Eficiența invertoarelor solare

Eficiența invertoarelor solare se referă la piața în creștere a invertoarelor solare (invertoare fotovoltaice) datorită cererii de energie regenerabilă. Și aceste invertoare necesită eficiență și fiabilitate extrem de ridicate. Au fost investigate circuitele de putere utilizate în aceste invertoare și au fost recomandate cele mai bune alegeri pentru dispozitivele comutatoare și redresoare. Structura generală a invertorului fotoelectric este prezentată în Figura 1 și există trei invertoare diferite din care să alegeți. Lumina soarelui strălucește asupra modulelor solare conectate în serie, fiecare modul conținând un set de unități de celule solare conectate în serie. Tensiunea de curent continuu (DC) generată de modulele solare variază de ordinul a câteva sute de volți, în funcție de condițiile de iluminare ale matricei de module, de temperatura bateriei și de numărul de module în serie.
Funcția principală a acestui tip de invertor este de a converti tensiunea DC de intrare într-o valoare stabilă. Această funcție este realizată printr-un convertor de amplificare și necesită un comutator de amplificare și o diodă de amplificare. În prima structură, după etapa de amplificare, există un convertor izolat cu punte completă. Funcția unui transformator cu punte completă este de a asigura izolarea. Al doilea convertor cu punte completă de la ieșire este utilizat pentru a converti curentul continuu al convertorului cu punte completă din prima etapă în tensiune AC. Ieșirea sa este filtrată înainte de a fi conectată la rețeaua de alimentare cu curent alternativ printr-un comutator suplimentar cu releu dublu contact, cu scopul de a asigura izolarea în siguranță în timpul evenimentelor de defecțiune și izolarea de rețea electrică pe timp de noapte. A doua structură este o schemă neizolată. Printre acestea, tensiunea AC AC este generată direct de tensiunea DC de ieșire din etapa de amplificare. A treia structură utilizează o structură topologică inovatoare de comutatoare de putere și diode de putere, integrând funcțiile de amplificare și generare AC AC într-o topologie dedicată. Deși eficiența de conversie a panourilor solare este foarte scăzută, este crucial să se mențină eficiența invertorului cât mai aproape de 100 la sută posibil. În Germania, modulul din seria de 3 kW instalat pe acoperișul orientat spre sud este de așteptat să genereze 2550 kWh de energie electrică anual. Dacă eficiența invertorului crește de la 95 la sută la 96 la sută, se pot genera încă 25 kWh anual. Costul utilizării modulelor solare suplimentare pentru a genera acești 25 kWh este echivalent cu adăugarea unui invertor. Deoarece creșterea eficienței de la 95% la 96% nu dublează costul invertoarelor, investiția în invertoare mai eficiente este o alegere inevitabilă. Pentru proiectele emergente, îmbunătățirea eficienței invertorului cu cea mai rentabilă abordare este un criteriu cheie de proiectare. Fiabilitatea și costul invertoarelor sunt alte două criterii de proiectare. O eficiență mai mare poate reduce fluctuațiile de temperatură în timpul ciclurilor de încărcare, îmbunătățind astfel fiabilitatea. Prin urmare, aceste criterii sunt de fapt interdependente. Utilizarea modulelor îmbunătățește, de asemenea, fiabilitatea.