オフグリッドシステム用にインバータを導入する方法

オフグリッド システム用のインバータの選択方法

オフグリッド太陽光発電システムでは、インバータの効率がシステム全体の効率に直接影響します。したがって、太陽光発電システムにおけるインバータの制御技術は重要な研究意義を有している。インバータの設計では、通常、アナログ制御方式が使用されます。しかし、アナログ制御システムには、コンポーネントの経年変化や温度ドリフトの影響、電磁干渉に対する敏感さ、多数のコンポーネントの使用など、多くの欠陥があります。一般的なアナログ パルス幅変調 インバータ制御システムは、自然サンプリング法を使用して、正弦波変調波と三角搬送波を比較してトリガ パルスを制御します。しかし、三角波発生回路は高周波（20kHz）では温度やデバイス特性などの影響を受けやすく、出力電圧のDCオフセット、高調波成分の増加、デッドタイムの​​変化などの悪影響が生じます。高速DSP（デジタルシグナルプロセッサ）の開発により、太陽光発電システムのインバータのデジタル制御が可能になりました。ほとんどの命令は 1 つの命令サイクルで完了できるため、より複雑で高度な制御アルゴリズムを実現し、出力波形の動的かつ安定したパフォーマンスをさらに向上させ、システム全体の設計を簡素化して、システムの一貫性を高めることができます。 。

インバーターは、太陽電池アレイからの直流を交流に変換して 交流 負荷に供給できるパワーエレクトロニクス回路です。太陽光発電システム全体の重要なコンポーネントです。オフグリッドソーラーインバータには 2 つの基本機能があります。1 つは、交流 負荷への 直流/交流 変換を完了するための電力を供給することであり、もう 1 つは、太陽光発電システムの効率を最適化するための最適な動作点を見つけることです。太陽光発電システムには、特定の日射量、温度、太陽電池の種類に応じて独自の最適な電圧と電流があり、太陽光発電システムが最大の電力を放出できるようになります。したがって、オフグリッド太陽光発電システムのインバータには次の基本要件が提案されています。

1) インバータは、合理的な回路構造、厳密な部品の選択、および入力 直流 極性反転保護、交流 出力短絡保護、過熱、過負荷保護などのさまざまな保護機能を備えている必要があります。

2) 幅広い 直流 入力電圧適応範囲を備えています。負荷や日射強度により太陽電池アレイの端子電圧が変化するため、電池は太陽電池の電圧に対してクランプ効果を持っていますが、電池の残容量や内部抵抗の変化により電池の電圧は変動します。バッテリ、特にバッテリが劣化すると、12V バッテリなど、端子電圧の変動範囲が大きくなります。端子電圧は 10V から 16V の間で変動する可能性があるため、インバータは広い 直流 入力電圧範囲内で正常な動作を保証する必要があります。また、交流 出力電圧が負荷が必要とする電圧範囲内で安定していることを確認します。

3) インバーターは、コストを節約し効率を向上させるために、電気エネルギー変換の中間段階を最小限に抑える必要があります。

4) インバータは高効率である必要があります。現在、太陽電池の価格が高騰しているため、太陽電池を最大限に活用してシステム効率を向上させるには、インバータの効率を向上させる必要があります。

5) インバータは高い信頼性を有する必要があります。現在、オフグリッド太陽光発電システムは主に遠隔地で利用されており、多くのオフグリッド太陽光発電システムは無人で保守が行われています。このため、インバータには高い信頼性が求められます。

6) インバータの出力電圧は家庭用電源電圧と同じ周波数および振幅であり、一般的な電気負荷に適しています。

7) 中大容量のオフグリッド太陽光発電システムでは、インバータの出力は歪みの少ない正弦波である必要があります。中容量から大容量のシステムでは方形波電源を使用するため、出力にはより多くの高調波成分が含まれ、高調波によって追加の損失が発生します。多くのオフグリッド太陽光発電システムには、電力品質に対する高い要件が求められる通信機器や計器機器が搭載されています。オフグリッド太陽光発電システムのインバータの場合、高品質の出力波形には 2 つの要件があります。1 つは、小さな THHD 値を含む高い定常状態精度、もう 1 つは基本波成分と基準成分の間で位相と振幅に静的な差がないことです。波形。 2 つ目は、優れた動的性能です。これは、外部妨害や出力波形の小さな変化下での迅速な調整を意味します。