光伏并网逆变器的市场前景如何?
1.需要高效率。由于目前太阳能电池价格较高,为了最大限度地利用太阳能电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率。
2.要求高可靠性。目前光伏发电系统主要应用在偏远地区,很多电站无人值守维护,这就要求逆变器具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,以及多种保护功能,如输入DC极性反接保护、交流输出短路保护、过热过载保护等。
3.要求DC输入电压具有宽的适应范围。由于太阳能电池的端电压随着负载和日照强度的变化而变化,虽然电池在太阳能电池的电压中起着重要的作用,但电池的电压随着电池剩余容量和内阻的变化而波动,特别是当电池老化时,其端电压变化很大,如12V电池,可以在10V和16V之间变化。
4.在中、大容量光伏发电系统中,逆变电源的输出应是小畸变的正弦波。这是因为在中大容量系统中,如果采用方波电源,输出会含有较多的谐波成分,高次谐波会产生额外的损耗。很多光伏发电系统都加载了通信或仪表设备,对电网质量要求更高。中、大容量光伏发电系统并网时,为了避免与公共电网的功率污染,还要求逆变器输出正弦波电流。
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操作原理
逆变器将直流电转化为交流电,如果直流电压较低,则通过交流变压器升压,得到标准的交流电压和频率。对于大容量逆变器,由于DC母线电压高,交流输出通常可以达到220V,无需变压器升压。对于中小容量的逆变器,DC电压较低,如12V、24V,所以需要设计升压电路。
一般中小容量的逆变器有三种:推挽式逆变器、全桥逆变器和高频升压逆变器。推挽式逆变器中,升压变压器的中性插头接在正电源上,两个功率管交替工作输出交流电。由于光伏并网逆变器的速率晶体管接地,驱动和控制电路简单。另外,变压器有一定的漏电感,可以限制短路电流,从而提高电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低,驱动感性负载的能力差。
全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点,当功率晶体管调节输出脉宽时,输出交流电压的有效值发生变化。由于该电路具有续流电路,即使对于感性负载,输出电压波形也不会失真。这种电路的缺点是上下桥臂的功率晶体管不接地,需要采用专门的驱动电路或隔离电源。另外,为了防止上下桥臂同时导通,需要设计一个先关断后导通的电路,即必须设置死区时间,其电路结构复杂。
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控制电路工作
上述逆变器的主电路需要通过控制电路来实现。一般有两种控制方式:方波和正弦波。方波输出逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成分大。正弦波输出是逆变器的发展趋势。随着微电子技术的发展,具有PWM功能的微处理器也相继问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。
1.方波输出逆变器
目前,PWM集成电路,如SG3525和TL494,广泛应用于方波输出逆变器。实践证明,采用SG3525集成电路和功率场效应晶体管作为开关功率元件,可以实现高性能价格比的逆变器。由于SG3525具有直接驱动功率场效应晶体管的能力,并具有内部基准源、运算放大器和欠压保护的功能,所以其外围电路非常简单。
2.正弦波输出逆变器
2.正弦波输出逆变器控制集成电路,正弦波输出逆变器,其控制电路可由微处理器控制,如INTEL公司生产的80C196MC,摩托罗拉公司生产的MP16,Mi-Crochip公司生产的PIC16C73等,它们都有多通道PWM发生器。上下桥臂之间的死区时间可以设定,正弦波输出的电路由INTEL公司80C196MC实现,正弦波信号由80C196MC产生,检测交流输出电压实现稳压。
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主电路功率器件的选择
选择逆变器的主要功率元件非常重要。目前使用的功率元件很多,如林顿功率晶体管(BJT)、功率场效应晶体管(MOS-FET)、绝缘栅晶体管(IGBT)和可关断晶闸管(GTO)等。,MOS-FET是小容量和低电压系统中使用最多的器件。由于MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率,IGBT模块通常用于高电压和大容量系统。这是因为MOSFET的通态电阻随着电压的升高而增大,IGBT在中等容量系统中优势更大,而GTO一般在超大容量系统(100kVA以上)中用作功率元件。
并网光伏逆变器太阳能逆变器SolarMax光伏逆变器规格齐全,包括小功率串联逆变器和大功率集中式逆变器。随着中国光伏发电市场的快速发展,SolarMax逆变器将被越来越多的中国客户使用。