Účinnosť solárnych invertorov

Účinnosť solárnych invertorov sa vzťahuje na rastúci trh so solárnymi invertormi (fotovoltaické invertory) v dôsledku dopytu po obnoviteľnej energii. A tieto meniče vyžadujú extrémne vysokú účinnosť a spoľahlivosť. Boli preskúmané výkonové obvody použité v týchto meničoch a boli odporučené najlepšie voľby pre spínacie a usmerňovacie zariadenia. Všeobecná štruktúra fotoelektrického meniča je znázornená na obrázku 1 a na výber sú tri rôzne meniče. Slnečné svetlo svieti na solárne moduly zapojené do série, pričom každý modul obsahuje sadu jednotiek solárnych článkov zapojených do série. Jednosmerné napätie (DC) generované solárnymi modulmi sa pohybuje rádovo niekoľko stoviek voltov, v závislosti od svetelných podmienok modulového poľa, teploty batérie a počtu modulov v sérii.
Primárnou funkciou tohto typu meniča je premena vstupného jednosmerného napätia na stabilnú hodnotu. Táto funkcia sa dosahuje pomocou zosilňovacieho konvertora a vyžaduje zosilňovací spínač a zosilňovaciu diódu. V prvej konštrukcii je po zosilňovacej fáze izolovaný úplný mostíkový konvertor. Funkciou úplného mostového transformátora je poskytnúť izoláciu. Druhý menič plného mostíka na výstupe sa používa na premenu jednosmerného prúdu prvého stupňa meniča plného mostíka na striedavé napätie. Jeho výstup je filtrovaný pred pripojením k sieti striedavého prúdu prostredníctvom prídavného dvojkontaktného reléového spínača s cieľom zabezpečiť bezpečnú izoláciu pri poruchových udalostiach a izoláciu od elektrickej siete v noci. Druhá štruktúra je neizolovaná schéma. Medzi nimi je striedavé striedavé napätie priamo generované výstupom jednosmerného napätia zo zosilňovacieho stupňa. Tretia štruktúra využíva inovatívnu topologickú štruktúru výkonových spínačov a výkonových diód, integrujúcich funkcie zosilnenia a generovania striedavého prúdu do vyhradenej topológie. Aj keď je účinnosť premeny solárnych panelov veľmi nízka, je kľúčové udržať účinnosť meniča čo najbližšie k 100 percentám. V Nemecku sa očakáva, že 3kW sériový modul inštalovaný na streche orientovanej na juh vyrobí 2550 kWh elektriny ročne. Ak sa účinnosť meniča zvýši z 95 percent na 96 percent, môže sa ročne vyrobiť ďalších 25 kWh. Náklady na použitie ďalších solárnych modulov na generovanie týchto 25 kWh zodpovedajú pridaniu invertora. Keďže zvýšenie účinnosti z 95 percent na 96 percent nezdvojnásobuje náklady na invertory, investícia do účinnejších invertorov je nevyhnutnou voľbou. Pri nových návrhoch je kľúčovým kritériom návrhu zlepšenie účinnosti meniča s čo najefektívnejším prístupom. Spoľahlivosť a cena invertorov sú dve ďalšie konštrukčné kritériá. Vyššia účinnosť môže znížiť kolísanie teploty počas cyklov zaťaženia, čím sa zlepší spoľahlivosť. Preto sú tieto kritériá v skutočnosti vzájomne prepojené. Použitie modulov tiež zvyšuje spoľahlivosť.