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優(yōu)化光伏系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2010-05-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

太陽(yáng)能作為一個(gè)可再生能源正在持續(xù)發(fā)展,對(duì)其的持續(xù)關(guān)注促進(jìn)了太陽(yáng)能板的價(jià)格降低和效率提升。同時(shí),逆變器、充電器和能量?jī)?yōu)化器之類的平衡系統(tǒng)(BOS)器件已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。本文將介紹影響太陽(yáng)能BOS效能的新架構(gòu)和元件。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/188222.htm


無變壓器的DC/AC逆變器在歐洲廣泛應(yīng)用,但是在美國(guó),這種產(chǎn)品只是最近才在某些地區(qū)被使用。無變壓器的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很多種,而Fraunhofer研究所開發(fā)的HERIC拓?fù)浔憩F(xiàn)出了很高的效率。傳統(tǒng)的全橋逆變器的結(jié)構(gòu)如圖1所示,HERIC拓?fù)淙鐖D2所示,此圖中還顯示了兩種新的開關(guān)/二極管對(duì)。這種拓?fù)淅锚?dú)有的續(xù)流路徑來減小開關(guān)和導(dǎo)通損耗,使效率提升到98%以上。

圖1 用在無變壓器逆變器上的全H橋

圖2 用在無變壓器逆變器上的HERIC拓?fù)?/p>

無變壓器逆變器的優(yōu)勢(shì)
無變壓器逆變器有幾種優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)逆變器的變壓器級(jí),要提供電流隔離,因此重量大、價(jià)格高且損耗大。即使是帶有超小變壓器的高頻逆變器也有很大的能量損耗,最高能到1%~2%。在持續(xù)減少安裝費(fèi)用的過程中,每一小份能量都很關(guān)鍵。因此,向無變壓器逆變器的過渡會(huì)繼續(xù)。

無變壓器逆變器的缺點(diǎn)
無變壓器逆變器也有一些缺點(diǎn)。如前文所說,這種逆變器不包含由變壓器提供的電流隔離,這是一個(gè)很重要的安全隱患。然而,集成了完整的安全機(jī)制,例如隔離電阻測(cè)試和殘余電流檢測(cè),會(huì)使得無變壓器逆變器如同變壓器一樣安全。此外,有證據(jù)表明這種逆變器的接地問題會(huì)導(dǎo)致薄膜面板,尤其是一些CIGS太陽(yáng)能面板受到永久的傷害。


逆變器拓?fù)渲谐R姷氖荋橋中的開關(guān)。如像上文所提,逆變器設(shè)計(jì)正朝著以越來越高的功率來減少電感/電容和變壓器的體積和成本方向發(fā)展。高壓/高頻開關(guān)在太陽(yáng)能逆變器中是必需的。但是,在高壓/高頻條件下運(yùn)行MOSFET會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的傳導(dǎo)損失。IGBT經(jīng)常被使用是因?yàn)樗鼈兊膫鲗?dǎo)損失比MOSFET要低。然而,它們會(huì)在關(guān)斷期間會(huì)產(chǎn)生尾電流――增加了開關(guān)損耗。

ESBT
ST公司的射極開關(guān)式雙極型二極管(ESBT)提供了很好的解決方案。如圖3所示,ESBT的共基極放大器結(jié)構(gòu)中包含了一個(gè)高壓BJT和一個(gè)功率MOSFET,整個(gè)器件有非常低的導(dǎo)通電壓降。

圖3 帶MOSFET驅(qū)動(dòng)器的ESBT



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