Effektivitet af solcelle-invertere

Effektiviteten af ​​solcelle-invertere refererer til det voksende marked for solcelle-invertere (fotovoltaiske invertere) på grund af efterspørgslen efter vedvarende energi. Og disse invertere kræver ekstrem høj effektivitet og pålidelighed. Strømkredsløbene, der blev brugt i disse invertere, blev undersøgt, og de bedste valg for switch- og ensretterenheder blev anbefalet. Den generelle opbygning af den fotoelektriske inverter er vist i figur 1, og der er tre forskellige invertere at vælge imellem. Sollyset skinner på solcellemoduler forbundet i serie, hvor hvert modul indeholder et sæt solcelleenheder forbundet i serie. Jævnstrømsspændingen (DC) genereret af solcellemoduler varierer i størrelsesordenen flere hundrede volt, afhængigt af lysforholdene for modularrayet, batteriets temperatur og antallet af moduler i serie.
Den primære funktion af denne type inverter er at konvertere indgangs-DC-spændingen til en stabil værdi. Denne funktion opnås gennem en boost-konverter og kræver en boost-kontakt og boost-diode. I den første struktur, efter boost-stadiet, er der en isoleret fuldbrokonverter. Funktionen af ​​en fuldbrotransformator er at give isolation. Den anden fuldbrokonverter på udgangen bruges til at konvertere DC'en i førstetrins fuldbrokonverteren til AC-spænding. Dens output filtreres, før den forbindes til AC-strømnettet via en ekstra dobbeltkontaktrelæafbryder med det formål at give sikker isolation under fejlhændelser og isolation fra strømnettet om natten. Den anden struktur er en ikke-isoleret ordning. Blandt dem genereres AC AC-spændingen direkte af DC-spændingens output fra boosttrinnet. Den tredje struktur anvender en innovativ topologistruktur af strømafbrydere og strømdioder, der integrerer funktionerne for boost og AC AC-generering i en dedikeret topologi. Selvom konverteringseffektiviteten af ​​solpaneler er meget lav, er det afgørende at holde inverterens effektivitet så tæt på 100 procent som muligt. I Tyskland forventes modulet i 3kW-serien, der er installeret på taget mod syd, at generere 2550 kWh elektricitet årligt. Hvis inverterens effektivitet øges fra 95 procent til 96 procent, kan der genereres yderligere 25 kWh årligt. Omkostningerne ved at bruge yderligere solcellemoduler til at generere disse 25 kWh svarer til at tilføje en inverter. Da en øget effektivitet fra 95 procent til 96 procent ikke fordobler omkostningerne ved invertere, er investering i mere effektive invertere et uundgåeligt valg. For nye designs er forbedring af invertereffektiviteten med den mest omkostningseffektive tilgang et centralt designkriterium. Inverternes pålidelighed og omkostninger er to andre designkriterier. Højere effektivitet kan reducere temperaturudsving under belastningscyklusser og derved forbedre pålideligheden. Derfor er disse kriterier faktisk indbyrdes forbundne. Brugen af ​​moduler forbedrer også pålideligheden.