Introducción al principio de funcionamiento y la función del inversor solar fotovoltaico
Jul 05, 2024
El inversor fotovoltaico, también conocido como regulador de potencia, puede convertir el voltaje de CC variable generado por los paneles solares fotovoltaicos en energía de CA de frecuencia de red, que puede realimentarse al sistema de transmisión de energía comercial o usarse para una red eléctrica fuera de la red.
1. Principio de funcionamiento del inversor fotovoltaico
El inversor se compone principalmente de elementos de conmutación, como transistores. Al encender y apagar regularmente los elementos de conmutación repetidamente, la entrada de CC se convierte en salida de CA. Por supuesto, la forma de onda de salida del inversor generada por el bucle abierto y cerrado no es práctica. Generalmente, se requiere una modulación de ancho de pulso de alta frecuencia para reducir el ancho de voltaje cerca de los dos extremos de la onda sinusoidal y ampliar el ancho de voltaje en el medio de la onda sinusoidal, y siempre dejar que el elemento de conmutación se mueva en una dirección a una cierta frecuencia dentro del semiciclo, para formar un tren de ondas de pulso. Luego, dejar que la onda de pulso pase a través de un filtro simple para formar una onda sinusoidal.
2. Función del inversor fotovoltaico
El inversor fotovoltaico no solo tiene la función de conversión directa a alterna, sino que también tiene la función de maximizar la función de las células solares y la protección contra fallas del sistema. En resumen, existen funciones de operación y apagado activos, función de control de seguimiento de potencia máxima, función de operación antiindependiente, función de ajuste de voltaje activo, función de detección de CC y función de detección de conexión a tierra de CC.
(1) Función de operación activa y apagado
Después del amanecer, la intensidad de la radiación solar aumenta gradualmente y la potencia de salida de las células solares también aumenta en consecuencia. Cuando se alcanza la potencia de salida requerida por la tarea del inversor, el inversor comienza a funcionar automáticamente. Después de entrar en funcionamiento, el inversor supervisará la potencia de salida del módulo de células solares en todo momento. Mientras la potencia de salida del módulo de células solares sea mayor que la potencia de salida requerida por la tarea del inversor, el inversor seguirá funcionando; hasta el atardecer, el inversor puede funcionar incluso en días lluviosos. Cuando la potencia de salida del módulo de células solares se reduce y la potencia de salida del inversor está cerca de 0, el inversor formará un estado de espera.
(2) Función MPPT de seguimiento de potencia máxima
Cuando la intensidad de la luz solar y la temperatura ambiente cambian, la potencia de entrada del módulo fotovoltaico muestra cambios no lineales. El módulo fotovoltaico no es una fuente de tensión constante ni una fuente de corriente constante. Su potencia cambia con la tensión de salida y no tiene nada que ver con la carga. Su corriente de salida es una línea horizontal al principio a medida que aumenta la tensión. Cuando alcanza una determinada potencia, disminuye a medida que aumenta la tensión. Cuando alcanza la tensión de circuito abierto del componente, la corriente cae a cero.
(3) Función de detección y control del efecto isla
Durante la generación de energía normal, el sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red eléctrica está conectado a la red eléctrica y transmite energía efectiva a la red eléctrica. Sin embargo, cuando la red eléctrica pierde energía, el sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red eléctrica puede continuar funcionando y se encuentra en un estado de operación independiente con la carga local. Este fenómeno se denomina efecto isla. Cuando el inversor tiene un efecto isla, causará grandes riesgos de seguridad para la seguridad personal, el funcionamiento de la red eléctrica y el propio inversor. Por lo tanto, la norma de acceso al inversor estipula que el inversor fotovoltaico conectado a la red eléctrica debe tener la función de detección y control del efecto isla.
(4) Función de detección de red y conexión a red
Antes de la generación de energía conectada a la red, el inversor conectado a la red debe tomar energía de la red, detectar el voltaje, la frecuencia, la secuencia de fases y otros parámetros de la transmisión de energía de la red, y luego ajustar sus propios parámetros de generación de energía para sincronizarlos con los parámetros de la red. Solo después de completar la operación se conectará a la red para generar energía.
(5) Función de paso de bajo voltaje
Cuando un accidente o una perturbación en el sistema eléctrico provoca una caída de tensión temporal en el punto de conexión a la red de la central fotovoltaica, la central fotovoltaica puede garantizar un funcionamiento continuo sin desconexiones dentro de un determinado rango de caída de tensión e intervalo de tiempo.
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