Le principe de fonctionnement de l'onduleur :
Le cœur du dispositif onduleur est le circuit de commutation de l’onduleur, appelé en abrégé circuit onduleur.Le circuit complète la fonction de l'onduleur en allumant et éteignant l'interrupteur électronique de puissance.
Caractéristiques:
(1) Un rendement élevé est requis.
En raison du prix élevé des cellules solaires à l'heure actuelle, afin de maximiser l'utilisation des cellules solaires et d'améliorer l'efficacité du système, nous devons essayer d'améliorer l'efficacité de l'onduleur.
(2) Une fiabilité élevée est requise.
À l'heure actuelle, le système de centrale photovoltaïque est principalement utilisé dans les zones reculées, et de nombreuses centrales électriques sont sans surveillance et entretenues, ce qui nécessite que l'onduleur ait une structure de circuit raisonnable, une sélection stricte des composants et que l'onduleur ait diverses fonctions de protection, telles que comme : protection contre l'inversion de polarité CC d'entrée, protection contre les courts-circuits de sortie CA, surchauffe, protection contre les surcharges, etc.
(3) La tension d'entrée doit avoir une plage d'adaptation plus large.
Parce que la tension aux bornes de la cellule solaire varie en fonction de la charge et de l'intensité de la lumière solaire.Surtout lorsque la batterie vieillit, sa tension aux bornes varie considérablement.Par exemple, pour une batterie 12 V, sa tension aux bornes peut varier entre 10 V et 16 V, ce qui nécessite que l'onduleur fonctionne normalement dans une large plage de tension d'entrée CC.
Classement des onduleurs photovoltaïques：
Il existe de nombreuses façons de classer les onduleurs.Par exemple, selon le nombre de phases de la tension alternative produite par l'onduleur, il peut être divisé en onduleurs monophasés et onduleurs triphasés ;Divisé en inverseurs à transistors, inverseurs à thyristors et inverseurs à thyristors à arrêt.Selon le principe du circuit inverseur, il peut également être divisé en inverseur d'oscillation auto-excité, inverseur de superposition d'onde étagée et inverseur de modulation de largeur d'impulsion.Selon l'application dans un système connecté au réseau ou un système hors réseau, il peut être divisé en onduleur connecté au réseau et onduleur hors réseau.Afin de faciliter le choix des utilisateurs optoélectroniques dans le choix des onduleurs, seuls les onduleurs sont classés ici en fonction des différentes occasions applicables.
1. Onduleur centralisé
La technologie d'onduleur centralisé consiste à connecter plusieurs chaînes photovoltaïques parallèles à l'entrée DC du même onduleur centralisé.Généralement, les modules de puissance IGBT triphasés sont utilisés pour les puissances élevées et les transistors à effet de champ pour les puissances faibles.Le DSP convertit le contrôleur pour améliorer la qualité de l'énergie générée, la rendant très proche d'un courant sinusoïdal, généralement utilisé dans les systèmes des grandes centrales photovoltaïques (>10 kW).La plus grande caractéristique est que la puissance du système est élevée et le coût est faible, mais parce que la tension et le courant de sortie des différentes chaînes photovoltaïques ne correspondent souvent pas complètement (surtout lorsque les chaînes photovoltaïques sont partiellement bloquées en raison de nuages, d'ombres, de taches). , etc.), l'onduleur centralisé est adopté.Le changement de méthode entraînera une réduction de l’efficacité du processus d’onduleur et une diminution de l’énergie des utilisateurs d’électricité.Dans le même temps, la fiabilité de la production d’électricité de l’ensemble du système photovoltaïque est affectée par le mauvais état de fonctionnement d’un groupe d’unités photovoltaïques.La dernière direction de recherche est l'utilisation du contrôle de modulation vectorielle spatiale et le développement d'une nouvelle connexion topologique des onduleurs pour obtenir un rendement élevé dans des conditions de charge partielle.
2. Onduleur de chaîne
L'onduleur string est basé sur un concept modulaire.Chaque chaîne photovoltaïque (1 à 5 kW) passe par un onduleur, a un suivi de crête de puissance maximale du côté CC et est connectée en parallèle du côté CA.L'onduleur le plus populaire du marché.
De nombreuses grandes centrales photovoltaïques utilisent des onduleurs string.L'avantage est qu'il n'est pas affecté par les différences de module et l'ombrage entre les chaînes, et réduit en même temps l'inadéquation entre le point de fonctionnement optimal des modules photovoltaïques et l'onduleur, augmentant ainsi la production d'électricité.Ces avantages techniques réduisent non seulement le coût du système, mais augmentent également sa fiabilité.Parallèlement, la notion de « maître-esclave » est introduite entre les chaînes, afin que le système puisse connecter plusieurs groupes de chaînes photovoltaïques entre elles et en faire fonctionner un ou plusieurs à la condition qu'une seule chaîne d'énergie ne puisse pas produire un seul onduleur fonctionne., produisant ainsi plus d’électricité.
Le concept le plus récent consiste à ce que plusieurs onduleurs forment une « équipe » les uns avec les autres au lieu du concept « maître-esclave », ce qui augmente encore davantage la fiabilité du système.À l'heure actuelle, les onduleurs string sans transformateur dominent.
3. Micro-onduleur
Dans un système photovoltaïque traditionnel, l'extrémité d'entrée CC de chaque onduleur string est connectée en série par environ 10 panneaux photovoltaïques.Lorsque 10 panneaux sont connectés en série, si l'un d'entre eux ne fonctionne pas bien, cette chaîne sera affectée.Si le même MPPT est utilisé pour plusieurs entrées de l'onduleur, toutes les entrées seront également affectées, réduisant considérablement l'efficacité de la production d'électricité.Dans les applications pratiques, divers facteurs d'occlusion tels que les nuages, les arbres, les cheminées, les animaux, la poussière, la glace et la neige provoqueront les facteurs ci-dessus, et la situation est très courante.Dans le système PV du micro-onduleur, chaque panneau est connecté à un micro-onduleur.Lorsqu'un des panneaux ne fonctionne pas correctement, seul ce panneau sera affecté.Tous les autres panneaux photovoltaïques fonctionneront de manière optimale, rendant l’ensemble du système plus efficace et générant plus d’énergie.Dans les applications pratiques, si l'onduleur string tombe en panne, plusieurs kilowatts de panneaux solaires ne fonctionneront pas, tandis que l'impact de la panne du micro-onduleur est assez faible.
4. Optimiseur de puissance
L'installation d'un optimiseur de puissance dans un système de production d'énergie solaire peut améliorer considérablement l'efficacité de la conversion et simplifier les fonctions de l'onduleur afin de réduire les coûts.Afin de réaliser un système intelligent de production d'énergie solaire, l'optimiseur de puissance de l'appareil peut réellement faire en sorte que chaque cellule solaire atteigne ses meilleures performances et surveiller l'état de consommation de la batterie à tout moment.L'optimiseur de puissance est un dispositif situé entre le système de production d'énergie et l'onduleur, et sa tâche principale est de remplacer la fonction originale de suivi du point de puissance optimal de l'onduleur.L'optimiseur de puissance effectue un balayage extrêmement rapide du suivi du point de puissance optimal par analogie en simplifiant le circuit et une seule cellule solaire correspond à un optimiseur de puissance, de sorte que chaque cellule solaire puisse réellement atteindre le suivi optimal du point de puissance. De plus, l'état de la batterie peut être surveillé à tout moment et n'importe où en insérant une puce de communication, et le problème peut être signalé immédiatement afin que le personnel concerné puisse le réparer dans les plus brefs délais.
La fonction de l'onduleur photovoltaïque
L'onduleur a non seulement la fonction de conversion DC-AC, mais a également pour fonction de maximiser les performances de la cellule solaire et la fonction de protection contre les pannes du système.Pour résumer, il existe des fonctions de fonctionnement et d'arrêt automatiques, une fonction de contrôle de suivi de puissance maximale, une fonction de fonctionnement anti-indépendant (pour le système connecté au réseau), une fonction de réglage automatique de la tension (pour le système connecté au réseau), une fonction de détection CC (pour le système connecté au réseau). système connecté), fonction de détection de mise à la terre CC (pour les systèmes connectés au réseau).Voici une brève introduction aux fonctions de fonctionnement et d'arrêt automatiques ainsi qu'à la fonction de contrôle de suivi de puissance maximale.
(1) Fonctionnement automatique et fonction d'arrêt
Après le lever du soleil, l'intensité du rayonnement solaire augmente progressivement et la puissance de la cellule solaire augmente également.Lorsque la puissance de sortie requise par l'onduleur est atteinte, l'onduleur commence à fonctionner automatiquement.Après sa mise en service, l'onduleur surveillera en permanence la sortie du module de cellule solaire.Tant que la puissance de sortie du module de cellule solaire est supérieure à la puissance de sortie requise pour que l'onduleur fonctionne, l'onduleur continuera à fonctionner ;il s'arrêtera au coucher du soleil, même s'il fait nuageux et pluvieux.L'onduleur peut également fonctionner.Lorsque la sortie du module de cellule solaire devient plus petite et que la sortie de l'onduleur est proche de 0, l'onduleur se met en état de veille.
(2) Fonction de contrôle de suivi de puissance maximale
La puissance d'un module de cellule solaire varie en fonction de l'intensité du rayonnement solaire et de la température du module de cellule solaire lui-même (température de la puce).De plus, comme le module de cellule solaire a la caractéristique que la tension diminue avec l'augmentation du courant, il existe un point de fonctionnement optimal où la puissance maximale peut être obtenue.L'intensité du rayonnement solaire change et, évidemment, le point de fonctionnement optimal change également.Par rapport à ces changements, le point de fonctionnement du module de cellule solaire est toujours au point de puissance maximale et le système obtient toujours la puissance de sortie maximale du module de cellule solaire.Ce contrôle est le contrôle de suivi de puissance maximale.La plus grande caractéristique des onduleurs pour systèmes d’énergie solaire est qu’ils incluent la fonction de suivi du point de puissance maximale (MPPT).
Heure de publication : 26 octobre 2022
