principaux indicateurs techniques des onduleurs photovoltaïques

1. La stabilité de la tension de sortie dans un système photovoltaïque, l'énergie électrique générée par la cellule solaire est stockée 1er par la batterie, puis convertie en courant alternatif de 220 V ou 380 V à travers l'onduleur. Cependant, la batterie est affectée par sa propre charge et sa décharge, et sa tension de sortie varie considérablement. Par exemple, la batterie nominale 12V peut varier de 10,8 à 14,4 V (dépassant cette plage peut endommager la batterie). Pour un onduleur qualifié, lorsque la tension de borne d'entrée change dans cette plage, la modification de sa tension de sortie à l'état d'équilibre ne doit pas dépasser plus Mnn; 5% de la valeur nominale. Dans le même temps, lorsque la charge change soudainement, son écart de tension de sortie ne devrait pas dépasser ± 10% de la valeur nominale.

2. Distorsion de la forme d'onde de la tension de sortie pour les onduleurs d'ondes sinusoïdales, le max. La distorsion de forme d'onde autorisée (ou le contenu harmonique) doit être spécifiée. Habituellement exprimé par la distorsion totale de la forme d'onde de la tension de sortie, sa valeur ne doit pas dépasser 5% (la sortie monophasée permet L0%). Étant donné que la production de courant harmonique d'ordre élevé par l'onduleur produira des pertes supplémentaires telles que les courants de Foucault sur la charge inductive, si la distorsion de la forme d'onde de l'onduleur est trop grande, elle entraînera un chauffage grave des composants de charge, ce qui n'est pas propice à l'innocuité de l'équipement électrique et affecte sérieusement l'efficacité de fonctionnement du système. 3. Par conséquent, la fréquence de sortie de l'onduleur doit être une valeur relativement stable, généralement 50 Hz, et son écart doit être à l'intérieur de plus mn; l% dans des conditions de travail normales.

4. Le facteur de puissance de charge représente la capacité de l'onduleur à transporter des charges inductives ou capacitives. Le facteur de puissance de charge de l'onduleur d'onde sinusoïdale est de 0,7 à 0,9 et la valeur nominale est de 0,9. Dans le cas d'une certaine puissance de charge, si le facteur de puissance de l'onduleur est faible, la capacité de l'onduleur requise augmentera. D'une part, le coût augmentera et la puissance apparente du circuit AC du système photovoltaïque augmentera. À mesure que le courant augmente, les pertes augmenteront inévitablement et l'efficacité du système diminuera également.

5. Efficacité de l'onduleur L'efficacité d'un onduleur se réfère au rapport de sa puissance de sortie à sa puissance d'entrée dans des conditions de travail spécifiées, exprimées en pourcentage. En général, l'efficacité nominale d'un onduleur photovoltaïque fait référence à une charge purement résistive. , Efficacité à 80% de charge. Étant donné que le coût global du système photovoltaïque est relativement élevé, l'efficacité de l'onduleur photovoltaïque doit être maximisée, le coût du système doit être réduit et les performances des coûts du système photovoltaïque doivent être améliorées. À l'heure actuelle, l'efficacité nominale des onduleurs traditionnels se situe entre 80% et 95%, et l'efficacité des onduleurs de faible puissance est nécessaire pour être inférieure à 85%. Dans le processus de conception réel du système photovoltaïque, non seulement l'onduleur à haute efficacité doit être sélectionné, mais la configuration raisonnable du système doit également être adoptée pour faire fonctionner la charge du système photovoltaïque près du point d'efficacité autant que possible.

6. Courant de sortie nominal (ou capacité de sortie nominale)

Indique le courant de sortie nominal de l'onduleur dans la plage de facteur de puissance de charge spécifiée. Certains produits onduleurs donnent la capacité de sortie nominale et l'unité est exprimée en VA ou en KVA. La capacité nominale de l'onduleur est lorsque le facteur de puissance de sortie est 1 (c'est-à-dire une charge résistive pure), la tension de sortie nominale est le produit du courant de sortie nominal. 7. Mesures de protection Un onduleur avec d'excellentes performances devrait également avoir des fonctions de protection complètes ou des mesures pour traiter diverses situations anormales pendant l'utilisation réelle, afin de protéger l'onduleur lui-même et d'autres composants du système contre les dommages. (1) Protecteur de sous-tension d'entrée: Lorsque la tension d'entrée est inférieure à 85% de la tension nominale, l'onduleur doit être protégé et affiché. (2) Protecteur de surtension d'entrée: Lorsque la tension d'entrée est supérieure à 130% de la tension nominale, l'onduleur doit être protégé et affiché. (3) Protection de surintensité: La protection contre les surintensités de l'onduleur devrait être en mesure d'assurer une action en temps opportun lorsque la charge est court-circuitée ou que le courant dépasse la valeur autorisée pour la protéger des dommages du courant de surtension. Lorsque le courant de travail dépasse 150% de la note, l'onduleur devrait être en mesure de protéger automatiquement. (4) Le temps d'action de la protection de court-circuit de l'onduleur du protecteur de court-circuit de sortie ne doit pas dépasser 0,5 s. (5) Protection de connexion inverse d'entrée: lorsque les bornes d'entrée positives et négatives sont connectées réversement, l'onduleur doit avoir une fonction de protection et un affichage. (6) Protection contre la foudre: l'onduleur doit avoir une protection contre la foudre.

(7) Protection sur la température, etc. En outre, pour les onduleurs sans mesures de stabilisation de tension, l'onduleur devrait également avoir des mesures de protection contre la tension de sortie pour protéger la charge des dommages à la surtension. 8. Les caractéristiques de démarrage représentent la capacité de l'onduleur à commencer avec la charge et ses performances pendant le fonctionnement dynamique. L'onduleur doit être garanti pour commencer de manière fiable sous la charge nominale. 9. Bruit: Transformers, Filtre Inductances, Commutateurs électromagnétiques, ventilateurs et autres composants de l'équipement électronique Power Généreront du bruit. Lorsque l'onduleur est en fonctionnement normal, son bruit ne doit pas dépasser 80 dB et le bruit d'un petit onduleur ne doit pas dépasser 65 dB. Compétences de sélection La sélection des onduleurs doit envisager d'avoir une capacité nominale suffisante pour répondre aux exigences de l'équipement pour l'énergie électrique en vertu du maximum. charger. Pour un onduleur avec un seul appareil comme charge, la sélection de sa capacité nominale est relativement simple. Lorsque l'équipement électrique est une charge résistive pure ou que le facteur de puissance est supérieur à 0,9, la capacité nominale de l'onduleur est sélectionnée pour être de 1,1 à 1,15 fois la capacité de l'équipement électrique. Dans le même temps, l'onduleur devrait également avoir la capacité de résister à l'impact des charges capacitives et inductives. Pour les charges inductives générales, telles que les moteurs, les réfrigérateurs, les climatiseurs, les machines à laver, les pompes à eau haute puissance, etc., au début, la puissance instantanée peut être de 5 à 6 fois sa puissance nominale. À l'heure actuelle, l'onduleur supportera une grande puissance instantanée. surtension. Pour ces systèmes, la capacité nominale de l'onduleur devrait avoir une marge suffisante pour garantir que la charge peut être démarrée de manière fiable, et l'onduleur haute performance peut être démarré à pleine charge pendant plusieurs fois sans endommager les dispositifs d'alimentation. Pour sa propre sécurité, les petits onduleurs ont parfois besoin d'utiliser le démarrage en douceur ou le démarrage limitant actuel. Précautions et maintenance de l'installation

1. Avant l'installation, vérifiez si l'onduleur est endommagé pendant le transport.

2. Lors du choix du site d'installation, il convient de s'assurer qu'il n'y a aucune interférence de tout autre équipement électronique d'alimentation dans les environs.

3. Avant d'établir des connexions électriques, assurez-vous d'utiliser des matériaux opaques pour couvrir les panneaux photovoltaïques ou déconnectez le disjoncteur côté cc. L'exposition à la lumière du soleil, les réseaux photovoltaïques généreront des tensions dangereuses.

4. Toutes les opérations d'installation doivent être effectuées uniquement par le personnel professionnel et technique.

5. Les câbles utilisés dans le système de production d'énergie du système photovoltaïque doivent être fermement connectés, bien isolés et de spécifications appropriées. La tendance de développement des onduleurs solaires, l'amélioration de l'efficacité de conversion de la puissance est un sujet éternel, mais lorsque l'efficacité du système augmente et plus, approchant Almore à 100%, d'autres améliorations de l'efficacité seront accompagnées de performances de coût plus faibles. Par conséquent, comment maintenir une efficacité élevée et maintenir une bonne compétitivité des prix sera actuellement un sujet important. Par rapport aux efforts visant à améliorer l'efficacité des onduleurs, comment améliorer l'efficacité de l'ensemble du système onduleur devient progressivement un autre problème important pour les systèmes d'énergie solaire. Dans un réseau solaire, lorsqu'une ombre partielle de 2 ~ 3% de la zone apparaît, pour un onduleur avec une fonction MPPT, lorsque la puissance de sortie du système est mauvaise, il y aura même une baisse de puissance d'environ 20%! Pour mieux s'adapter à des situations comme celle-ci, il est très efficace d'utiliser des fonctions de contrôle MPPT ou plusieurs MPPT pour les modules solaires uniques ou partiels. Parce que le système d'onduleur est dans l'état de fonctionnement connecté au réseau, la fuite du système au sol entraînera de graves problèmes de sécurité; De plus, afin d'améliorer l'efficacité du système, davantage de réseaux solaires sont connectés en série pour former une tension de sortie CC élevée; En raison de la survenue de conditions anormales entre les électrodes, il est facile de produire un arc CC. En raison de la tension à courant continu élevé, il est très difficile d'éteindre l'arc et il est très facile de provoquer un incendie. Avec l'adoption généralisée des systèmes d'onduleur solaire, les problèmes de sécurité des systèmes seront également une partie importante de la technologie de l'onduleur. De plus, le système d'alimentation ne fait pas partie de Smart。

Le développement rapide et la vulgarisation de la technologie du réseau électrique. Un grand nombre de nouveaux systèmes d'énergie solaire et d'autres nouveaux systèmes d'énergie sont connectés au réseau, qui pose de nouveaux défis techniques à la stabilité du système de réseau intelligent. La conception d'un système d'onduleur qui peut être plus rapidement, avec précision et intelligemment compatible avec les réseaux intelligents deviendra une condition nécessaire pour les systèmes d'onduleur solaire à l'avenir.

D'une manière générale, le développement de la technologie onduleur est développé avec le développement de la technologie de l'électronique de puissance, de la technologie microélectronique et de la théorie du contrôle moderne. Avec le temps, la technologie de l'onduleur se développe dans le sens d'une fréquence plus élevée, d'une puissance plus élevée, d'une efficacité plus élevée et d'un plus petit volume.