A fotovoltaikus inverterek fő típusai és működési elvei
A fotovoltaikus inverterek alapvetően négy kategóriába sorolhatók: központosított, sztring, elosztott és mikro inverterek. A központosított inverterrendszer nagy összteljesítménnyel rendelkezik, és főként nagyszabású projektekben használják, például földi fotovoltaikus erőművekben, jó fényviszonyokkal; Az elosztott inverterek string inverterekre és mikroinverterekre oszthatók, amelyeket általában kis- és közepes méretű ipari, kereskedelmi és háztartási fotovoltaikus energiatermelő rendszerekben használnak, amelyekben a húrtípus a fő elosztott inverter terméktípus. Az elosztott inverterek központosított és sztring típusú jellemzőkkel is rendelkeznek, és széles körben használják olyan projektekben, mint például a hegyi éllovasok. A mikroinverternek külön-külön kell nyomon követnie az egyes fotovoltaikus modulok maximális teljesítmény-csúcsértékét, majd az inverziót követően egyesülnie kell az AC hálózattal. A mikroinverter egyegységes teljesítménye általában 1 kW alatt van.
A központosított hozzáférésű fotovoltaikus csoportsorok száma nagy, és az egyetlen kapacitás általában meghaladja az 500 kW-ot. A központosított inverter a piacon elterjedt fotovoltaikus inverter. Működési elve a több fotovoltaikus modul által generált egyenáram egyesítése és a maximális teljesítménycsúcs (MPPT) követése, majd a központosított inverter átalakítja a váltakozó egyenáramot és megnöveli a feszültséget, hogy megvalósítsa a hálózati áramtermelést. Egyetlen MPPT 2-12 fotovoltaikus csoporttal van felszerelve. Az egyes MPPT-k teljesítménye elérheti a 125-1000kW-ot, és az egyes MPPT-k kapacitása általában meghaladja az 500 KW-ot, aminek előnye a nagy teljesítmény és a nagy kapacitás.
A központosított inverterek csökkenthetik a használat számát, csökkenthetik a rendszer költségeit és veszteségeit, valamint megkönnyíthetik a központosított irányítást. A központosított inverterek nagy kapacitásának előnyei miatt az azonos léptékű fotovoltaikus erőművek központi invertereinek használata nagymértékben csökkentheti a használt inverterek számát, csökkentheti a rendszer teljes áramköri veszteségét, és megkönnyítheti a központosított telepítést és kezelést. Ugyanakkor maga a központosított inverter magas fokú integrációval, egyszerű vezérléssel, viszonylag kiforrott technológiával és alacsony egységköltséggel rendelkezik. A két tényező kombinációja nagymértékben csökkentheti az erőműrendszer berendezési költségeit.
A központosított inverterek alkalmazása hatékonyan csökkentheti a harmonikusokat és javíthatja a rendszer általános energiatermelési minőségét. A nem szinuszos töltés Fourier-felbontása során az alapfrekvenciánál nagyobb töltésrészt kapunk, vagyis azt a harmonikust, amelynek frekvenciája általában az alapfrekvencia egész számú többszöröse. A harmonikusok harmonikus feszültségesést okoznak az elektromos hálózat rövidzárlati impedanciáján, ezáltal befolyásolva a feszültség hullámformáját; könnyű helyi soros-párhuzamos rezonanciát okozni a rendszerben, ami a berendezés károsodását eredményezi. A felhasznált központosított inverterek száma csekély, ami csökkenti a soros és párhuzamos sorok számát, és hatékonyan csökkenti a harmonikus tartalmat, ezzel biztosítva az alaphullámok arányát az áramtermelésben, és javítja az általános áramtermelési minőséget.\
Több DC bemenethez csatlakoztatva a központi MPPT feszültségtartomány szűk, ami befolyásolja az általános energiatermelési teljesítményt. A központosított inverter egyetlen MPPT-jéhez csatlakoztatott PV húrok száma nagy, és lehetetlen pontosan vezérelni a PV húrok egyes csoportjait, így nem garantálható, hogy minden szál a legjobb munkapontban van, így csökken a rendszer teljes költsége. . energiatermelés hatékonysága. A központosított MPPT feszültségtartománya általában a 500-850V tartományba esik. A szűk MPPT feszültségtartomány miatt a központosított inverter állíthatósága gyenge. Nem megfelelő megvilágítási körülmények között, például felhős esőben, a rendszer feszültsége alacsonyabb, mint az inverter MPPT minimális feszültsége, és a normál áramtermelés nem hajtható végre, ami befolyásolja az energiatermelés idejét. Ugyanakkor a több egyenáramú bemenethez való hozzáférés jellemzői miatt a fotovoltaikus rendszerek jó adaptációs teljesítményt igényelnek az alkatrészek között. Ha az egyik alkatrész meghibásodik, az befolyásolja a rendszer általános energiatermelését és energiatermelési hatékonyságát.
A központosított inverter nagy méretű, és külön számítógépteremben kell elhelyezni, ami megnehezíti a telepítést. Az egy egység nagy kapacitása miatt a központosított inverter térfogata és tömege nagy, elhelyezéséhez a szabadban speciális berendezési helyiséget kell kialakítani. A dedikált számítógépterem nagy területet foglal el, ami megnehezíti a telepítést, miközben növeli a rendszer teljes telekköltségét. Ezenkívül a berendezés helyiségének légtömörsége miatt az inverter berendezés helyiségben történő elhelyezése a berendezés helyiségében rossz szellőzést eredményez, ami hőproblémákat eredményez.
A sztring inverter moduláris felépítést alkalmaz, amely decentralizált MPPT optimalizálást valósít meg. A sztring fotovoltaikus invertert használó erőművi rendszer általában először az inverteren keresztül alakítja át a modulok által generált egyenáramot, majd az összefolyás, a fokozatos transzformáció és a váltakozó áram elosztása után beolvasztja az AC hálózatba. A központosított inverterhez képest a sztring inverter moduláris felépítésű, és több MPPT-vel rendelkezik; kevesebb az egyes MPPT-ekhez csatlakoztatott PV modulok száma, általában 1-4 csoport, amelyek elosztott MPPT-t tudnak megvalósítani. Keresse meg a legjobbat. Mivel kevés a hozzáférési terminál, az egyetlen komponens meghibásodása csak a komponensnek megfelelő modul energiatermelését érinti, biztosítva, hogy a teljes fotovoltaikus rendszer energiatermelési hatékonyságát egyetlen komponens sem befolyásolja, és megoldja a a központosított fotovoltaikus erőművek össze nem illési problémája.
Az MPPT sztring széles feszültségtartománnyal rendelkezik, ami javíthatja a rendszer energiatermelési idejét és energiatermelését. A húrinverter MPPT feszültségtartománya széles, általában 200 V-1000V, és a beállíthatósága jó. Elégtelen fény vagy az energiatermeléshez kedvezőtlen időjárás esetén a fotovoltaikus modulok összfeszültsége alacsony lesz. A szélesebb MPPT feszültségtartomány lefedheti az alacsony bemeneti feszültséget is, így biztosítva a rendszer energiatermelési idejét és javítva a teljes energiatermelést.
Több inverter párhuzamos alkalmazása növeli a vezetékveszteséget, és hajlamos a rezonancia problémákra. A központosított inverterekhez képest a szálinverterek egyedi kapacitása kisebb, általában 100 kW vagy kevesebb; Az azonos léptékű fotovoltaikus erőművek esetében a sztringinverterek használata növeli az inverterek számát. Több sztring invertert kapcsolnak párhuzamosan, és a vezetékveszteség a használt inverterek számának növekedésével nő. Ugyanakkor több inverter párhuzamos csatlakoztatása az összharmonikusok növekedéséhez, az elnyomás nehézségéhez, súlyosabbá válik a rezonanciaprobléma, könnyen okoz elektromos berendezések meghibásodását, leégését.
Az elosztott inverter egy új típusú inverter, amely egyesíti a központosított és a sztring típus előnyeit. Az elosztott inverter egy viszonylag új típusú fotovoltaikus inverter, amely a központosított inverter és a string inverter jellemzőivel rendelkezik. Az elosztott inverterek felfoghatók központi inverterként és decentralizált optimalizálásként. Először a maximális teljesítmény csúcskövetést (MPPT) külön-külön hajtják végre több string inverteren keresztül, majd a központosított invertereket az összefolyás után váltakozó áramú hálózatokká alakítják át. A központosított inverterekkel összehasonlítva az elosztott inverterek előnye a kiváló független teljesítmény, a nagy energiatermelés és az általános rendszerstabilitás; a string inverterekhez képest az elosztott inverterek decentralizált optimalizálást alkalmaznak. Ez utóbbi centralizált konfluens inverter nagymértékben csökkenti a rendszer berendezési költségét. Jelenleg főleg néhány vezető demonstrációs bázisprojektben használják Kínában. Az elosztott inverteres megoldás késői fejlesztése miatt a projekttapasztalat nem elegendő, a nagyszabású alkalmazás még nem alakult ki; ugyanakkor a központosított inverteres módszer miatt ehhez a megoldáshoz külön számítógépes helyiséget kell használni a központi inverter hőelvezetésére, növelve a rendszer által elfoglalt hasznos területet.
A mikroinverter képes az egyes alkatrészek MPPT vezérlésére, az energiatermelés hatékonysága és energiatermelési szintje magas. A többi invertertől eltérően a mikro-inverter minden fotovoltaikus modulba integrálva van, és egyetlen modulon képes a maximális teljesítménycsúcs követés (MPPT) vezérlésére, ezáltal jelentősen javítva a rendszer általános energiatermelési hatékonyságát és energiatermelését. Ugyanakkor a mikro-inverter kis méretű és könnyű súlyú tulajdonságokkal rendelkezik, és nem igényel további tárhelyet, ami nagyban növeli a telepítés kényelmét. Elsősorban kis és közepes méretű erőművi projektekhez, például háztartásokhoz alkalmas. Egy azonos léptékű erőmű esetében a mikroinverterek használata több berendezést igényel, és a rendszer összköltsége lényegesen magasabb, mint a központosított vagy láncinverteres megoldásokat alkalmazó rendszereké.
