La celo de invetilo estas transformi kontinuan ondformtension en alternan signalon por injekti potencon en ŝarĝon (ekz. la elektran reton) je difinita frekvenco kaj kun malgranda fazangulo (φ ≈0). Simpligita cirkvito por unufaza unupolusa Pulslarĝa Modulado (PWM) estas montrita en Figuro2 (la sama ĝenerala skemo povas esti etendita al trifaza sistemo). En ĉi tiu skemo, FV-sistemo, agante kiel fonto de kontinua kurento kun iom da fonta induktanco, estas formita en alternan signalon per kvar IGBT-ŝaltiloj paralele kun libermovaj diodoj. Ĉi tiuj ŝaltiloj estas kontrolataj ĉe la pordego per PWM-signalo, kiu tipe estas la eligo de IC, kiu komparas portondon (kutime sinusan ondon de la dezirata elira frekvenco) kaj referencan ondon je signife pli alta frekvenco (tipe triangula ondo je 5-20 kHz). La eligo de la IGBT-oj estas formita en alternan signalon taŭgan por uzo aŭ krada injekto per la apliko de diversaj topologioj de LC-filtriloj.
Invetiloj apartenas al granda grupo de statikaj konvertiloj, kiu inkluzivas multajn el la hodiaŭaj'aparatoj kapablaj“konverti"elektraj parametroj en enigo, kiel ekzemple tensio kaj frekvenco, por produkti eligon kongruan kun la postuloj de la ŝarĝo.
Ĝenerale parolante, invetiloj estas aparatoj kapablaj konverti kontinuan kurenton en alternan kurenton kaj estas sufiĉe oftaj en industriaj aŭtomatigaj aplikoj kaj elektraj transmisiiloj. La arkitekturo kaj dezajno de malsamaj invetiloj-tipoj ŝanĝiĝas laŭ ĉiu specifa apliko, eĉ se la kerno de ilia ĉefa celo estas la sama (konverto de kontinua kurento al alterna kurento).
1. Sendependaj kaj Retkonektitaj Invetiloj
Invetiloj uzataj en fotovoltaecaj aplikoj estas historie dividitaj en du ĉefajn kategoriojn:
:Memstaraj invetiloj
:Retkonektitaj invetiloj
Memstaraj invetiloj estas por aplikoj kie la FV-instalaĵo ne estas konektita al la ĉefa energidistribua reto. La invetilo kapablas provizi elektran energion al la konektitaj ŝarĝoj, certigante la stabilecon de la ĉefaj elektraj parametroj (tensio kaj frekvenco). Tio tenas ilin ene de antaŭdifinitaj limoj, kapablaj elteni provizorajn troŝarĝajn situaciojn. En ĉi tiu situacio, la invetilo estas kunligita kun bateria stoksistemo por certigi konstantan energiprovizon.
Retkonektitaj invetiloj, aliflanke, kapablas sinkronigi kun la elektra reto al kiu ili estas konektitaj, ĉar, en ĉi tiu kazo, tensio kaj frekvenco estas“trudita"de la ĉefa reto. Ĉi tiuj invetiloj devas povi malkonektiĝi se la ĉefa reto paneas por eviti ajnan eblan inversan provizon de la ĉefa reto, kiu povus reprezenti gravan danĝeron.
- Figuro 1 - Ekzemplo de memstara sistemo kaj al reto konektita sistemo. Bildo ĝentile cedita de Biblus.
2. Kio estas la rolo de la busa kondensilo?
Figuro 2: Pulsita Larĝmodulado (PWM) unufazainverter-aranĝo. La IGBT-ŝaltiloj, kune kun LC-eliga filtrilo, formas la kontinukurentan enigan signalon en uzeblan alternan signalon. Tio induktasmalutila tensio-ondeto trans la PV-terminaloj. La busokondensilo estas dimensioita por redukti ĉi tiun ondeton.
La funkciado de la IGBT-oj enkondukas ondetan tension sur la terminalon de la FV-aro. Ĉi tiu ondeto estas malutila por la funkciado de la FV-sistemo, ĉar la nominala tensio aplikita al la terminaloj devus esti tenata ĉe la maksimuma potenca punkto (MPP) de la IV-kurbo por ĉerpi la plej multe da potenco. Tensio-ondeto sur la FV-terminaloj oscilos la potencon ĉerpitan el la sistemo, rezultante en
pli malalta averaĝa povumo (Figuro 3). Kondensilo estas aldonita al la buso por glatigi la tensian ondeton.
Figuro 3: Tensio-ondeto enkondukita sur la PV-terminalojn per la PWM-inverter-skemo ŝovas la aplikatan tension for de la maksimuma potenca punkto (MPP) de la PV-aro. Ĉi tio enkondukas ondeton en la povumo de la aro tiel ke la meza povumo estas pli malalta ol la nominala MPP.
La amplitudo (pinto al pinto) de la tensiondo estas determinita per la ŝaltfrekvenco, PV-tensio, buskapacitanco kaj filtrinduktanco laŭ:
kie:
VPV estas la kontinua tensio de la sunpanelo,
Cbus estas la kapacitanco de la buskondensilo,
L estas la induktanco de la filtrilaj induktantoj,
fPWM estas la ŝaltfrekvenco.
Ekvacio (1) aplikiĝas al ideala kondensilo, kiu malhelpas ŝargon flui tra la kondensilo dum ŝargado kaj poste malŝarĝas la energion situantan en la elektra kampo sen rezisto. En realeco, neniu kondensilo estas ideala (Figuro 4) sed konsistas el pluraj elementoj. Aldone al la ideala kapacitanco, la dielektriko ne estas perfekte rezistanca kaj malgranda elflua kurento fluas de la anodo al la katodo laŭ finia ŝuntrezistanco (Rsh), preterirante la dielektrikan kapacitancon (C). Kiam kurento tra la kondensilo fluas, la stiftoj, folioj kaj dielektriko ne estas perfekte konduktaj kaj ekzistas ekvivalenta seria rezisto (ESR) serie kun la kapacitanco. Fine, la kondensilo ja stokas iom da energio en la magneta kampo, do ekzistas ekvivalenta seria induktanco (ESL) serie kun la kapacitanco kaj ESR.
Figuro 4: Ekvivalenta cirkvito de ĝenerala kondensilo. Kondensilo estaskunmetita de multaj neidealaj elementoj, inkluzive de dielektrika kapacitanco (C), ne-senfina ŝuntrezistanco tra la dielektriko kiu preteriras la kondensilon, seria rezistanco (ESR), kaj seria induktanco (ESL).
Eĉ en komponanto ŝajne tiel simpla kiel kondensilo, ekzistas pluraj elementoj, kiuj povas panei aŭ degradiĝi. Ĉiu el ĉi tiuj elementoj povas influi la konduton de la invetilo, kaj ĉe la AC kaj ĉe la DC flankoj. Por determini la efikon, kiun degradiĝo de neidealaj kondensilkomponentoj havas sur la tensiondo enkondukita tra la PV-terminaloj, PWM-unupolusa H-ponta invetilo (Figuro 2) estis simulita uzante SPICE. La filtrilkondensiloj kaj induktiloj estas tenataj je 250µF kaj 20mH, respektive. La SPICE-modeloj por la IGBT-oj estas derivitaj de la laboro de Petrie et al. La PWM-signalo, kiu kontrolas la IGBT-ŝaltilojn, estas determinita per komparilo kaj inversiga komparilo-cirkvito por la alta- kaj malalta-flankaj IGBT-ŝaltiloj, respektive. La enigo por la PWM-kontroloj estas sinusa portondo de 9,5V, 60Hz kaj triangula ondo de 10V, 10kHz.
- CRE-solvo
CRE estas altteknologia entrepreno specialiĝanta pri la produktado de filmkondensatoroj, fokusante pri aplikoj de potenca elektroniko.
CRE ofertas la maturan solvon de filmkondensatora serio por PV-invetilo, kiu inkluzivas kontinukurentan ligon, alternan filtrilon kaj snubber-on.
Afiŝtempo: 1-a de decembro 2023