Ο φωτοβολταϊκός μετατροπέας (φωτοβολταϊκός μετατροπέας ή ηλιακός μετατροπέας) μπορεί να μετατρέψει τη μεταβλητή τάση συνεχούς ρεύματος που παράγεται από φωτοβολταϊκά (PV) ηλιακά πάνελ σε έναν μετατροπέα με συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) συχνότητας δικτύου, ο οποίος μπορεί να τροφοδοτηθεί πίσω στο εμπορικό σύστημα μετάδοσης ισχύος, ή παρέχονται στο πλέγμα χρήση του πλέγματος.Ο φωτοβολταϊκός μετατροπέας είναι ένας από τους σημαντικότερους ισοζυγίους συστήματος (BOS) στο σύστημα φωτοβολταϊκών συστοιχιών, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί με γενικό εξοπλισμό τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος.Οι ηλιακοί μετατροπείς διαθέτουν ειδικές λειτουργίες για φωτοβολταϊκές συστοιχίες, όπως παρακολούθηση σημείου μέγιστης ισχύος και προστασία νησίδων.
Οι ηλιακοί μετατροπείς μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες:
Αυτόνομοι μετατροπείς:Χρησιμοποιείται σε ανεξάρτητα συστήματα, η φωτοβολταϊκή συστοιχία φορτίζει την μπαταρία και ο μετατροπέας χρησιμοποιεί την τάση συνεχούς ρεύματος της μπαταρίας ως πηγή ενέργειας.Πολλοί αυτόνομοι μετατροπείς ενσωματώνουν επίσης φορτιστές μπαταριών που μπορούν να φορτίσουν την μπαταρία από εναλλασσόμενο ρεύμα.Γενικά, τέτοιοι μετατροπείς δεν αγγίζουν το δίκτυο και επομένως δεν απαιτούν προστασία από νησίδα.
Μετατροπείς σύνδεσης δικτύου:Η τάση εξόδου του μετατροπέα μπορεί να επιστραφεί στο εμπορικό τροφοδοτικό AC, επομένως το ημιτονοειδές κύμα εξόδου πρέπει να είναι το ίδιο με τη φάση, τη συχνότητα και την τάση του τροφοδοτικού.Ο μετατροπέας που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο έχει σχεδιασμό ασφαλείας και εάν δεν είναι συνδεδεμένος στην παροχή ρεύματος, η έξοδος θα απενεργοποιηθεί αυτόματα.Εάν διακοπεί η τροφοδοσία του δικτύου, ο συνδεδεμένος στο δίκτυο μετατροπέας δεν έχει τη λειτουργία δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας του τροφοδοτικού.
Εφεδρικοί μετατροπείς μπαταρίας (Μετατροπείς εφεδρικών μπαταριών)είναι ειδικοί μετατροπείς που χρησιμοποιούν μπαταρίες ως πηγή ενέργειας και συνεργάζονται με φορτιστή μπαταριών για τη φόρτιση των μπαταριών.Εάν υπάρχει υπερβολική ισχύς, θα επαναφορτιστεί στο τροφοδοτικό AC.Αυτός ο τύπος μετατροπέα μπορεί να παρέχει τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος στο καθορισμένο φορτίο όταν διακοπεί η τροφοδοσία του δικτύου, επομένως πρέπει να έχει τη λειτουργία προστασίας του εφέ νησίδας.
Κύριο άρθρο: Παρακολούθηση σημείου μέγιστης ισχύος
Οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς χρησιμοποιούν τεχνολογία Maximum Power Point Tracking (MPPT) για να αντλούν τη μέγιστη δυνατή ισχύ από τα ηλιακά πάνελ.Υπάρχει μια πολύπλοκη σχέση μεταξύ της ηλιακής ακτινοβολίας, της θερμοκρασίας και της συνολικής αντίστασης των ηλιακών κυψελών, επομένως η απόδοση εξόδου θα αλλάξει μη γραμμικά, η οποία ονομάζεται καμπύλη ρεύματος-τάσης (Καμπύλη IV).Ο σκοπός της παρακολούθησης σημείου μέγιστης ισχύος είναι να δημιουργήσει μια αντίσταση φορτίου (της ηλιακής μονάδας) για να ληφθεί η μέγιστη ισχύς σύμφωνα με την έξοδο της ηλιακής μονάδας σε κάθε περιβάλλον.
Ο συντελεστής μορφής (FF) του ηλιακού στοιχείου σε συνδυασμό με την τάση ανοιχτού κυκλώματος (VOC) και το ρεύμα βραχυκυκλώματος (ISC) θα καθορίσουν τη μέγιστη ισχύ του ηλιακού στοιχείου.Ο παράγοντας σχήματος ορίζεται ως ο λόγος της μέγιστης ισχύος του ηλιακού στοιχείου διαιρούμενος με το γινόμενο των VOC και ISC.
Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί αλγόριθμοι για την παρακολούθηση σημείων μέγιστης ισχύος:διαταραχή-και-παρατήρηση, αυξητική αγωγιμότητα και σταθερή τάση.Τα δύο πρώτα αναφέρονται συχνά ως «αναρρίχηση λόφων».Η μέθοδος είναι να ακολουθήσουμε την καμπύλη τάσης έναντι ισχύος.Αν πέσει στα αριστερά του σημείου μέγιστης ισχύος, αυξήστε την τάση και αν πέσει στα δεξιά του σημείου μέγιστης ισχύος, μειώστε την τάση.
Οι ελεγκτές φόρτισης μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ηλιακούς συλλέκτες καθώς και με συσκευές που τροφοδοτούνται με DC.Ο ελεγκτής φόρτισης μπορεί να παρέχει σταθερή έξοδο ρεύματος συνεχούς ρεύματος, να αποθηκεύει υπερβολική ενέργεια στην μπαταρία και να παρακολουθεί τη φόρτιση της μπαταρίας για να αποφευχθεί η υπερφόρτιση ή η υπερφόρτιση.Εάν κάποιες πιο ακριβές μονάδες μπορούν επίσης να υποστηρίξουν MPPT.Ο μετατροπέας μπορεί να συνδεθεί στην έξοδο του ηλιακού ελεγκτή φόρτισης και, στη συνέχεια, ο μετατροπέας μπορεί να οδηγήσει το φορτίο AC.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-15-2022
