Pašlaik Ķīnas fotoelementu enerģijas ražošanas sistēma galvenokārt ir līdzstrāvas sistēma, kuras uzdevums ir uzlādēt saules bateriju radīto elektroenerģiju, un akumulators tieši piegādā strāvu slodzei. Piemēram, saules mājsaimniecības apgaismojuma sistēma Ķīnas ziemeļrietumos un mikroviļņu stacijas barošanas sistēma, kas atrodas tālu no tīkla, ir līdzstrāvas sistēma. Šāda veida sistēmai ir vienkārša struktūra un zemas izmaksas. Tomēr atšķirīgo slodzes līdzstrāvas spriegumu dēļ (piemēram, 12 V, 24 V, 48 V utt.) ir grūti panākt sistēmas standartizāciju un savietojamību, jo īpaši attiecībā uz civilo enerģiju, jo lielākā daļa maiņstrāvas slodžu tiek izmantotas ar līdzstrāvu. . Fotoelementu barošanas avotam ir grūti piegādāt elektroenerģiju, lai tā nonāktu tirgū kā prece. Turklāt fotoelementu enerģijas ražošana galu galā nodrošinās ar tīklu savienotu darbību, kurai ir jāpieņem nobriedis tirgus modelis. Nākotnē maiņstrāvas fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas kļūs par galveno fotoelementu enerģijas ražošanas sistēmu.
Fotoelementu enerģijas ražošanas sistēmas prasības invertora barošanas avotam
Fotoelementu enerģijas ģenerēšanas sistēma, kas izmanto maiņstrāvas izvadi, sastāv no četrām daļām: fotoelementu bloka, uzlādes un izlādes kontroliera, akumulatora un invertora (ar tīklu savienota enerģijas ražošanas sistēma parasti var ietaupīt akumulatoru), un invertors ir galvenā sastāvdaļa. Fotoelementiem ir augstākas prasības invertoriem:
1. Nepieciešama augsta efektivitāte. Sakarā ar šobrīd augsto saules bateriju cenu, lai maksimāli izmantotu saules baterijas un uzlabotu sistēmas efektivitāti, ir jācenšas uzlabot invertora efektivitāti.
2. Nepieciešama augsta uzticamība. Pašlaik fotogalvaniskās enerģijas ražošanas sistēmas galvenokārt tiek izmantotas attālos apgabalos, un daudzas spēkstacijas tiek atstātas bez uzraudzības un uzturētas. Tas prasa, lai pārveidotājam būtu saprātīga ķēdes struktūra, stingra komponentu izvēle, un invertoram ir nepieciešamas dažādas aizsardzības funkcijas, piemēram, ieejas līdzstrāvas polaritātes savienojuma aizsardzība, maiņstrāvas izejas īssavienojuma aizsardzība, pārkaršana, pārslodzes aizsardzība utt.
3. Līdzstrāvas ieejas spriegumam ir nepieciešams plašs pielāgošanas diapazons. Tā kā akumulatora spaiļu spriegums mainās līdz ar slodzi un saules gaismas intensitāti, lai gan akumulatoram ir būtiska ietekme uz akumulatora spriegumu, akumulatora spriegums svārstās, mainoties akumulatora atlikušajai kapacitātei un iekšējai pretestībai. Īpaši tad, kad akumulators noveco, tā spaiļu spriegums ir ļoti atšķirīgs. Piemēram, 12 V akumulatora spaiļu spriegums var mainīties no 10 V līdz 16 V. Tas prasa, lai pārveidotājs darbotos ar lielāku līdzstrāvu Nodrošiniet normālu darbību ieejas sprieguma diapazonā un nodrošiniet maiņstrāvas izejas sprieguma stabilitāti.
4. Vidējas un lielas jaudas fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmās invertora barošanas avota izvadei jābūt sinusoidālam ar mazākiem kropļojumiem. Tas ir tāpēc, ka vidējas un lielas jaudas sistēmās, ja tiek izmantota kvadrātviļņu jauda, izejā būs vairāk harmonisko komponentu, un augstākas harmonikas radīs papildu zudumus. Daudzas fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas ir noslogotas ar sakaru vai instrumentu aprīkojumu. Iekārtām ir augstākas prasības elektrotīkla kvalitātei. Kad vidējas un lielas jaudas fotoelektriskās elektroenerģijas ražošanas sistēmas ir pievienotas tīklam, lai izvairītos no elektroenerģijas piesārņojuma ar publisko tīklu, invertoram ir arī jāizdod sinusoidālā viļņa strāva.
Invertors pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā. Ja līdzstrāvas spriegums ir zems, to pastiprina maiņstrāvas transformators, lai iegūtu standarta maiņstrāvas spriegumu un frekvenci. Lieljaudas invertoriem augstā līdzstrāvas kopnes sprieguma dēļ maiņstrāvas izvadei parasti nav nepieciešams transformators, lai palielinātu spriegumu līdz 220 V. Vidējas un mazas jaudas invertoros līdzstrāvas spriegums ir salīdzinoši zems, piemēram, 12 V, 24 V gadījumā ir jāprojektē pastiprināšanas ķēde. Vidējas un mazas jaudas invertori parasti ietver push-pull invertora ķēdes, pilna tilta invertora ķēdes un augstfrekvences pastiprināšanas invertora ķēdes. Push-pull ķēdes savieno pastiprināšanas transformatora neitrālu spraudni ar pozitīvo barošanas avotu un divas barošanas caurules Alternatīvs darbs, izvada maiņstrāvu, jo jaudas tranzistori ir savienoti ar kopējo zemējumu, piedziņas un vadības ķēdes ir vienkāršas, un tāpēc, ka transformatoram ir noteikta noplūdes induktivitāte, tas var ierobežot īssavienojuma strāvu, tādējādi uzlabojot ķēdes uzticamību. Trūkums ir tāds, ka transformatora noslodze ir zema un spēja vadīt induktīvās slodzes ir slikta.
Pilna tilta invertora ķēde novērš push-pull ķēdes trūkumus. Jaudas tranzistors pielāgo izejas impulsa platumu, un attiecīgi mainās izejas maiņstrāvas sprieguma efektīvā vērtība. Tā kā ķēdei ir brīvgaitas cilpa, pat induktīvām slodzēm, izejas sprieguma viļņu forma netiks izkropļota. Šīs shēmas trūkums ir tāds, ka augšējo un apakšējo roku jaudas tranzistori nesadala zemējumu, tāpēc ir jāizmanto īpaša piedziņas ķēde vai izolēts barošanas avots. Turklāt, lai novērstu augšējo un apakšējo tilta sviru kopējo vadītspēju, ķēde ir jāprojektē tā, lai to izslēgtu un pēc tam ieslēgtu, tas ir, ir jāiestata miris laiks, un ķēdes struktūra ir sarežģītāka.
Push-pull ķēdes un pilna tilta ķēdes izvadei jāpievieno pakāpju transformators. Tā kā pakāpju transformators ir liela izmēra, zemas efektivitātes un dārgāks, attīstoties jaudas elektronikai un mikroelektronikas tehnoloģijai, augstfrekvences paaugstināšanas pārveidošanas tehnoloģija tiek izmantota, lai panāktu reversu. Tas var realizēt augsta jaudas blīvuma invertoru. Šīs invertora ķēdes priekšējā posma pastiprināšanas ķēde izmanto push-pull struktūru, bet darba frekvence pārsniedz 20 kHz. Pastiprināšanas transformators izmanto augstfrekvences magnētisko serdes materiālu, tāpēc tas ir maza izmēra un viegls. Pēc augstfrekvences inversijas to pārvērš augstfrekvences maiņstrāvā, izmantojot augstfrekvences transformatoru, un pēc tam caur augstfrekvences taisngrieža filtra ķēdi iegūst augstsprieguma līdzstrāvu (parasti virs 300 V) un pēc tam apgriež caur strāvas frekvences pārveidotāja ķēde.
Izmantojot šo ķēdes struktūru, tiek ievērojami uzlabota invertora jauda, attiecīgi tiek samazināts invertora tukšgaitas zudums un uzlabota efektivitāte. Ķēdes trūkums ir tāds, ka ķēde ir sarežģīta un uzticamība ir zemāka nekā iepriekšminētajām divām shēmām.
Invertora ķēdes vadības ķēde
Iepriekš minēto invertoru galvenās ķēdes ir jārealizē ar vadības ķēdi. Parasti ir divas kontroles metodes: kvadrātveida vilnis un pozitīvais un vājais vilnis. Invertora barošanas ķēde ar kvadrātviļņu izvadi ir vienkārša, zemas izmaksas, bet zema efektivitāte un liela harmonisko komponentu daļa. . Sinusoidālā viļņa jauda ir invertoru attīstības tendence. Attīstoties mikroelektronikas tehnoloģijām, iznākuši arī mikroprocesori ar PWM funkcijām. Tāpēc invertora tehnoloģija sinusoidālajai izejai ir nobriedusi.
1. Invertori ar kvadrātviļņu izvadi pašlaik galvenokārt izmanto impulsa platuma modulācijas integrālās shēmas, piemēram, SG 3 525, TL 494 un tā tālāk. Prakse ir pierādījusi, ka, izmantojot SG3525 integrālās shēmas un jaudas FET kā komutācijas jaudas komponentus, var sasniegt salīdzinoši augstu veiktspēju un cenu invertorus. Tā kā SG3525 ir iespēja tieši vadīt jaudas FET iespējas, un tam ir iekšējais atsauces avots un darbības pastiprinātājs un zemsprieguma aizsardzības funkcija, tāpēc tā perifērijas ķēde ir ļoti vienkārša.
2. Invertora vadības integrēto shēmu ar sinusoidālā viļņa izvadi, invertora vadības ķēdi ar sinusoidālā viļņa izvadi var vadīt ar mikroprocesoru, piemēram, 80 C 196 MC, ko ražo INTEL Corporation un ražo Motorola Company. MP 16 un PI C 16 C 73, ko ražo MI-CRO CHIP Company utt. Šiem vienas mikroshēmas datoriem ir vairāki PWM ģeneratori, un tie var iestatīt augšējo un augšējo tilta sviru. Nāves laikā izmantojiet uzņēmuma INTEL 80 C 196 MC, lai realizētu sinusoidālā viļņa izejas ķēdi, 80 C 196 MC, lai pabeigtu sinusoidālā viļņa signāla ģenerēšanu, un nosakiet maiņstrāvas izejas spriegumu, lai panāktu sprieguma stabilizāciju.
Strāvas ierīču izvēle invertora galvenajā ķēdē
Galvenās jaudas komponentu izvēleinvertorsir ļoti svarīgi. Pašlaik visvairāk izmantotās jaudas sastāvdaļas ir Darlington jaudas tranzistori (BJT), jaudas lauka efekta tranzistori (MOS-F ET), izolēti vārtranzistori (IGB). T) un izslēgšanas tiristoru (GTO) utt., mazjaudas zemsprieguma sistēmās visbiežāk izmantotās ierīces ir MOS FET, jo MOS FET ir mazāks sprieguma kritums ieslēgtā stāvoklī un lielāks. IG BT pārslēgšanas frekvence parasti ir izmanto augstsprieguma un lielas jaudas sistēmās. Tas ir tāpēc, ka MOS FET ieslēgšanas pretestība palielinās, palielinoties spriegumam, un IG BT ir vidējas ietilpības sistēmās iegūst lielāku priekšrocību, savukārt īpaši lielas ietilpības (virs 100 kVA) sistēmās parasti izmanto GTO. kā jaudas sastāvdaļas.
Izlikšanas laiks: 21. oktobris 2021
