Главни типови и принципи рада фотонапонских претварача
Фотонапонски инвертори се углавном могу поделити у четири категорије: централизовани, стринг, дистрибуирани и микро инвертори. Централизовани инвертерски систем има велику укупну снагу и углавном се користи у пројектима великих размера као што су земаљске фотонапонске електране са добрим условима осветљења; Дистрибуирани инвертори се могу поделити на инверторе са низом и микро инверторе, који се обично користе у малим и средњим индустријским, комерцијалним и кућним фотонапонским системима за производњу енергије, у којима је тип жице главни тип производа дистрибуираног претварача. Дистрибуирани инвертори имају и централизоване карактеристике и карактеристике типа низа, и широко се користе у пројектима као што су планински предњачи. Микро-инвертер треба да прати максималну вршну вредност сваког фотонапонског модула независно, а затим се споји у мрежу наизменичне струје након инверзије. Капацитет једне јединице микро-инвертора је генерално испод 1кВ.
Број фотонапонских група са централизованим приступом је велики, а појединачни капацитет је обично већи од 500КВ. Централизовани инвертер је уобичајена врста фотонапонских претварача на тржишту. Његов принцип рада је да спаја једносмерну струју коју генерише више фотонапонских модула и прати максималну снагу (МППТ), а затим централизовани инвертер претвара једносмерну наизменичну струју и повећава напон, како би се реализовала производња електричне енергије у мрежи. Један МППТ је опремљен са 2-12 фотонапонским групама. Снага сваког МППТ може да достигне 125-1000кВ, а капацитет сваког МППТ је обично изнад 500КВ, што има предности велике снаге и великог капацитета.
Централизовани претварачи могу смањити број коришћења, смањити системске трошкове и губитке и олакшати централизовано управљање. Због предности великог капацитета централизованих претварача, употреба централизованих претварача за фотонапонске електране исте размере може у великој мери смањити број коришћених претварача, смањити укупан губитак кола система и олакшати централизовану инсталацију и управљање. Истовремено, сам централизовани претварач има висок степен интеграције, једноставну контролу, релативно зрелу технологију и ниску јединичну цену. Комбинација ова два фактора може у великој мери смањити трошкове опреме система електране.
Примена централизованих претварача може ефикасно смањити хармонике и побољшати укупни квалитет производње електричне енергије у систему. Приликом извођења Фуријеове декомпозиције несинусоидног наелектрисања добићемо део наелектрисања већи од основне фреквенције, односно хармоника, чија је фреквенција обично целобројни вишекратник основне фреквенције. Хармоници ће произвести хармонијски пад напона на импеданси кратког споја електричне мреже, чиме ће утицати на таласни облик напона; лако је изазвати локалну серијско-паралелну резонанцу у систему, што доводи до оштећења опреме. Број коришћених централизованих претварача је мали, што може да смањи број серијских и паралелних и ефективно смањи садржај хармоника, чиме се обезбеђује удео основних таласа у производњи електричне енергије и побољшава укупан квалитет производње електричне енергије.\
Повезивање на више скупова ДЦ улаза, централизовани МППТ опсег напона је узак, што утиче на укупне перформансе производње енергије. Број фотонапонских жица повезаних на један МППТ централизованог претварача је велики и немогуће је прецизно контролисати сваку групу фотонапонских жица, тако да не може гарантовати да је сваки низ у најбољој радној тачки, чиме се смањује укупни трошак система . ефикасност производње електричне енергије. Опсег напона централизованог МППТ-а је генерално у опсегу од 500-850В. Због уског опсега МППТ напона, подесивост централизованог претварача је лоша. У условима незадовољавајућег осветљења као што је облачна киша, напон система је нижи од минималног напона МППТ претварача, а нормална производња електричне енергије се не може извршити, што утиче на време производње струје. Истовремено, због својих карактеристика приступа вишеструким скуповима ДЦ улаза, фотонапонски системи захтевају добре перформансе прилагођавања између компоненти. Једном када једна од компоненти поквари, то ће утицати на укупну производњу енергије и ефикасност производње електричне енергије у систему.
Централизовани претварач је великих димензија и потребно га је поставити у наменску компјутерску салу, што отежава инсталацију. Због великог капацитета појединачних јединица, запремина и тежина централизованог претварача су велики, а за постављање је потребно успоставити посебну просторију за опрему на отвореном. Наменска компјутерска сала заузима велику површину, што отежава инсталацију и истовремено повећава укупне трошкове земљишта система. Поред тога, због непропусности просторије за опрему, постављање претварача у просторију са опремом ће довести до лоше вентилације унутар просторије са опремом, што ће резултирати топлотним проблемима.
Инвертер са струнама има модуларни дизајн, који може да реализује децентрализовану МППТ оптимизацију. Систем електране који користи струјни фотонапонски претварач обично конвертује једносмерну струју коју генеришу модули прво кроз инвертер, а затим је спаја у мрежу наизменичне струје након спајања, трансформације повећања и дистрибуције наизменичне струје. У поређењу са централизованим инвертером, инвертер са струнама има модуларни дизајн и има више МППТ; број ПВ модула повезаних на сваки МППТ је мањи, обично 1-4 групе, које могу да реализују дистрибуирани МППТ. Тражите најбоље. Пошто постоји мало приступних терминала, када једна компонента поквари, то ће утицати само на производњу енергије модула који одговара компоненти, обезбеђујући да на ефикасност производње енергије целокупног фотонапонског система не утиче једна компонента, и решавање проблема проблем неусклађености централизованих фотонапонских електрана .
Ниска МППТ има широк опсег напона, што може побољшати време производње енергије и производњу енергије система. Опсег МППТ напона жичаног претварача је широк, обично 200В-1000В, а могућност подешавања је добра. У случају недовољне светлости или неповољног времена за производњу електричне енергије, укупни напон фотонапонских модула ће бити низак. Шири опсег МППТ напона може покрити низак улазни напон, чиме се обезбеђује време производње енергије система и побољшава укупна производња енергије.
Паралелно повезивање више инвертера повећава губитке жице и подложно је проблемима резонанције. У поређењу са централизованим инвертерима, појединачни капацитет жичаних инвертера је мањи, обично 100КВ или мање; за фотонапонске електране исте скале, одабиром употребе струних претварача повећаће се број претварача. Вишеструки инвертори ће бити повезани паралелно, а губитак жице ће се повећати како се број коришћених претварача повећава. Истовремено, паралелно повезивање више претварача ће довести до повећања укупних хармоника, повећаће се потешкоћа потискивања, проблем резонанције ће бити озбиљнији и лако ће изазвати квар и паљење електричне опреме.
Дистрибуирани инвертер је нови тип претварача који комбинује предности централизованог и стринг типа. Дистрибуирани инвертор је релативно нов тип фотонапонских инвертера, који има карактеристике централизованог инвертера и стринг инвертера. Дистрибуирани претварачи се могу схватити као централизовани претварач и децентрализована оптимизација. Прво, праћење максималне снаге (МППТ) се спроводи одвојено преко вишеструких инвертера, а затим се централизовани претварачи претварају у мреже наизменичне струје након спајања. У поређењу са централизованим претварачима, дистрибуирани претварачи имају предности одличних независних перформанси, велике производње енергије и укупне стабилности система; у поређењу са стринг инверторима, дистрибуирани претварачи користе децентрализовану оптимизацију. Потоњи централизовани конфлуентни претварач у великој мери смањује трошкове опреме система. Тренутно се углавном користи у неким водећим пројектима демонстрационих база у Кини. Због касног развоја решења дистрибуираног претварача, искуство на пројекту није довољно, а још није формирана велика апликација; у исто време, због методе централизованог претварача, ово решење треба да користи наменску компјутерску просторију за одвођење топлоте из централизованог претварача, повећавајући корисну површину коју систем заузима.
Микро-инвертер може вршити МППТ контролу појединачних компоненти, а ефикасност производње и ниво производње енергије су високи. За разлику од других инвертера, микро-инвертер је интегрисан са сваким фотонапонским модулом и може да врши контролу праћења максималне снаге (МППТ) на једном модулу, чиме се у великој мери побољшава укупна ефикасност производње и производње енергије система. У исто време, микро-инвертер има карактеристике мале величине и мале тежине, и не захтева додатни простор за складиштење, што у великој мери повећава погодност инсталације. Углавном је погодан за пројекте малих и средњих електрана као што су домаћинства. За електрану истог обима, употреба микро-инвертера ће захтевати више опреме, а укупна цена система је знатно већа него код система који користе централизована или низа инвертерска решења.
