Основни видове и принцип на работа на фотоволтаични инвертори
Фотоволтаичните инвертори могат да бъдат разделени основно на четири категории: централизирани, низови, разпределени и микро инвертори. Централизираната инверторна система има голяма обща мощност и се използва главно в мащабни проекти като наземни фотоволтаични електроцентрали с добри условия на осветление; Разпределените инвертори могат да бъдат разделени на стрингови инвертори и микроинвертори, които обикновено се използват в малки и средни промишлени, търговски и битови фотоволтаични системи за генериране на електроенергия, в които типът низ е основният разпределен инверторен тип продукт. Разпределените инвертори имат както централизирани, така и стрингови функции и се използват широко в проекти като планински лидери. Микроинверторът трябва да проследява максималната пикова стойност на мощността на всеки фотоволтаичен модул независимо и след това да се слее в AC мрежата след инверсия. Единичният капацитет на микроинвертора обикновено е под 1kW.
Броят на фотоволтаичните групи с централизиран достъп е голям и единичният капацитет обикновено е повече от 500KW. Централизираният инвертор е често срещан вид фотоволтаичен инвертор на пазара. Неговият принцип на работа е да обедини постоянния ток, генериран от множество фотоволтаични модули, и да проследи пика на максималната мощност (MPPT), а след това централизираният инвертор преобразува постоянния променлив ток и повишава напрежението, така че да реализира генерирането на електроенергия от мрежата. Един MPPT е оборудван с 2-12 фотоволтаични групи. Мощността на всеки MPPT може да достигне 125-1000kW, а капацитетът на всеки MPPT обикновено е над 500KW, което има предимствата на висока мощност и голям капацитет.
Централизираните инвертори могат да намалят броя на употребата, да намалят системните разходи и загуби и да улеснят централизираното управление. Поради предимствата на големия капацитет на централизираните инвертори, използването на централизирани инвертори за фотоволтаични електроцентрали от същия мащаб може значително да намали броя на използваните инвертори, да намали общите загуби на веригата на системата и да улесни централизираното инсталиране и управление. В същото време самият централизиран инвертор има висока степен на интеграция, просто управление, сравнително зряла технология и ниска цена на единица. Комбинацията от двата фактора може значително да намали разходите за оборудване на системата от електроцентрали.
Прилагането на централизирани инвертори може ефективно да намали хармониците и да подобри цялостното качество на генериране на електроенергия в системата. Когато извършваме разлагането на Фурие на несинусоидалния заряд, ще получим част от заряда, по-голяма от основната честота, тоест хармоничната, чиято честота обикновено е цяло число, кратно на основната честота. Хармониците ще предизвикат хармоничен спад на напрежението върху импеданса на късо съединение на електрическата мрежа, като по този начин ще повлияят на формата на вълната на напрежението; лесно е да се предизвика локален последователно-паралелен резонанс в системата, водещ до повреда на оборудването. Броят на използваните централизирани инвертори е малък, което може да намали броя на сериите и паралелите и ефективно да намали хармоничното съдържание, като по този начин гарантира съотношението на основните вълни в производството на електроенергия и подобрява цялостното качество на производството на електроенергия.\
Свързвайки се към множество комплекти DC входове, централизираният диапазон на напрежение на MPPT е тесен, което се отразява на цялостната производителност на генериране на електроенергия. Броят фотоволтаични низове, свързани към един MPPT на централизирания инвертор, е голям и е невъзможно да се контролира прецизно всяка група фотоволтаични низове, така че не може да се гарантира, че всеки низ е в най-добрата работна точка, като по този начин се намалява общата цена на системата . ефективност на производството на електроенергия. Обхватът на напрежението на централизирания MPPT обикновено е в диапазона 500-850V. Поради тесния диапазон на напрежение MPPT, регулируемостта на централизирания инвертор е лоша. При незадоволителни условия на осветление, като облачен дъжд, напрежението на системата е по-ниско от минималното напрежение на инвертора MPPT и не може да се извърши нормално генериране на електроенергия, което се отразява на времето за генериране на електроенергия. В същото време, поради характеристиките си за достъп до множество комплекти DC входове, фотоволтаичните системи изискват добро адаптиране между компонентите. След като един от компонентите се повреди, това ще повлияе на цялостното производство на електроенергия и ефективността на производството на електроенергия на системата.
Централизираният инвертор е с големи размери и трябва да бъде поставен в специална компютърна зала, което усложнява монтажа. Поради големия капацитет на единичния модул, обемът и теглото на централизирания инвертор са големи и трябва да се създаде специално помещение за оборудване на открито за поставяне. Специализираната компютърна зала заема голяма площ, което увеличава трудността на инсталирането, като същевременно увеличава общите разходи за земя на системата. В допълнение, поради херметичността на помещението за оборудване, поставянето на инвертора в помещението за оборудване ще доведе до лоша вентилация вътре в помещението за оборудване, което ще доведе до термични проблеми.
Стринговият инвертор приема модулен дизайн, който може да реализира децентрализирана MPPT оптимизация. Системата на електроцентралата, използваща стрингов фотоволтаичен инвертор, обикновено преобразува постоянния ток, генериран от модулите, първо през инвертора и след това го слива в променливотоковата мрежа след сливане, усилваща трансформация и разпределение на променлив ток. В сравнение с централизирания инвертор, стринговият инвертор приема модулен дизайн и има множество MPPT; броят на PV модулите, свързани към всеки MPPT, е по-малък, обикновено 1-4 групи, които могат да реализират разпределен MPPT. Търсете най-доброто. Тъй като има малко терминали за достъп, когато един компонент се повреди, това ще повлияе само на генерирането на електроенергия на модула, съответстващ на компонента, като се гарантира, че ефективността на генериране на електроенергия на цялостната фотоволтаична система не се влияе от един компонент и решаване на проблем с несъответствието на централизирани фотоволтаични електроцентрали.
Низът MPPT има широк диапазон на напрежение, което може да подобри времето за генериране на електроенергия и генерирането на електроенергия на системата. Обхватът на напрежение MPPT на стринг инвертора е широк, обикновено 200 V-1000V, и възможността за настройка е добра. В случай на недостатъчна светлина или неблагоприятно време за производство на електроенергия, общото напрежение на фотоволтаичните модули ще бъде ниско. По-широкият обхват на напрежение MPPT може да покрие ниско входно напрежение, като по този начин гарантира времето за генериране на електроенергия на системата и подобрява общото генериране на електроенергия.
Паралелното свързване на множество инвертори увеличава загубите на проводници и е склонно към проблеми с резонанса. В сравнение с централизираните инвертори, индивидуалният капацитет на стринговите инвертори е по-малък, обикновено 100KW или по-малко; за фотоволтаични електроцентрали от същия мащаб, изборът да се използват стрингови инвертори ще увеличи броя на инверторите. Множество низови инвертори ще бъдат свързани паралелно и загубата на проводник ще се увеличи с увеличаване на броя на използваните инвертори. В същото време паралелното свързване на множество инвертори ще доведе до увеличаване на общите хармоници, трудността на потискането ще се увеличи, проблемът с резонанса ще бъде по-сериозен и лесно ще причини повреда и изгаряне на електрическо оборудване.
Разпределеният инвертор е нов тип инвертор, който съчетава предимствата на централизирания и стринговия тип. Разпределеният инвертор е сравнително нов тип фотоволтаичен инвертор, който има характеристиките на централизиран инвертор и стрингов инвертор. Разпределените инвертори могат да се разбират като централизиран инвертор и децентрализирана оптимизация. Първо, проследяването на максималната пикова мощност (MPPT) се извършва отделно чрез множество низови инвертори, а след това централизираните инвертори се преобразуват в променливотокови електрически мрежи след сливане. В сравнение с централизираните инвертори, разпределените инвертори имат предимствата на отлична независима производителност, високо генериране на мощност и цялостна стабилност на системата; в сравнение със стринговите инвертори, разпределените инвертори използват децентрализирана оптимизация. Последният централизиран инвертор на сливане значително намалява разходите за оборудване на системата. В момента се използва главно в някои водещи проекти за демонстрационни бази в Китай. Поради късното развитие на разпределеното инверторно решение опитът в проекта не е достатъчен и все още не е формирано широкомащабно приложение; в същото време, поради централизирания инверторен метод, това решение трябва да използва специална компютърна зала за разсейване на топлината от централизирания инвертор, увеличавайки използваемата площ, заета от системата.
Микроинверторът може да извършва MPPT контрол на отделни компоненти, а ефективността и нивото на генериране на електроенергия са високи. За разлика от другите инвертори, микроинверторът е интегриран с всеки фотоволтаичен модул и може да извършва контрол за проследяване на максимална мощност (MPPT) на един модул, като по този начин значително подобрява общата ефективност на генерирането на електроенергия и генерирането на електроенергия на системата. В същото време микроинверторът има характеристиките на малък размер и леко тегло и не изисква допълнително място за съхранение, което значително повишава удобството при инсталиране. Подходящ е главно за малки и средни проекти за електроцентрали като домакинства. За електроцентрала от същия мащаб използването на микроинвертори ще изисква повече оборудване, а общата цена на системата е значително по-висока от тази на системи, използващи централизирани или стрингови инверторни решения.
