現在、中国の太陽光発電発電システムは主にDCシステムであり、ソーラーバッテリーによって生成される電気エネルギーを充電するためであり、バッテリーは負荷に直接電力を供給します。たとえば、中国北西部のソーラー照明システムとグリッドから遠く離れたマイクロ波局の電源システムはすべてDCシステムです。このタイプのシステムには、単純な構造と低コストがあります。ただし、DC電圧が異なるため（12V、24V、48Vなど）、AC負荷のほとんどがDC電力で使用されるため、特に民間のパワーの標準化と互換性を実現することは困難です。太陽光発電電源が電力を供給して商品として市場に参入することは困難です。さらに、太陽光発電の発電は最終的にグリッド接続の動作を実現し、成熟した市場モデルを採用する必要があります。将来的には、AC太陽光発電システムが太陽光発電の主流になります。
インバーター電源用の太陽光発電発電システムの要件
AC電力出力を使用した太陽光発電発電システムは、太陽光発電アレイ、充電および排出コントローラー、バッテリー、インバーター（グリッド接続の発電システムが一般的にバッテリーを節約できます）の4つの部分で構成され、インバーターが重要なコンポーネントです。太陽光発電には、インバーターの要件が高くなります。
1.高効率が必要です。現在、太陽電池の価格が高いため、太陽電池の使用を最大化し、システム効率を向上させるためには、インバーターの効率を改善しようとする必要があります。
2。高い信頼性が必要です。現在、太陽光発電システムは主に遠隔地で使用されており、多くの発電所が無人で維持されています。これには、インバーターが合理的な回路構造、厳密なコンポーネントの選択を備えており、入力DC極性接続保護、AC出力短絡保護、過熱、過負荷保護などのさまざまな保護機能をインバーターに持たせる必要があります。
3. DC入力電圧は、幅広い適応をするために必要です。バッテリーの端子電圧は、荷重と太陽光の強度とともに変化するため、バッテリーの電圧に重要な影響がありますが、バッテリーの電圧はバッテリーの残りの容量と内部抵抗の変化とともに変動します。特にバッテリーが老化している場合、その端子電圧は大きく異なります。たとえば、12 Vバッテリーの端子電圧は10 Vから16 Vまで変化する可能性があります。これにより、インバーターはより大きなDCで動作する必要があり、入力電圧範囲内で通常の動作を保証し、AC出力電圧の安定性を確保します。
4.中程度および大容量の太陽光発電システムでは、インバーターの電源の出力は、歪みが少ない正弦波でなければなりません。これは、中程度および大容量システムでは、四角波の電力が使用される場合、出力にはより多くの高調波成分が含まれ、高調波が追加の損失を生成するためです。多くの太陽光発電システムには、通信または計装機器が搭載されています。機器には、電源グリッドの品質に高い要件があります。中程度および大容量の太陽光発電システムがグリッドに接続されている場合、パブリックグリッドによる電力汚染を避けるために、インバーターも正弦波電流を出力する必要があります。
インバーターは、直接電流を交互の電流に変換します。直流電圧が低い場合、標準の電流電圧と周波数を取得するために、交互の電流トランスによってブーストされます。大容量インバーターの場合、DCバスの電圧が高くなっているため、AC出力は通常、電圧を220Vに上げるために変圧器を必要としません。中および小容量のインバーターでは、24Vの場合は12VなどのDC電圧が比較的低く、ブースト回路を設計する必要があります。中型および小容量のインバーターには、一般に、プッシュプルインバーター回路、フルブリッジインバーター回路、高周波ブーストインバーター回路が含まれます。プッシュプル回路は、ブーストトランスのニュートラルプラグを正の電源に接続し、2つのパワーチューブの交互作業である出力AC電源を交互に接続します。電力トランジスタは共通の地面に接続されているため、ドライブと制御回路は単純であり、トランスは特定の漏れ誘導を持つため、短縮電流を制限する可能性があります。欠点は、変圧器の利用が低く、誘導負荷を駆動する能力が低いことです。
フルブリッジインバーター回路は、プッシュプル回路の欠点を克服します。電源トランジスタは出力パルス幅を調整し、出力AC電圧の有効値はそれに応じて変化します。回路にはフリーホイールループがあるため、誘導荷重であっても、出力電圧波形は歪んでいません。この回路の欠点は、上部および下部の腕の電力トランジスタが地面を共有しないため、専用の駆動回路または孤立した電源を使用する必要があることです。さらに、上下の橋のアームの一般的な伝導を防ぐために、回路をオフにしてオンにするように設計する必要があります。つまり、デッドタイムを設定する必要があり、回路構造はより複雑です。
プッシュプル回路とフルブリッジ回路の出力には、ステップアップトランスを追加する必要があります。ステップアップ変圧器のサイズは大きく、効率が低く、より高価であり、パワーエレクトロニクスとマイクロエレクトロニクス技術の開発により、高周波ステップアップ変換技術を使用してリバースを実現できます。このインバーター回路の前段階ブースト回路はプッシュプル構造を採用しますが、作業周波数は20kHzを超えています。ブーストトランスは、高周波磁気コア材料を採用するため、サイズが小さく、軽量です。高周波反転の後、高周波トランスを介して高周波交互電流に変換され、高電圧直流電流（一般的に300Vを超える）が高頻度整流フィルター回路を介して得られ、電力周波数インバーター回路を介して反転します。
この回路構造により、インバーターのパワーが大幅に改善され、インバーターの負荷のない損失がそれに応じて減少し、効率が改善されます。回路の欠点は、回路が複雑で、信頼性が上記の2つの回路よりも低いことです。
インバーター回路の制御回路
上記のインバーターの主要な回路はすべて、制御回路によって実現する必要があります。一般的に、2つの制御方法があります：正方形と正と弱い波。四角波出力を備えたインバーター電源回路はシンプルで、コストが低いですが、効率が低く、高調波成分が大きいです。 。正弦波出力は、インバーターの開発動向です。マイクロエレクトロニクス技術の開発により、PWM機能を備えたマイクロプロセッサも出てきました。したがって、正弦波出力のインバーター技術は成熟しています。
1.四角波出力を備えたインバーターは現在、主にSG 3 525、TL 494などのパルス幅変調統合回路を使用しています。練習により、SG3525統合回路の使用とスイッチングパワーコンポーネントとしてのパワーFETの使用により、比較的高い性能と価格インバーターが得られることが証明されています。 SG3525にはパワーFETS機能を直接駆動する機能があり、内部参照ソースと運用アンプ、および低電圧保護機能を備えているため、その周辺回路は非常に簡単です。
2。正弦波出力を備えたインバーター制御積分回路、正弦波出力を備えたインバーターの制御回路は、Intel Corporationが生産し、Motorola Companyが生産する80 C 196 MCなどのマイクロプロセッサによって制御できます。 MP 16およびPI C 16 C 73はMi-Cro Chip Companyなどによって生産されています。これらのシングルチップコンピューターには複数のPWMジェネレーターがあり、上部および上部ブリッジアームを設定できます。デッドタイム中に、Intel Companyの80 C 196 MCを使用して、正弦波出力回路、80 C 196 MCを実現して正弦波信号生成を完了し、AC出力電圧を検出して電圧安定化を実現します。
インバーターのメイン回路での電力デバイスの選択
の主電源コンポーネントの選択インバーター非常に重要です。現在、最も使用されているパワーコンポーネントには、ダーリントンパワートランジスタ（BJT）、パワーフィールド効果トランジスタ（MOS-F ET）、絶縁ゲートトランジスタ（IGB）が含まれます。 T）およびターンオフサイリスタ（GTO）など、小容量の低電圧システムで最も使用されるデバイスはMOS FETです。MOSFETは、高電圧および大容量システムで一般的に使用されるため、MOS FETがオンステート上の電圧低下を低下させます。これは、電圧の増加とともにMOS FETの抵抗が増加し、Ig BTが中程度の容量システムであるため、より大きな利点を占める一方で、非常に大きな能力（100 kVAを超える）システムでは、GTOが一般に電力成分として使用されるためです。
投稿時間：10月21日から2021年
