太阳能光伏发电的原理是利用半导体界面光伏效应,将光能直接转化为电能。这项技术的关键部件是太阳能电池。太阳能电池串联封装并进行保护,形成大面积太阳能电池组件,然后与功率控制器等设备组合,构成光伏发电装置。整个过程称为光伏发电系统。光伏发电系统由太阳能电池阵列、电池组、充放电控制器、太阳能光伏逆变器、汇流箱等设备组成。
为什么要在太阳能光伏发电系统中使用逆变器?
逆变器是一种将直流电转换为交流电的设备。太阳能电池在阳光照射下会产生直流电,电池中存储的也是直流电。然而,直流供电系统存在诸多局限性。日常生活中常见的荧光灯、电视、冰箱、电风扇等交流负载无法使用直流电供电。为了使光伏发电在日常生活中得到广泛应用,能够将直流电转换为交流电的逆变器必不可少。
作为光伏发电系统的重要组成部分,光伏逆变器主要用于将光伏组件产生的直流电转换为交流电。逆变器不仅具有直流-交流转换功能,还具有最大化太阳能电池性能和系统故障保护功能。以下简要介绍光伏逆变器的自动运行和关断功能以及最大功率点跟踪控制功能。
1. 最大功率跟踪控制功能
太阳能电池组件的输出功率随太阳辐射强度和组件自身温度(芯片温度)而变化。此外,由于太阳能电池组件具有电压随电流增大而降低的特性,因此存在一个最佳工作点,在该点可以获得最大功率输出。太阳辐射强度不断变化,最佳工作点自然也会随之变化。相对于这些变化,太阳能电池组件的工作点始终位于最大功率点,系统始终能够从太阳能电池组件获得最大功率输出。这种控制方式称为最大功率点跟踪控制。太阳能发电系统逆变器的最大特点就是具备最大功率点跟踪(MPPT)功能。
2. 自动运行和停止功能
清晨日出后,太阳辐射强度逐渐增强,太阳能电池的输出功率也随之增加。当达到逆变器所需的输出功率时,逆变器自动启动运行。运行后,逆变器会持续监测太阳能电池组件的输出功率。只要太阳能电池组件的输出功率大于逆变器运行所需的输出功率,逆变器就会持续运行;即使在阴雨天气,逆变器也能正常工作,直到日落时分才会停止运行。当太阳能电池组件的输出功率减小,逆变器的输出功率接近于0时,逆变器将进入待机状态。
除了上述两项功能外,光伏逆变器还具有防止独立运行(适用于并网系统)、自动电压调节(适用于并网系统)、直流检测(适用于并网系统)和直流接地检测(适用于并网系统)等功能。在太阳能发电系统中,逆变器的效率是决定太阳能电池容量和蓄电池容量的重要因素。
发布时间:2023年4月1日