El papel de los inversores en los sistemas fotovoltaicos

En la ola de transformación de energía global, la generación de energía solar fotovoltaica se ha convertido en una fuerza importante con sus características limpias y renovables . en los sistemas fotovoltaicos, aunque el inversor parece discreto, también reproduce un papel vital y puede llamarse "corazón" y "cerebro" de todo el sistema . que no solo se da cuenta de la conversión clave, sino que también se denomina múltiples financiamiento de las operaciones de las operaciones, las operaciones de la seguridad y el sistema, y ​​el sistema, y ​​que el sistema, y ​​el sistema de seguridad, y también se asigna el sistema de seguridad, y también se las denominará múltiples. Afecta profundamente la eficiencia de la generación de energía, la estabilidad y la economía de los sistemas fotovoltaicos .

Los paneles solares convierten la energía de la luz en corriente continua (DC) a través del efecto fotoeléctrico, pero si está conectado a la red eléctrica o conduce electrodomésticos diarios, debe usar corriente alterna (ac) .

La función más básica y central del inversor es convertir el DC generado por el panel solar en AC que cumple con los requisitos .

Tome el sistema PV Home como un ejemplo . Los paneles solares en el techo emiten continuamente DC durante el día . Un inversor de cadena con una potencia nominal de 5kW utiliza dispositivos electrónicos de potencia interna (como una puerta de compuerta aislada IGBT) para convertir la potencia DINUSOIDAL AC sinusoidal con una frecuencia de 50Hz de 50Hz y un voltaje de 220V) para convertir Diebly) o 380V) Cambio de alta frecuencia . Esta potencia de CA puede ser utilizada directamente por refrigeradores, aires acondicionadores, televisores y otros electrodomésticos en el hogar, y el exceso de potencia se puede conectar a la cuadrícula de alimentación para lograr la "autogeneración de la auto uso y la potencia excedente para la cuadrícula" .

En las centrales fotovoltaicas terrestres terrestres a gran escala, la escala de conversión de energía de los inversores centralizados es aún más sorprendente . Por ejemplo, en una base fotovoltaica de nivel de megavatio en China occidental, un solo inversor centralizado con una capacidad de 1MW puede convertir millones de vatios de potencia de DC en potencia de CA cada hora, que es equivalente a satisfacer las necesidades eléctricas de miles de viviendas de miles de hogares {4 4} Use estructuras topológicas complejas y algoritmos de control para garantizar que la potencia de CA de salida tenga una tasa de distorsión armónica extremadamente baja (generalmente menos del 5%), cumpliendo con los estrictos requisitos de calidad de potencia de la red eléctrica y evitando la contaminación a la cuadrícula .

La intensidad de la luz, la temperatura, la cobertura del polvo y otros factores harán que la potencia de salida de los paneles solares cambie todo el tiempo, y la función máxima de seguimiento de punto de potencia (MPPT) del inversor puede ajustar el punto de trabajo del panel solar en tiempo real para que siempre emita la potencia máxima .}

Suponga que la potencia máxima de un panel solar en condiciones de prueba estándar (STC, irradiancia 1000W/m², temperatura de 25 grados) es de 500W, pero en la operación real, luz débil en la madrugada, alta temperatura al mediodía y la cubierta de nubes en la tarde provocará que la potencia de salida del panel solar fluctúe .

En este momento, el inversor equipado con algoritmos MPPT avanzados (como el método de observación de perturbación y el método de incremento de conductancia) cambiará continuamente el voltaje de trabajo y la corriente del panel solar, y bloqueará con precisión el punto máximo de potencia a través de un ciclo rápido "de retroalimentación de prueba" .}

Según las estadísticas, los inversores con función MPPT eficiente pueden aumentar la eficiencia general de generación de energía de los sistemas fotovoltaicos en un 5% - 15% .

En los escenarios de PV distribuidos, las ventajas de la función MPPT son más obvias . Por ejemplo, en un sistema fotovoltaico en la azotea de un edificio residencial, las características de salida de los paneles en diferentes cadenas varían mucho porque algunos paneles están bloqueados por hojas y cubiertas por sombras de edificios .} Las inversiones de cuerdas o los inversores de micro están equipados con modificadores independientes que se están modificando con los modelos independientes. puede optimizar la eficiencia de generación de energía de cada parte por separado, evitar el "efecto de tablero corto" y maximizar la generación de energía de todo el sistema .

El sistema fotovoltaico está expuesto al aire libre durante mucho tiempo y enfrenta varios riesgos, como anomalías de la cuadrícula, fallas en el equipo y un entorno natural ., la función de protección del inversor es como una "protección de seguridad" para garantizar el funcionamiento estable del sistema .}

Cuando la red eléctrica está fuera de la energía debido a una falla, si el sistema fotovoltaico continúa suministrando energía a la red eléctrica local, se formará una "isla", que no solo causará riesgos de descarga eléctrica al personal de mantenimiento, sino que también dañará el equipo . el dispositivo de protección de la isla integrado en el inversor puede detectar rápidamente los cambios en la frecuencia de la frecuencia, el voltaje y otros parámetros en el momento de la potencia de energía y reducir la salida de la potencia y reducir la salida de los 2 segundos, y reducir la salida de la potencia, y reducir la salida de la salida de la frecuencia. El efecto de la isla .

Por ejemplo, cuando un tifón causó que la cuadrícula de energía en un área determinada se paralice, el inversor del sistema fotovoltaico local conectado a la red eléctrica activó rápidamente la protección de la isla, asegurando efectivamente la seguridad del personal de reparación y la integridad del equipo .

Cuando el voltaje de salida del panel solar es demasiado alto (como un aumento de voltaje debido a una caída repentina de temperatura), se produce una falla de cortocircuito en el circuito, o la corriente de carga es demasiado grande, el inversor activará automáticamente el mecanismo de protección para cortar el circuito o limitar la corriente para evitar daños por equipos y accidentes de disparos . al mismo tiempo, el inversor también tiene un over-Temperperperperperperperperperperperperperperperperpperperperperperpperpperperpertinte de los equipos » función . Cuando la temperatura del dispositivo de energía interno es demasiado alta, se enfría al comenzar el ventilador de enfriamiento, reduciendo la potencia de salida, etc. ., para garantizar que el equipo funcione dentro de un rango de temperatura seguro .

Con el aumento continuo en la capacidad instalada por PV, el papel de los inversores en la interacción de la red se está volviendo cada vez más importante . no solo necesita integrar suavemente la energía eléctrica en la red, sino que también necesita cumplir con los requisitos de la cuadrícula para la calidad de energía, la estabilidad y las capacidades de regulación .

El inversor controla la forma de onda y la fase de la corriente de salida de modo que la potencia de CA de salida esté en la misma frecuencia y fase que el voltaje de la cuadrícula, y controla el contenido armónico a un nivel extremadamente bajo ., por ejemplo, los inversores inteligentes modernos pueden controlar la tasa de distorsión armónica (thd) en el 3%, cerca de la onda de la sola ideal, reducir la interferencia a la pluma y garantizar la operación de la granja actual de la ruina. Además, el inversor también puede ajustar el factor de potencia de acuerdo con la demanda de la cuadrícula para que sea cerca de 1, mejorando así la eficiencia de transmisión de la cuadrícula .

Impulsado por la globalización de la electricidad verde, los sistemas fotovoltaicos se han transformado gradualmente de unidades de generación de potencia simples a nodos inteligentes con capacidades de soporte de cuadrícula . Los inversores de nuevos inversores admiten funciones de soporte, como la regulación de potencia activa y la compensación de potencia reactiva .} cuando la carga de la cuadrícula es un pico de la inversión, el inversor puede reducir activamente la potencia de salida al impacto en la gruesa en la gruesa; Cuando el voltaje de la cuadrícula es bajo, el inversor puede generar potencia reactiva para aumentar el nivel de voltaje de la cuadrícula . En Alemania, los inversores de algunas centrales de alimentación fotovoltaica han realizado la función de la "planta de energía virtual" a través de la comunicación en tiempo real con el centro de envío de grada de potencia, participaron de manera efectiva en la regulación de la carga de la carga de la energía de la energía de la nueva energía {4}

Los inversores modernos generalmente integran las funciones de recopilación de datos, comunicación e análisis inteligentes, convirtiéndose en el "ama de llaves inteligente" del sistema fotovoltaico . a través de sensores incorporados, el inversor monitorea la voltaje de entrada de CC, la corriente, la potencia de salida de CA, la frecuencia, la temperatura del equipo y otros parámetros en tiempo real y carga la plataforma de monitoreo a través de la plataforma de monitoreo (rs485, ehethernet (4g) (4g) (4G, y carga, y carga la plataforma de monitoreo a través de la plataforma de monitoreo (rs485, ehethernet (4g) (4g) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4G (4G) (4g). Wifi) comunicación .

Operation and maintenance personnel can remotely view the operating status, power generation data and fault alarm information of the PV system through mobile phone APP or computer. For example, when the power generation of a certain panel decreases due to dust accumulation, the inverter will issue an alarm in time, and locate the problem panel through data analysis, helping operation and maintenance personnel to accurately repair and reduce operation and maintenance costs. In addition, some Los inversores avanzados también tienen funciones de mantenimiento predictivo . A través del análisis de aprendizaje automático de datos históricos, el riesgo de falla del equipo se puede predecir de antemano, convirtiendo el mantenimiento pasivo en mantenimiento activo .

In summary, the inverter integrates multiple functions such as power conversion, power optimization, safety protection, grid interaction and intelligent management in the PV system. Its performance directly determines the power generation efficiency, stability and economic benefits of the PV system. With the continuous advancement of technology, new technologies such as silicon carbide devices, AI algorithms, and multi-energy Fusion mejorará aún más el rendimiento de los inversores, promoverá que la industria del PV se desarrolle en una dirección más eficiente e inteligente, y contribuirá más a la transformación de energía global .