什麼是太陽能逆變器？

隨著世界不斷追求永續和清潔能源解決方案，太陽能已成為邁向綠色未來的領導者。太陽能光伏 (PV) 系統利用豐富的可再生能源，已獲得廣泛普及，為我們發電方式的顯著轉變鋪平了道路。 每個太陽能光電系統的核心都有一個關鍵組件，可以將陽光轉化為可用能源：太陽能逆變器。太陽能逆變器作為太陽能電池板和電網之間的橋樑，在太陽能的高效利用中發揮著至關重要的作用。了解它們的工作原理並探索它們的各種類型是理解太陽能轉換背後的迷人機制的關鍵。 HA 是怎樣的S奧拉爾I逆變器W獸人? 太陽能逆變器是一種電子設備，可將太陽能板產生的直流（DC）電轉換為交流（AC）電，可用於為家用電器供電並饋入電網。太陽能逆變器的工作原理可分為三個主要階段：轉換、控制和輸出。 轉換： 太陽能逆變器首先接收太陽能板產生的直流電。這種直流電通常採用波動電壓的形式，隨陽光強度的變化而變化。逆變器的首要任務是將這種可變的直流電壓轉換成適合消耗的穩定的交流電壓。 轉換過程涉及兩個關鍵組件：一組電力電子開關（通常是絕緣柵雙極電晶體或 IGBT）和高頻變壓器。這些開關負責快速打開和關閉直流電壓，產生高頻脈衝訊號。然後變壓器將電壓升高到所需的交流電壓等級。 控制： 太陽能逆變器的控制級確保轉換過程有效率且安全地運作。它涉及使用複雜的控制演算法和感測器來監控和調節各種參數。一些重要的控制功能包括： 一個。最大功率點追蹤 (MPPT)：太陽能電池板有一個稱為最大功率點 (MPP) 的最佳工作點，在該點，它們可以針對給定的陽光強度產生最大功率。 MPPT演算法透過追蹤MPP不斷調整太陽能板的工作點以最大化功率輸出。 b.電壓和頻率調節：逆變器的控制系統保持穩定的交流輸出電壓和頻率，通常遵循公用電網的標準。這確保了與其他電氣設備的兼容性，並允許與電網無縫整合。 c.電網同步：併網太陽能逆變器將交流輸出的相位和頻率與公用電網同步。這種同步使逆變器能夠將多餘的電力反饋回電網，或在太陽能發電不足時從電網獲取電力。 輸出： 在最後階段，太陽能逆變器將轉換後的交流電輸送到電力負載或電網。輸出可以透過兩種方式使用： 一個。併網或併網系統：在併網系統中，太陽能逆變器將交流電直接饋入公用電網。這減少了對化石燃料發電廠的依賴，並允許進行淨計量，白天產生的多餘電力可以在太陽能發電量較低的時期記入並使用。 b.離網系統：在離網系統中，太陽能逆變器除了向電力負載供電外，還為電池組充電。電池儲存多餘的太陽能，可以在太陽能產量低的時候或在太陽能板不發電的夜間使用。 太陽能逆變器的特性： 效率： 太陽能逆變器旨在高效運行，以最大限度地提高太陽能光伏系統的能源產量。更高的效率可以減少轉換過程中的能量損失，從而確保更大比例的太陽能得到有效利用。 功率輸出： 太陽能逆變器有各種額定功率，從小型住宅系統到大型商業裝置。逆變器的功率輸出應與太陽能板的容量適當匹配，以達到最佳性能。 耐用性和可靠性： 太陽能逆變器暴露在不同的環境條件下，包括溫度波動、濕度和潛在的電湧。因此，逆變器應採用堅固的材料製造，並設計成能夠承受這些條件，確保長期可靠性。 監控與通訊： 許多現代太陽能逆變器都配備了監控系統，讓使用者可以追蹤太陽能光電系統的性能。有些逆變器還可以與外部設備和軟體平台通信，提供即時數據並實現遠端監控和控制。 安全特點： 太陽能逆變器具有各種安全功能，可保護系統和使用系統的個人。這些功能包括過壓保護、過電流保護、接地故障偵測和防孤島保護，防止逆變器在停電期間向電網供電。 太陽能逆變器按額定功率分類 光伏逆變器，也稱為太陽能逆變器，可根據其設計、功能和應用分為不同類型。了解這些分類有助於為特定太陽能光電系統選擇最合適的逆變器。以下是光電逆變器按功率等級分類的主要類型： 變頻器依功率等級：主要分為分散式逆變器（組串式逆變器&微型逆變器）、集中式逆變器 字串反轉呃： 串式逆變器是住宅和商業太陽能裝置中最常用的光伏逆變器類型，它們旨在處理串聯的多個太陽能電池板，形成「串」。透過直流側最大功率峰值追蹤、交流側並聯併網的逆變器，光伏組串（1-5kW）已成為當今國際市場上最受歡迎的逆變器。 太陽能板產生的直流電被輸入串聯逆變器，逆變器將其轉換為交流電以供立即使用或輸出至電網。組串式逆變器以其簡單性、成本效益和易於安裝而聞名。然而，整個串的性能取決於性能最低的面板，這可能會影響整體系統效率。 微型逆變器： 微型逆變器是安裝在光伏系統中每個單獨太陽能板上的小型逆變器。與串式逆變器不同，微型逆變器直接在面板級將直流電轉換為交流電。這種設計允許每個面板獨立運行，優化系統的整體能量輸出。微型逆變器具有多種優勢，包括面板級最大功率點追蹤 (MPPT)、提高陰影或不匹配面板中的系統性能、由於較低的直流電壓而提高安全性以及對單一面板性能的詳細監控。然而，較高的前期成本和潛在的安裝複雜性是需要考慮的因素。 集中式逆變器： 集中式逆變器也稱為大型或公用事業規模（>10kW）逆變器，通常用於大型太陽能光電裝置，例如太陽能發電場或商業太陽能專案。這些逆變器旨在處理來自多個太陽能板串或陣列的高直流電源輸入，並將其轉換為交流電源以用於電網連接。 最大的特點是系統功率高、成本低，但由於不同組串的輸出電壓和電流往往不完全匹配（特別是當組串因陰天、陰影、污漬等原因而部分被遮擋時） ，使用集中式逆變器會導致逆變過程效率較低，家庭用電能耗較低。 與其他類型相比，集中式逆變器通常具有更高的功率容量，範圍從數千瓦到幾兆瓦。它們安裝在中央位置或逆變器站，多個太陽能電池板串或陣列並聯連接到它們。 太陽能逆變器有什麼作用？ 光伏逆變器具有多種功能，包括交流轉換、優化太陽能電池性能和系統保護。這些功能包括自動運作和關閉、最大功率追蹤控制、防孤島（併網系統）、自動電壓調節（併網系統）、直流檢測（併網系統）和直流接地檢測（併網系統）。系統）。我們簡單探討一下自動運轉和關機功能以及最大功率追蹤控制功能。 1）自動運轉和停機功能 早晨日出後，太陽輻射強度逐漸增加，太陽能電池的輸出也相應增加。當達到逆變器所需的輸出功率時，逆變器開始自動運作。進入運作後，逆變器會隨時監控太陽能電池組件的輸出，只要太陽能電池組件的輸出功率大於逆變器所需的輸出功率，逆變器就會繼續運作；直到日落停止，即使下雨逆變器也能運作。當太陽能電池組件的輸出變小，逆變器的輸出接近0時，逆變器將形成待機狀態。 2）最大功率追蹤控制功能 太陽能電池組件的輸出隨太陽輻射強度和太陽能電池組件本身的溫度（晶片溫度）而變化。另外，由於太陽能電池組件具有電壓隨電流增加而降低的特性，因此存在一個可以獲得最大功率的最佳工作點。太陽輻射強度在變化，顯然最佳工作點也在改變。相對於這些變化，太陽能電池組件的工作點始終處於最大功率點，系統始終從太陽能電池組件獲得最大功率輸出。這種控制就是最大功率追蹤控制。太陽能發電系統中使用的逆變器最大的特點是具有最大功率點追蹤（MPPT）功能。 光電逆變器主要技術指標 1.輸出電壓的穩定性 在光伏系統中，太陽能電池發出的電能首先由蓄電池儲存，然後再透過逆變器轉換成220V或380V交流電。但電池受自身充放電影響，輸出電壓變化範圍較大。例如，標稱12V電池的電壓值可以在10.8到14.4V之間變化（超出這個範圍可能會導致電池損壞）。對於合格的逆變器，當輸入端電壓在此範圍內變化時，其穩態輸出電壓的變化量不應超過Plusmn；額定值的5%。同時，當負載突變時，其輸出電壓偏差不應超過額定值±10%。 2.輸出電壓波形畸變 對於正弦波逆變器，應規定最大允許波形失真度（或諧波含量）。通常以輸出電壓總波形畸變率來表示，其值不應超過5%（單相輸出允許10%）。由於逆變器輸出的高次諧波電流會在感性負載上產生渦流等附加損耗，如果逆變器波形畸變過大，會導致負載元件嚴重發熱，不利於嚴重影響電氣設備的安全性和系統。營運效率。 3.額定輸出頻率 對於包含馬達的負載，如洗衣機、冰箱等，由於馬達的最佳頻率工作點為50Hz，頻率過高或過低都會導致設備發熱，降低系統的運作效率和使用壽命，因此，變頻器的輸出頻率應為一個相對穩定的值，通常為工頻50Hz，在正常工作條件下其偏差應在±l%以內。 4.負載功率因數 表徵逆變器帶感性負載或容性負載的能力。正弦波逆變器的負載功率因數為0.7~0.9，額定值為0.9。在負載功率一定的情況下，如果逆變器的功率因數較低，則所需逆變器的容量就會增加。一方面成本會增加，同時光電系統交流電路的視在功率也會增加。隨著電流的增加，損耗必然會增加，系統效率也會降低。 5.逆變器效率 逆變器的效率是指在規定的工作條件下其輸出功率與輸入功率的比值，以百分比表示。一般來說，光電逆變器的標稱效率是指純電阻負載時的效率。 80%負載效率情況下。由於光電系統的整體成本較高，因此應最大限度地提高光電逆變器的效率，以降低系統成本，並提高光電系統的性價比。目前主流逆變器標稱效率在80%~95%之間，小功率逆變器效率需求不低於85%。在光伏系統的實際設計過程中，不僅要選擇高效的逆變器，還要對系統進行合理的配置，使光伏系統的負載盡可能工作在最佳效率點附近。 6.額定輸出電流（或額定輸出容量） 表示在規定的負載功率因數範圍內，逆變器的額定輸出電流。有些逆變器產品給出了額定輸出容量，其單位以VA或kVA表示。逆變器的額定容量是輸出功率因數為1（即純阻性負載）時額定輸出電壓與額定輸出電流的乘積。 七、保護措施 性能優良的逆變器還應具有完善的保護功能或措施，以應對實際使用過程中出現的各種異常情況，以保護逆變器本身和系統其他部件免受損壞。 1）輸入欠壓保險帳戶： 當輸入端電壓低於額定電壓的85%時，逆變器應具有保護和顯示功能。 2）輸入過壓保護器： 當輸入端電壓高於額定電壓的130%時，變頻器應有保護和顯示。 3）過流保護： 逆變器的過電流保護應能確保在負載短路或電流超過允許值時及時動作，防止突波電流損壞。當工作電流超過額定值的150%時，逆變器應能自動保護。 4）輸出短路保護 逆變器的短路保護動作時間不應超過0.5s。 5）輸入反接保護： 當輸入端子正負極接反時，變頻器應具有保護功能並有顯示。 6）防雷保護： 逆變器應有防雷保護。 7）超溫保護等。 此外，對於沒有穩壓措施的逆變器，逆變器還應具有輸出過壓保護措施，以保護負載免受過壓損壞。 8. 啟動特性 表徵逆變器帶載啟動的能力以及動態運轉時的性能。逆變器應保證在額定負載下可靠啟動。 9. 噪音 電力電子設備中的變壓器、濾波電感、電磁開關、風扇等元件都會產生雜訊。逆變器正常運作時，其雜訊不應超過80dB，小型逆變器的雜訊不應超過65dB。 太陽能逆變器的選配技巧