Hiệu quả của biến tần năng lượng mặt trời

Hiệu quả của bộ biến tần năng lượng mặt trời đề cập đến thị trường ngày càng tăng của bộ biến tần năng lượng mặt trời (bộ biến tần quang điện) do nhu cầu về năng lượng tái tạo. Và những biến tần này đòi hỏi hiệu quả và độ tin cậy cực cao. Các mạch nguồn được sử dụng trong các bộ biến tần này đã được nghiên cứu và đề xuất các lựa chọn tốt nhất cho các thiết bị chuyển mạch và chỉnh lưu. Cấu trúc chung của biến tần quang điện được thể hiện trong Hình 1 và có ba biến tần khác nhau để lựa chọn. Ánh sáng mặt trời chiếu vào các mô-đun năng lượng mặt trời được kết nối nối tiếp, mỗi mô-đun chứa một bộ pin mặt trời được kết nối nối tiếp. Điện áp dòng điện một chiều (DC) do các mô-đun năng lượng mặt trời tạo ra nằm trong khoảng vài trăm vôn, tùy thuộc vào điều kiện ánh sáng của mảng mô-đun, nhiệt độ của pin và số lượng mô-đun mắc nối tiếp.
Chức năng chính của loại biến tần này là chuyển đổi điện áp DC đầu vào thành một giá trị ổn định. Chức năng này đạt được thông qua bộ chuyển đổi tăng áp và yêu cầu công tắc tăng áp và điốt tăng áp. Trong cấu trúc đầu tiên, sau giai đoạn tăng cường, có một bộ chuyển đổi toàn cầu được cách ly. Chức năng của một máy biến áp toàn cầu là cung cấp sự cách ly. Bộ chuyển đổi toàn cầu thứ hai ở đầu ra được sử dụng để chuyển đổi DC của bộ chuyển đổi toàn cầu giai đoạn đầu tiên thành điện áp AC. Đầu ra của nó được lọc trước khi được kết nối với mạng lưới điện AC thông qua một công tắc rơle tiếp điểm kép bổ sung, nhằm mục đích cách ly an toàn trong các sự kiện sự cố và cách ly với lưới điện vào ban đêm. Cấu trúc thứ hai là một sơ đồ không bị cô lập. Trong số đó, điện áp xoay chiều AC được tạo trực tiếp bởi đầu ra điện áp DC từ giai đoạn tăng cường. Cấu trúc thứ ba sử dụng cấu trúc cấu trúc liên kết cải tiến của các công tắc nguồn và điốt nguồn, tích hợp các chức năng tăng cường và tạo AC AC vào một cấu trúc liên kết chuyên dụng. Mặc dù hiệu suất chuyển đổi của các tấm pin mặt trời rất thấp, nhưng điều quan trọng là phải giữ cho hiệu suất của biến tần càng gần 100% càng tốt. Ở Đức, mô-đun sê-ri 3kW được lắp đặt trên mái nhà hướng về phía nam dự kiến ​​sẽ tạo ra 2550 kWh điện hàng năm. Nếu hiệu suất của biến tần tăng từ 95% lên 96%, thì có thể tạo thêm 25kWh hàng năm. Chi phí sử dụng các mô-đun năng lượng mặt trời bổ sung để tạo ra 25kWh này tương đương với việc thêm một biến tần. Vì việc tăng hiệu suất từ ​​95% lên 96% không làm tăng gấp đôi chi phí của bộ biến tần nên việc đầu tư vào các bộ biến tần hiệu quả hơn là một lựa chọn tất yếu. Đối với các thiết kế mới nổi, việc cải thiện hiệu suất biến tần với phương pháp tiết kiệm chi phí nhất là tiêu chí thiết kế chính. Độ tin cậy và chi phí của biến tần là hai tiêu chí thiết kế khác. Hiệu suất cao hơn có thể làm giảm dao động nhiệt độ trong các chu kỳ tải, do đó cải thiện độ tin cậy. Do đó, các tiêu chí này thực sự có mối quan hệ với nhau. Việc sử dụng các mô-đun cũng cải thiện độ tin cậy.