Principi e parametri di base inverter fotovoltaici
Principio di generazione di energia inverter
La potenza DC generata dai moduli fotovoltaici passa per la prima volta attraverso un circuito di filtro a CC e un circuito di boost per rimuovere le fluttuazioni di corrente e l'interferenza elettromagnetica, quindi aumenta la tensione di stringa alla tensione CC richiesta per il controllo dell'uscita dell'inverter.
La potenza entra quindi nel circuito dell'inverter, dove viene prima convertito in AC e quindi rettificata in un AC sinusoidale. Un circuito di filtro all'uscita rimuove l'interferenza ad alta frequenza generata durante il processo dell'inverter, emettendo la tensione CA e la corrente a una frequenza comune. Questo può quindi essere collegato alla griglia o fornire direttamente un carico.
Parametri di input
1. Potenza di ingresso massima : questo rappresenta l'ingresso di potenza massima dai moduli fotovoltaici all'inverter.
2. Tensione di ingresso massima : ciò rappresenta la tensione massima della stringa fotovoltaica durante il funzionamento (calcolata in base alla tensione a circuito aperto alla temperatura del modulo più bassa).
3. Intervallo di tensione MPPT : la funzione primaria di MPPT è garantire che il modulo produca sempre la tensione nel suo punto di potenza massimo. Poiché la tensione dei moduli fluttua con fattori come la luce solare e la temperatura e il numero di moduli collegati in serie è progettato in base alle circostanze specifiche del progetto, l'inverter ha un intervallo operativo set. Finché opera all'interno di questo intervallo, l'inverter funzionerà correttamente. Più ampia è la gamma di tensione, più ampia l'applicabilità dell'inverter.
4. Intervallo di tensione MPPT a pieno carico : questo è l'intervallo di tensione all'interno del quale l'inverter può produrre la sua potenza nominale. Se è al di fuori di questo intervallo di tensione, la potenza nominale dell'inverter sarà ridotta.
5. Tensione di avvio : prima che inizi l'inverter, i moduli non funzionano e si trovano in uno stato di circuito aperto, con conseguente tensione più elevata. Una volta avviato l'inverter, i moduli funzionano e la tensione diminuisce. Per evitare che l'inverter si riavvia ripetutamente, la tensione iniziale dell'inverter è impostata superiore alla tensione operativa minima.
L'avvio dell'inverter non significa che emergerà immediatamente la potenza. I componenti di controllo, CPU e visualizzazione dell'inverter inizieranno prima a funzionare. L'inverter eseguirà prima un autotest, quindi controllerà i moduli e la griglia di potenza. Una volta che tutti i problemi sono chiari e la potenza fotovoltaica supera la potenza di standby dell'inverter, l'inverter inizierà a produrre potenza.
6. Tensione di ingresso nominale : la progettazione della tensione di stringa attorno alla tensione nominale comporterà un'elevata efficienza dell'inverter e, di conseguenza, un'elevata generazione di energia. Pertanto, quando si progetta il sistema di stringhe, mira a una tensione attorno alla tensione operativa nominale dell'inverter per la massima efficienza. Ciò garantisce che la tensione non superi la massima tensione a temperature estremamente basse e che il sistema rimanga all'interno dell'intervallo di tensione MPPT a pieno carico durante il funzionamento. Ciò elimina la necessità di calcoli complessi ed è estremamente semplice e pratico.
7. Corrente di ingresso massima per MPPT : questa è la corrente massima consentita da ciascun MPPT. La somma delle correnti di input della stringa deve essere inferiore a questo valore. Se il modulo fotovoltaico selezionato supera questo valore, l'inverter non sarà in grado di catturare il punto di potenza massimo del modulo.
8. Numero di MPPT e numero di stringhe di input per MPPT : durante la configurazione del sistema, assicurarsi che tutti i moduli collegati a più stringhe all'interno di ciascun sistema MPPT siano coerenti (modello, specifiche, inclinazione di montaggio, azimut, ecc.).
Parametri di output:
1. Potenza di uscita nominale : si riferisce alla potenza che l'inverter può produrre costantemente e stabilmente per un lungo periodo di tempo. 2. Potenza di uscita massima: la massima potenza, anche chiamata potenza di picco, si riferisce alla massima potenza che l'inverter può produrre in un breve periodo di tempo.
3. Fattore di potenza: in un circuito CA, il coseno della differenza di fase (φ) tra tensione e corrente è chiamato fattore di potenza, rappresentato dal simbolo Cosφ. Numericamente, il fattore di potenza è il rapporto tra potere attivo e potenza apparente, cioè cosφ = p/s. Per massimizzare i rendimenti della generazione di energia, gli inverter PV non sono generalmente utilizzati per generare potenza reattiva. Pertanto, l'impostazione del fattore di potenza predefinito per gli inverter è 1 o 0,99.
Test di impedenza isolante:
L'inverter misura le tensioni di PV+ a terra e da PV a terra e calcola le resistenze di PV+ e PV- a terra, rispettivamente. Se la resistenza su entrambi i lati scende al di sotto della soglia, l'inverter smette di funzionare e visualizza un allarme "Impedancia isolante PV bassa". La bassa impedenza isolante è un errore comune nei sistemi fotovoltaici. I danni a componenti, cavi DC e connettori, nonché l'invecchiamento dello strato di isolamento, possono causare una bassa impedenza isolante. Quando il cavo CC passa attraverso il ponte, l'isolamento esterno del cavo può essere danneggiato durante la filettatura a causa della possibilità di barbi sul bordo del ponte metallico, con conseguente perdita di terra.