Войти
Внешний вид солнечного инвертора. Обратите внимание на множество больших конденсаторов (синие цилиндры), используемых для кратковременного накопления энергии и улучшения формы выходного сигнала. A солнечный инвертор или фотоэлектрический инвертор - это тип электрического преобразователь, который преобразует переменный постоянный ток (DC) на выходе фотоэлектрической (PV) солнечной панели в частоту сети. переменный ток (AC), который может подаваться в коммерческую электрическую сеть или использоваться в местной автономной электрической сети. Это критический баланс системы (BOS) –компонент в фотоэлектрической системе, позволяющий использовать обычное оборудование с питанием от переменного тока. Инверторы солнечной энергии имеют специальные функции, адаптированные для использования с фотоэлектрическими батареями, включая отслеживание точки максимальной мощности и защиту от изолирования.
Упрощенная схема подключенной к сети жилой фотоэлектрической энергосистемы Солнечные инверторы можно разделить на три основных типа:
Солнечные инверторы используют отслеживание точки максимальной мощности (MPPT), чтобы получить максимально возможную мощность от фотоэлектрической батареи. Солнечные элементы имеют сложную взаимосвязь между солнечным излучением, температурой и общим сопротивлением, которое приводит к не- линейная выходная эффективность, известная как ВАХ. Целью системы MPPT является выборка выходного сигнала ячеек и определение сопротивления (нагрузки) для получения максимальной мощности для любых данных условий окружающей среды.
Фактор заполнения, чаще известный под аббревиатурой FF, это параметр, который в сочетании с напряжением холостого хода (V oc) и током короткого замыкания (I sc) панели определяет максимальную мощность от солнечного элемента. Коэффициент заполнения определяется как отношение максимальной мощности от солнечного элемента к произведению V oc и I sc.
. Существует три основных типа алгоритмов MPPT : возмущение и - наблюдать, приращение проводимости и постоянное напряжение. Первые два метода часто называют методами восхождения на холм; они основаны на графике зависимости мощности от напряжения, возрастающего слева от точки максимальной мощности и падающего справа.
Солнечный микроинвертор в процессе установки. Заземляющий провод прикреплен к наконечнику, а разъемы постоянного тока панели подключены к кабелям в правом нижнем углу. Параллельный магистральный кабель переменного тока проходит вверху (только видно). Солнечный микроинвертор - это инвертор, предназначенный для работы с одним фотоэлектрическим модулем. Микроинвертор преобразует выходной сигнал постоянного тока с каждой панели в переменный ток. Его конструкция допускает параллельное соединение нескольких независимых блоков модульным способом.
Преимущества микро-инвертора включают оптимизацию энергопотребления одной панели, независимую работу каждой панели, установку plug-and-play, улучшенную установку и противопожарную безопасность, минимизацию затраты на проектирование системы и минимизацию складских запасов.
Исследование, проведенное в 2011 году в Государственном университете Аппалачей, показывает, что индивидуальная интегрированная инверторная установка дает примерно на 20% больше мощности в незатененных условиях и на 27% больше мощности в затененных условиях по сравнению с последовательной установкой с использованием одного инвертора. В обеих установках использовались идентичные солнечные панели.
Солнечные инверторы, привязанные к сети, предназначены для быстрого отключения от сети, если коммунальная сеть выходит из строя. Это требование NEC, которое гарантирует, что в случае отключения электроэнергии инвертор сети будет отключен, чтобы энергия, которую он производит, не нанесла вреда любым линейным рабочим, посланным для ремонта электросети..
В сетевых инверторах, доступных сегодня на рынке, используется ряд различных технологий. В инверторах могут использоваться более новые высокочастотные трансформаторы, обычные низкочастотные трансформаторы или без трансформатора. Вместо прямого преобразования постоянного тока в 120 или 240 вольт переменного тока высокочастотные трансформаторы используют компьютеризированный многоступенчатый процесс, который включает преобразование мощности в высокочастотный переменный ток, а затем обратно в постоянный, а затем в конечное выходное напряжение переменного тока.
Исторически возникли опасения по поводу подключения бестрансформаторных электрических систем к коммунальным сетям. Обеспокоенность вызвана отсутствием гальванической развязки между цепями постоянного и переменного тока, что могло бы позволить прохождение опасных коротких замыканий постоянного тока на сторону переменного тока. С 2005 года NEC NFPA разрешает использование бестрансформаторных (или не гальванических) инверторов. В VDE 0126-1-1 и IEC 6210 также были внесены поправки, чтобы разрешить и определить механизмы безопасности, необходимые для таких систем. В первую очередь, обнаружение остаточного тока или тока заземления используется для обнаружения возможных неисправностей. Также проводятся испытания изоляции, чтобы гарантировать разделение постоянного и переменного тока.
Многие солнечные инверторы предназначены для подключения к электросети и не будут работать, если не обнаружат наличие сети. Они содержат специальные схемы для точного согласования напряжения, частоты и фазы сети.
Современные солнечные насосные инверторы преобразуют напряжение постоянного тока от солнечной батареи в напряжение переменного тока для непосредственного управления погружными насосами без необходимости использования батарей или других устройств хранения энергии. Используя MPPT (отслеживание точки максимальной мощности), солнечные насосные инверторы регулируют выходную частоту для управления скоростью насосов, чтобы уберечь двигатель насоса от повреждения.
Солнечные насосные инверторы обычно имеют несколько портов, позволяющих вводить постоянный ток, генерируемый фотоэлектрическими массивами, один порт, позволяющий выводить напряжение переменного тока, и еще один порт для ввода от датчика уровня воды.
По состоянию на 2019 год эффективность преобразования для современных солнечных преобразователей достигла более 98 процентов. В то время как струнные инверторы используются в жилых и средних коммерческих фотоэлектрических системах, центральные инверторы охватывают большой коммерческий рынок и рынок коммунальных услуг. Доля рынка центральных и цепных инверторов составляет около 36 процентов и 61 процент, соответственно, меньше 2 процентов приходится на микро-инверторы.
| Тип | Мощность | КПД | Рынок. Доля | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Струнный инвертор | до 150 кВт p | 98% | 61,6% | Стоимость, € 0,05-0,17 на пик. Легко заменить. |
| Центральный инвертор | более 80 кВт p | 98,5% | 36,7% | 0,04 евро за пиковую мощность. Высокая надежность. Часто продается вместе с сервисным контрактом. |
| Микроинвертор | диапазон мощности модуля | 90% –97% | 1,7% | 0,29 евро за пиковую мощность. Проблемы, связанные с простотой замены. |
| DC / DC преобразователь. (Оптимизатор мощности ) | диапазон мощности модуля | 99,5% | 5,1% | 0,08 евро за пиковый ватт. Проблемы, связанные с простотой замены. Инвертор еще нужен. |
| Источник: данные IHS Markit 2020, комментарии Fraunhofer ISE 2020, из: Photovoltaics Report 2020, p. 39, PDF. Примечания: показаны наилучшие показатели эффективности, рыночная доля и стоимость ватта, кВт p = килограмм пиковый ватт, общая доля рынка превышает 100%. поскольку преобразователи постоянного / постоянного тока должны быть соединены с инверторами цепочки | ||||
Портал возобновляемых источников энергии 
Портал энергии 