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什么是太阳能逆变器?

发布日期:2012-09-29 点击数:596

什么是太阳能逆变器

太阳能交流发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成;太阳能直流发电系统则不包括逆变器。逆变器是一种电源转换装置,逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。有了逆变器,就可使用直流蓄电池为电器提供交流电。

由于建筑的多样性,势必导致太阳能电池板安装的多样性,为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾建筑的外形美观,这就要求我们的逆变器的多样化,来实现最佳方式的太阳能转换。现在世界上比较通行的太阳能逆变方式为:集中逆变器、组串逆变器,多组串逆变器和组件逆变,现将几种逆变器运用的场合加以分析。 
  
  集中逆变
  
  集中逆变一般用与大型光伏发电站(>10kW)的系统中,很多并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端,一般功率大的使用三相的IGBT功率模块,功率较小的使用场效应晶体管,同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量,使它非常接近于正弦波电流。最大特点是系统的功率高,成本低。但受光伏组串的匹配和部分遮影的影响,导致整个光伏系统的效率和电产能。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制,以及开发新的逆变器的拓扑连接,以获得部分负载情况下的高的效率。
  
  在集中逆变器上,可以附加一个光伏阵列的接口箱,对每一串的光伏帆板串进行监控,如其中有一组串工作不正常,系统将会把这一信息传到远程控制器上,同时可以通过远程控制将这一串停止工作,从而不会因为一串光伏串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。
  
  组串逆变
  
  组串逆变器
已成为现在国际市场上最流行的逆变器。组串逆变器是基于模块化概念基础上的,每个光伏组串(1kW-5kW)通过一个逆变器,在直流端具有最大功率峰值跟踪,在交流端并联并网。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响,同时减少了光伏组件最佳工作点
  
  与逆变电源不匹配的情况,从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本,也增加了系统的可靠性。同时,在组串间引入-的概念,使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下,将几组光伏组串联系在一起,让其中一个或几个工作,从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个团队来代替-的概念,使得系统的可靠性又进了一步。目前,无变压器式组串逆变器已占了主导地位。
  
  多组串逆变
  
  多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点,避免了其缺点,可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中,包含了不同的单独的功率峰值跟踪和直流到直流的转换器,这些直流通过一个普通的直流到交流的逆变器转换成交流电,并网到电网上。光伏组串的不同额定值(如:不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等等)、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串(如:东、南和西)、不同的倾角或遮影,都可以被连在一个共同的逆变器上,同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。
  
  同时,直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。
  
  组件逆变器(power inverter)
  
  组件逆变器是将每个光伏组件与一个逆变器相连,同时每个组件有一个单独的最大功率峰值跟踪,这样组件与逆变器的配合更好。通常用于50W400W的光伏发电站,总效率低于组串逆变器。由于是在交流处并联,这就增加了交流侧的连线的复杂性,维护困难。另一需要解决的是怎样更有效的与电网并网,简单的办法是直接通过普通的交流电插座进行并网,这样就可以减少成本和设备的安装,但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做,电力公司有可能反对发电装置直接和普通家庭用户的普通插座相连。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器(高频或低频),或者允许使用无变压器式的逆变器。这一逆变器在玻璃幕墙中使用最为广泛。

 

 

 

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