家用太阳能发电系统逆变器的电路结构包括什么变压器形式
太阳能电池一般是电压源,因此逆变器的主电路采用电压型,太阳能光伏发电系统用逆变器的三种主电路形式如图1所示。图1(a)是采用工频变压器主电路形式,采用工频变压器使输入与输出隔离,主电路和控制电路简单。为了追求效率,减少空载损耗,工频变压器的工作磁通密度选得比较低,因此重量大,约占逆变器的总重量的50%左右,逆变器外形尺寸大,是最早的一种逆变器主要形式。
图1:逆变器主电路图
图1(b)是高频变压器主电路形式,采用高频变压器使输入与输出隔离,体积小,重量轻。主电路分为高频逆变和工频逆变两部分,比较复杂,是20世纪90年代比较流行的主电路方式。
图1(b)
图1(c)是无变压器主电路形式,不采用变压器进行输入与输出隔离,只要采取适当措施,同样可保证主电路和控制电路运行的安全性,体积最小,重量轻,而且效率高,成本也较低。主电路包括升压部分和采用高频SPWM的逆变部分,比工频变压器主电路形式要复杂,但是适应输入直流电压范围宽,有利于与太阳能电池进行匹配。尽管由于天气等因素使太阳能电池输出电压发生变化,但有了升压部分,可以保证逆变部分输入电压比较稳定。将成为今后主要的主电路流行方式。
图1(c)
为了使无变压器主电路形式安全运行,必须采取一定的技术措施:首先要使太阳能电池对地电压保持稳定;其次,为了防止太阳能电池接地造成主电路损坏,应检测太阳能电池正极和负极的接地电流(通过零相互感器),如果不平衡电流超过规定值,说明太阳能电池有可能接地,接地保护立即动作,切断主电路输出,停止工作。由于无变压器主电路形式没有变压器对输入与输出隔离,因此逆变器输入端的太阳能电池的正负极不能直接接地,输出的单相三线制中性点接地,因太阳能电池面积大,对地有等效电容存在(正极等效电容和负极等效电容)。该等效电电容将在工作中出现充放电电流,其低频部分有可能使供电电路中的漏电开关误动作而造成停电,其高频部分将通过配电线路对其它用电设备造成电磁干扰,而影响其它用电设备正常工作。对这种对地等效电容电流必须在主电路加电感L1与电容C1组成的滤波器进行抑制,特别是抑制高频部分。而工频部分,可以通过控制逆变器开关方式来消除。当然在太阳能电池与主电路之间,还应当设置共模滤波器,防止对太阳能电池的电磁干扰。
2.电力电子器件
用于太阳能光伏发电系统逆变器(含输入直流斩波级)的功率半导体器件主要有MOSFET、IGBT、超结MOSFET。其中MOSFET速度最快,但成本也最高。与此相对的IGBT则开关速度较慢,但具有较高的电流密度,从而价格便宜并适用于大电流的应用场合。超结MOSFET介于两者之间,是一种性能价格折中的产品,在实际设计中被广为应用。概括地说,选用哪类器件取决于成本、效率的要求并兼顾开关频率。如果要求硬开关在100kHz以上,一般只有MOSFET能够胜任。在较低频段如15kHz,如没有特殊的效率要求,则选择IGBT。在此之间的频率,则取决于设计中对转换效率和成本的具体要求。系统效率和成本之间作为一对矛盾,设计中将根据其相应关系对照目标系统要求确定最贴近系统要求的元件型号。表1为三种半导体开关器件的功率损耗,为了便于比较,各参数均以MOSFET情况作归一化处理,超结MOSFET工艺目前没有超过900V的器件。
除去以上最典型的三类全控开关器件,业界有像碳化硅二极管和ESBT等基于新材料和新工艺的产品。它们目前的价格还比较高,主要应用于对太阳能光伏发电效率有特殊要求的场合。但随着生产工艺的不断进步和器件单价的下降,这类器件也将逐步变为主流产品,甚至替代上述的某一类器件。
以下为两种可运用的于特殊光伏发电场合的逆变器:
(1)单相全桥混合器件模块与三电平混合器件模块
混合单相全桥功率模块,是专用于光伏发电系统中单相逆变的产品,配合以单极型调制方法,每个桥臂的两只开关管分别工作在完全相异开关频率范围,上管总是在工频切换通断状态,而下管总是在脉宽调制频率下动作。根据这种工作特点,上管选用相对便宜的门极沟道型(Trench)IGBT以优化通态损耗,而下管可选择非穿通型(NPT)IGBT以减少开关损耗。这种拓扑结构不但保障了最高系统转换效率还降低了整个逆变设备的成本。图3给出了不同器件搭配的转换效率曲线以印证这种功率模块的优越性。可以发现,这种混合器件配置在不同负载下能实现98%以上的转换效率。
在美高森美的三电平逆变模块中,也引入了混合器件机制,充分利用两端器件开关频率远高于中间相邻两器件。因而APTCV60系列三电平模块两端使用超结MOSFET,中间为IGBT的结构,可进一步提高效率。
(2)ESBT
ESBT是应用于太阳能光伏发电系统中的一种新型高电压快速开关器件,它兼顾了IGBT和MOSFET的优点,不仅电压耐量高于MOSFET,而且损耗小于快速IGBT器件。美高森美即将推向市场的ESBT太阳能升压斩波器模块,集成了碳化硅二极管和ESBT,面向5kW~205kW的超高效率升压应用。其电压为1200V,集电极和发射极间饱和通态电压很低(接近1V),优化开关频率在30kHz~40kHz之间,可选择单芯片模块或双芯片模块封装。实验表明,这种功率模块比目前市场上对应的IGBT模块减少40%的损耗。根据6kW的参考设计实验结果,此模块在50%至满负载之间,转换效率比最快的IGBT器件要提高至少0.6个百分点。因此,在碳化硅全控器件的价格下降到可接受的范围之前,对于超高效率的太阳能光伏功率变换应用,ESBT将是优选开关器件。
太阳能发电系统配多大的逆变器合适?
根据你的蓄电池大小,建议如下:12V蓄电池,每1AH配1W太阳能板。例如:12V10A以内的,建议10-20W(光照好,一天可充满电);12V20A以内的,建议20-40W(光照好,一天可充满电)另外还需要配备一个太阳能充电控制器。
太阳能发电系统中的逆向流动系统是什么
除了上述系统外,还有并网光伏混合系统。它不仅使用太阳能光伏发电,还使用其他能源形式,比如风力发电机、柴油机等。这样可以进一步的提高负载保障率。系统是否使用蓄电池,要据实际情况而定。太阳电池组件的容量同样取决于客户的投资规模。
如何利用太阳能发电系统为空调供电?
总的来说,如果你的空调使用条件适合,比如在光照充足且空调负荷适中的情况下,安装适当的太阳能发电系统能够有效地为1.5匹变频空调供电。
太阳能板发电可以直接接逆变器吗?
能接电瓶直接充电,效率低,不能保护电池;逆变器只能接电瓶。太阳能板,太阳能控制器,电瓶,逆变器,可以是一套独立发电系统。太阳能板电压,电流,功率,控制器电压电流,电池电压容量,逆变器功率,等参数要相应匹配。最大功率跟踪功能,保证输出功率最大化 太阳能电池板的电流和电压是随太阳辐射强度...
太阳能发电安装了防逆流电表电用不完会不会造成其他电器损坏?
太阳能发电系统中的防逆流电表主要是用来防止电能倒流,保护太阳能发电系统的安全和稳定运行。如果太阳能发电的电量超过了您家庭的用电量,多余的电能会被送回电网中,不会对其他电器造成损坏。但是,如果您的太阳能发电系统产生的电量不足以满足您家庭的用电需求,您仍然需要从电网中购买电能来补充。因此...
家用太阳能光伏发电系统需要多少钱?
成套系统(包括太阳能电池板,逆变器,蓄电池组及其充电装置)大约8-10元\/瓦。如此,假如您需要安装3000千瓦的太阳能发电系统,大约需要2.4~3万。功率太小的太阳能发电系统一般不太适合,通常家庭中拥有1台冰箱,一台电视机,外加一台1.5匹的空调,开2~3个照明灯等等,这大约就需5000瓦左右。此外...
逆变器的作用有什么(逆变器的作用有哪些)
太阳能逆变器的作用 太阳能逆变器在应用中分为离网太阳能发电逆变器和并网太阳能发电逆变器,而离网太阳能发电逆变器主要用于偏远没有家庭用电的地区以及单独的家庭用户,并网太阳能发电逆变器主要用于沙漠电站和城市屋顶发电系统。太阳能逆变器的总体作用就是通过全桥电路,然后再采用SPWM的处理器经过调制...
太阳能光伏发电是否是骗局
太阳能光伏发电不是骗局。1、光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。2、不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,但不涉及机械部件。3、理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的...
太阳能光伏发电并网原理
太阳能光伏发电并网原理2 光伏发电的基本原理 独立光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和负载(直流负载和交流负载)组成。因为太阳能电池产生的电能为直流,但是由于光照强度实时变化,太阳能电池输出的电压也不稳定,这时也需要蓄电池来起到一个滤波的作用,将太阳能电池产生的电压...
原理,想先学学 ,就是太阳能发电然后逆变后输回电网用的
光伏系统由以下三部分组成:太阳电池组件;充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。光伏系统具有以下的特点:- 没有转动部件,不产生噪音;- 没有空气污染、不排放废水;- 没有燃烧过程,不需要燃料;- 维修保养简单,维护费用低;- 运行可靠性、...
大狐试益脂: 光伏逆变器的组成主要是逆变开关电路,控制电路,保护等电路,输入,输出电路组成,这些电路决定了最大输入输出电压,额定功率,效率,我用的固德威机器,它的说明书上有很多这样的说明,你可以去网上下载看一下.
茶陵县18434485256: 太阳能发电系统逆变器的工作原理. - ?
大狐试益脂: 太阳能发电系统分为离网发电系统、并网发电系统及分布式发电系统:1、离网发电系统主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器.2、并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并...
茶陵县18434485256: 光伏逆变器的设计原理是什么??
大狐试益脂: 无论采用何种技术,逆变器的基本设计都很明确,且非常相似.其核心就是将直流电压(光伏组件)转换成交流电压(可并网)的过程.在转变的过程中,不停地转换直流电的正负极连接,从而形成方向变化的交流电.所以,逆变器的关键部件...
茶陵县18434485256: 太阳能光伏发电系统的系统组成 - ?
大狐试益脂: 光伏系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜、自动太阳能跟踪系统、自动太阳能组件除尘系统等设备组成.其各部分设备的作用是: 在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收...
茶陵县18434485256: 太阳能光伏发电系统 - ?
大狐试益脂: 白天,在光照条件下,太阳电池组件产生一定的电动势,通过组件的串并联形成太阳能电池方阵,使得方阵电压达到系统输入电压的要求.再通过充放电控制器对蓄电池进行充电,将由光能转换而来的电能贮存起来.晚上,蓄电池组为逆变器提...
茶陵县18434485256: 光伏发电中的逆变器的连接原理是什么 - ?
大狐试益脂: 连接原理具体是什么? 光伏组件经串并联后,进入带防雷设备的直流汇流箱,然后接入逆变器,逆变器经直流到交流转变后输出交流电,此输出进入交流配电箱,然后将发的电注入电网.你是不是想问,逆变器连接电网和直流端的原理. 在晚上逆变器处于待机状态.当太阳升起,光伏组件功率和电压达到逆变器工作阈值,逆变器启动,此时逆变器开始运行,并不发电.待能源足够厚,逆变器检测电网,若电网正常,逆变器将交流电并入电网.若电网不正常,即使阳光很好,逆变器在在STAND BY模式,并不并网.
茶陵县18434485256: 太阳能发电系统由哪些部件构成 - ?
大狐试益脂: 并网光伏:光伏组件、并网逆变器、控制柜、计量电表 离网光伏:光伏组件、逆变一体机、蓄电池、控制柜
茶陵县18434485256: 光伏并网逆变器工作原理?
大狐试益脂: 逆变器将直流电转化为交流电,若直流电压较低,则通过交流变压器升压,即得到标准交流电压和频率.对大容量的逆变器,由于直流母线电压较高,交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V,在中、小容量的逆变器中,由于直流电压较...
茶陵县18434485256: 光伏系统逆变器的逆变原理?
大狐试益脂: 逆变器的作用是把直流电变成交流电,它的原理是:通过振荡电路产生正负脉冲(包括方波,正弦波等等),在经过放大电路放大.另外还要有检测和保护电路,等等. 直流电源(如6V、12V蓄电池)通过逆变装置,将直流电转化为50Hz的交流电(如AC36v、AC220V、AC380V等),逆变器主要包括蓄电池、逆变装置等. 作用:主要作为应急电源.
茶陵县18434485256: 谁懂得微型光伏逆变器的结构原理?急! - ?
大狐试益脂: 逆变器是一种电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电力.一般由升压回路和逆变桥式回路构成.升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压;逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压.它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成,关键电子零组件绝缘栅双极晶体管(IGBT). 目前,逆变器国际大厂多半通过购并与合作的方式跨足微型逆变器领域,如SMA收购OKE-Services,美国系统商AkeenaSolar与Enphase发展合作伙伴关系,而无锡尚得也通过购买Enphase1MWp微型逆变器,进而提供逆变器结合该公司模块的解决方案. 以上资料由太阳能光伏组件实验设备商:正邦检测设备公司技术部提供!