Som kjerneutstyret i fotovoltaiske kraftgenereringssystemer, brukes invertere til å konvertere den variable likespenningen generert av fotovoltaiske moduler til vekselstrøm ved nettfrekvensen, som er en av de viktige systembalansene i solcellesystemer. For tiden er de vanlige vekselretterne på markedet sentraliserte vekselrettere, strenginvertere og mikrovekselrettere. Nedenfor skal vi sammenligne og analysere disse tre typene vekselrettere.
1 Sentralisert omformer
Inverterteknologi er tilkobling av flere parallelle fotovoltaiske strenger til DC-inngangsterminalen til den samme sentraliserte omformeren. Vanligvis brukes trefasede IGBT-effektmoduler for høyeffektsystemer, og felteffekttransistorer brukes for laveffektsystemer. Samtidig brukes DSP-konverteringskontrollere for å forbedre kvaliteten på den genererte elektriske energien, noe som gjør den veldig nær sinusbølgestrømmen. Den brukes vanligvis i store solcelleanlegg på mer enn 10KW.
Sentraliserte omformere brukes vanligvis i storskala kraftproduksjonssystemer som fabrikker, ørkenkraftverk og bakkekraftverk med jevnt sollys. Den totale effekten til systemet er stor, vanligvis over megawattnivået.
De viktigste fordelene er:
1. Antall invertere er lite, noe som gjør det enkelt å administrere;
2. Omformeren har et lite antall komponenter og høy pålitelighet;
3. Lavt harmonisk innhold, lav DC-komponent og høy strømkvalitet;
4. Inverter har høy integrasjon, høy effekttetthet og lav pris;
5. Inverteren har komplette beskyttelsesfunksjoner og høy sikkerhet for kraftstasjonen;
6. Den har effektfaktorreguleringsfunksjon og lavspenningsgjennomkjøringsfunksjon, med god nettreguleringsytelse.
De viktigste ulempene er:
1. Feilfrekvensen til DC-kombinasjonsboksen er høy, noe som påvirker hele systemet;
2. MPPT-spenningsområdet til sentraliserte omformere er smalt, vanligvis 450-820V, og komponentkonfigurasjonen er ikke fleksibel. Kraftproduksjonstiden er kort i områder med overskyet og tåkete vær;
3. Installasjon og utplassering av invertermaskinrom er vanskelig og krever dedikerte maskinrom og utstyr;
4. Omformeren i seg selv bruker mye strøm og ventilasjonen og varmespredningen i datarommet bruker mye strøm, noe som gjør systemvedlikeholdet relativt komplekst;
5. I et sentralisert netttilkoblet omformersystem når komponentgruppen omformeren gjennom to sammenløp. Den maksimale effektsporingsfunksjonen (MPPT) til omformeren kan ikke overvåke driften av hver komponent, så det er umulig å holde hver komponent på sitt optimale arbeidspunkt. Når en komponent svikter eller er blokkert av skygger, vil det påvirke kraftgenereringseffektiviteten til hele systemet;
6. Det er ingen redundansevne i det sentraliserte netttilkoblede omformersystemet. Ved en feilstans vil hele systemet slutte å generere strøm.
2-strengs omformer
Strenginverteren er basert på det modulære konseptet, der hver solcellestreng (1-5kw) passerer gjennom en omformer med maksimal effekttoppsporing i DC-enden og parallellnettforbindelse i AC-enden. Det har blitt den mest populære omformeren på det internasjonale markedet i dag.
String-invertere brukes hovedsakelig til små og mellomstore solcelleanlegg på taket og små bakkekraftverk.
De viktigste fordelene er:
1. Strenginverteren har en modulær design, hvor hver solcellestreng tilsvarer en inverter. DC-enden har maksimal effektsporingsfunksjon, og AC-enden er koblet parallelt med nettet. Dens fordel er at den ikke påvirkes av modulforskjeller mellom strenger og skyggehindringer, samtidig som den reduserer misforholdet mellom det optimale driftspunktet for solcellemoduler og omformeren, og maksimerer kraftproduksjonen;
2. MPPT-spenningsområdet for strenginvertere er bredt, vanligvis fra 250-800V. Komponennt-konfigurasjonen er mer fleksibel, og kraftproduksjonstiden er lengre i områder med overskyet og tåkete vær;
3. Nettkoblet omformer av strengtype har et lite volum, lav vekt og er veldig enkel å transportere og installere. Det krever ikke profesjonelt verktøy og utstyr, og det krever heller ikke et dedikert distribusjonsrom. Det kan forenkle bygging og redusere landbruk i ulike bruksområder. DC-linjetilkoblinger krever heller ikke DC-kombinasjonsbokser eller DC-fordelingsskap. Strengetypen har også fordeler som lavt selvstrømforbruk, minimal feilpåvirkning og enkel utskifting og vedlikehold.
De viktigste ulempene er:
1. Det er mange elektroniske komponenter, med strømenheter og signalkretser på samme kort, noe som gjør det vanskelig å designe og produsere, og litt mindre pålitelig;
2. Den elektriske klaringen til strømenheter er liten, noe som gjør dem uegnet for høye områder og utendørs installasjon. Vind- og soleksponering kan lett forårsake aldring av foringsrøret og kjøleribben;
3. Uten en isolasjonstransformatordesign er den elektriske sikkerheten litt dårlig og ikke egnet for det negative jordingssystemet til tynnfilmkomponenter. DC-komponenten er stor og har en betydelig innvirkning på strømnettet;
4. Når flere omformere er koblet parallelt, er den totale harmoniske høy, og THDI for en enkelt omformer kan kontrolleres til over 2 %. Imidlertid, hvis mer enn 40 omformere er koblet parallelt, vil den totale harmoniske være overlagret og vanskelig å undertrykke;
5. Med et stort antall omformere vil den totale feilraten øke, noe som gjør systemovervåking vanskelig;
6. Uten DC effektbrytere og AC effektbrytere, og uten DC sikringer, er det ikke lett å koble fra når systemet feiler;
7. En enkelt vekselretter kan oppnå nullspenningsgjennomkjøringsfunksjon, men når flere maskiner er koblet parallelt, er det vanskelig å oppnå nullspenningsgjennomkjøringsfunksjon, reaktiv effektregulering, aktiv effektregulering og andre funksjoner.
3 Micro inverter
Mikrovekselrettere kan oppnå maksimal effektpunktsporing på panelnivå, med fordeler fremfor sentrale vekselrettere. Dette kan optimalisere utgangseffekten til hver modul for å maksimere den totale utgangseffekten.
De viktigste fordelene er:
1. Når en eller til og med flere moduler svikter, kan systemet fortsatt levere strøm til nettet med høy tilgjengelighet; Flere redundante moduler kan valgfritt konfigureres for å forbedre systemets pålitelighet;
2. Fleksibel konfigurasjon, som lar brukere installere solcelleceller i henhold til deres økonomiske kapasitet i hjemmemarkedet;
3. Reduser effektivt virkningen av skygger forårsaket av lokal maskering på utgangseffekten;
4. Ingen høyspent elektrisitet, sikrere, enklere og raskere installasjon, lavere vedlikeholds- og installasjonskostnader og redusert avhengighet av leverandører av installasjonstjenester;
5. Ved å øke kraftproduksjonen til hver invertermodul og spore maksimal effekt, kan det maksimale effektpunktet til en enkelt komponent spores, noe som kan øke kraftproduksjonen til solcelleanlegget med 25 %.
De viktigste ulempene er:
1. Bruksscenarioene til mikro-omformere er generelt egnet for husholdninger på taket, men deres bruksområder er begrenset;
2. Kostnaden for mikrovekselrettere er relativt høyere sammenlignet med sentraliserte vekselrettere og strenginvertere.
Gjennom komparativ analyse har strenginvertere fordeler fremfor sentraliserte vekselrettere og mikrovekselrettere når det gjelder feilfrekvens, systemsikkerhet og drifts- og vedlikeholdskostnader. De har bedre systempålitelighet og kan sikre langsiktig sikker og pålitelig drift av kraftverk.