Kaip svarbi fotovoltinės energijos gamybos dalis, pagrindinis keitiklio vaidmuo yra konvertuoti nuolatinę srovę iš fotovoltinių modulių į kintamąją srovę. Šiuo metu rinkoje esantys įprasti keitikliai daugiausia skirstomi į centralizuotus keitiklius, grupinio serijos keitiklius ir naujo tipo paskirstytus keitiklius.
Kaip tai veikia:
· Nuoseklusis keitiklis: fotovoltinių elementų serija, paverčianti aukštos įtampos nuolatinę srovę įėjimo srove, o vėliau paverčiama kintamąja srove.
· Lygiagretūs keitikliai: keli fotovoltiniai elementai yra sujungti lygiagrečiai, kad padidėtų bendra srovė, kuri vėliau paverčiama kintamąja srove.
· Tiltinis keitiklis: tiltinės grandinės naudojimas nuolatinės srovės konvertavimui į kintamąją srovę.
· Tarpinio dažnio keitiklis: konvertuojant nuolatinę įėjimo srovę į tarpinio dažnio kintamąją srovę, kuri transformatoriuje konvertuojama, kad būtų gauta norima kintamoji išėjimo srovė.
Remiantis išėjimo bangos forma:
· Sinusinės bangos keitiklis: išvestis yra gryna sinusinė banga, tinkama aukštesnių taikymų energijos kokybės reikalavimams.
· Modifikuotas sinusoidinis keitiklis: išėjimo bangos forma yra modifikuota sinusoidinė bangos forma, kurios tam tikri harmoniniai komponentai yra pašalinti, kad būtų galima juos pritaikyti daugeliui namų ir komercinių pritaikymų.
· Stačiakampės bangos keitiklis: išėjimo bangos forma yra stačiakampė, paprasta ir nebrangi, tačiau įneš daugiau harmonikų.
· Impulsų pločio moduliacijos (PWM) keitiklis: aukšto dažnio PWM technologijos naudojimas beveik sinusoidinei išėjimo bangos formai sukurti.
Remiantis taikymo sritimis:
· Nepriklausomas keitiklis: skirtas nepriklausomoms energijos gamybos sistemoms, nepriklausančioms nuo pagrindinio elektros tinklo, tokioms kaip apšvietimas, maitinimo šaltinis ir kt.
· Saulės keitiklis: prijunkite fotovoltinę energiją prie pagrindinio tinklo ir tiekite perteklinę energiją į tinklą, kai jos nereikia, ir gaukite nepakankamą energiją iš tinklo.
· Mikro tinklo keitiklis: mikro tinklo sistema gali pasiekti tinklą ir valdymą, bus prijungta prie skirtingų energijos šaltinių (pvz., saulės, vėjo ir kt.) ir apkrovos.
Tai yra keletas įprastų saulės keitiklių kategorijų. Skirtingi keitiklių tipai turi skirtingas charakteristikas ir taikymo scenarijus. Būtina pasirinkti tinkamą keitiklio tipą pagal konkrečius reikalavimus ir taikymo scenarijus.
Kam skirtas saulės keitiklis:
Saulės keitiklis naudojamas fotovoltinių plokščių (saulės baterijų) generuojamai nuolatinei srovei (DC) paversti kintamąja srove (AC). Fotovoltinės plokštės saulės šviesą paverčia nuolatine srove, o saulės keitiklis tą nuolatinę srovę paverčia kintamąja srove, kurią paprastai naudojame namams, pramonei ir verslui maitinti.
Pagrindiniai saulės keitiklio vaidmenys yra šie:
1. Energijos konversija: saulės baterijų išvesties nuolatinė srovė paverčiama kintamąja srove, siekiant patenkinti elektros tinklo poreikius. Kintamoji srovė (AC) yra elektros energijos forma, naudojama mūsų kasdieniame gyvenime ir pramoninėje gamyboje.
2. Prijungta prie tinklo: prie tinklo prijungtose fotovoltinėse sistemose saulės keitiklis gali tiekti perteklinę energiją į tinklą, kad sumažintų priklausomybę nuo tinklo ir generuotų tam tikrą internetinių pajamų kiekį.
3. Energijos valdymas: saulės keitiklis paprastai gali stebėti ir valdyti FV sistemą, realiuoju laiku stebėdamas FV skydelio būseną, srovę, įtampą ir kt., kad vartotojai galėtų stebėti ir optimizuoti FV sistemų veikimą.
4. Apsaugos funkcijos: saulės keitikliai paprastai turi apsaugą nuo perkrovų, trumpojo jungimo, viršįtampio, įtampos kritimo ir kt., kad būtų užtikrintas saugus PV sistemos veikimas.
Trumpai tariant, saulės keitiklis atlieka labai svarbų vaidmenį fotovoltinėse sistemose, paversdamas šviesos energiją naudinga kintama srove, leisdamas saulės energiją naudoti elektros energijos tiekimui ir prieigai prie tinklo, siekiant tvaraus vystymosi, energijos taupymo ir išmetamųjų teršalų mažinimo tikslų.
Pagrindinės inverterių žaliavos apima šias kategorijas:
1. Puslaidininkinis įtaisas: pagrindinis keitiklio komponentas yra galios puslaidininkinis įtaisas, kuriame paprastai naudojamas galios tranzistorius (IGBT) arba metalo-oksido-puslaidininkinis lauko tranzistorius (MOSFET). Šie įtaisai naudojami elektros energijai konvertuoti iš nuolatinės į kintamąją srovę.
2. Kondensatoriai ir induktoriai: kondensatoriai ir induktoriai taip pat naudojami inverteriuose elektros energijai kaupti ir filtruoti. Kondensatoriai išlygina išėjimo įtampą ir srovę, o induktoriai filtruoja aukšto dažnio triukšmą ir harmonikas.
3. Šilumos kriauklė ir šilumos kriauklės medžiaga: Keitiklio maitinimo įrenginys gamins daug šilumos, todėl norint efektyviai sumažinti temperatūrą ir užtikrinti normalų įrenginio veikimą, reikia šilumos kriauklės ir šilumos kriauklės medžiagos. Radiatoriai paprastai gaminami iš aliuminio arba vario, kad būtų užtikrintas pakankamas aušinimo plotas.
4. PCB (spausdintinė plokštė): PCB yra laikiklis, skirtas elektroniniams komponentams montuoti ir prijungti prie keitiklio, pasižymintis geru elektros laidumu ir mechaniniu stiprumu. Keitiklio grandinės projektavimas bus pagrįstas galios reikalavimais ir atitinkamos laidų bei jungčių grandinės išdėstymu.
5. Elektroniniai komponentai ir grandinės komponentai: keitikliui taip pat reikia naudoti įvairius grandinės komponentus, tokius kaip diodai, rezistoriai, transformatoriai, saugikliai, jungtys ir kt., skirtus grandinės valdymui, apsaugai ir prijungimui.
Be to, keitiklio korpusas paprastai pagamintas iš metalinių medžiagų, tokių kaip aliuminio lydinys arba plieninė plokštė, siekiant užtikrinti gerą mechaninę apsaugą ir šilumos išsklaidymo efektyvumą.
Tai yra pagrindinės keitiklio žaliavos, šios medžiagos, naudojamos keitiklio projektuojant ir gaminant, atlieka svarbų vaidmenį užtikrinant keitiklio veikimą ir patikimumą.
