Als belangrijk onderdeel van de opwekking van zonne-energie is de belangrijkste taak van de omvormer het omzetten van de gelijkstroom van de zonnepanelen in wisselstroom. De gangbare omvormers op de markt zijn momenteel onderverdeeld in centrale omvormers, serie-omvormers en de nieuwere, gedistribueerde omvormers.
Hoe het werkt:
• Serie-omvormer: een reeks fotovoltaïsche cellen die een gelijkspanningsingang met hoge spanning aansturen en deze vervolgens omzetten in wisselspanning.
• Parallelle omvormers: meerdere fotovoltaïsche cellen worden parallel geschakeld om de totale stroom te verhogen, die vervolgens wordt omgezet in wisselstroom.
• Brugomvormer: het gebruik van een brugschakeling voor gelijkstroom-naar-wisselstroomomzetting.
• Middenfrequentie-omvormer: zet de gelijkstroomingang om in wisselstroom met een middenfrequentie, die vervolgens in een transformator wordt omgezet om de gewenste wisselstroomuitgang te verkrijgen.
Gebaseerd op de uitgangsgolfvorm:
• Sinusomvormer: de uitgang is een zuivere sinusgolf, geschikt voor toepassingen met hogere eisen aan de stroomkwaliteit.
• Gemodificeerde sinusomvormer: de uitgangsgolfvorm is een gemodificeerde sinusgolfvorm, waarbij bepaalde harmonische componenten zijn weggefilterd voor de meeste toepassingen in huis en op kantoor.
• Blokgolfomvormer: de uitgangsgolfvorm is een blokgolf, eenvoudig en goedkoop, maar introduceert meer harmonischen.
• Pulsbreedtemodulatie (PWM)-omvormer: het gebruik van hoogfrequente PWM-technologie om een bijna sinusvormige uitgangsgolfvorm te produceren.
Gebaseerd op toepassingsgebieden:
• Onafhankelijke omvormer: voor onafhankelijke energieopwekkingssystemen die niet op het hoofdnet zijn aangesloten, zoals voor verlichting, stroomvoorziening, enz.
• De zonne-omvormer: verbindt de opgewekte energie van zonnepanelen met het elektriciteitsnet en levert overtollige energie terug aan het net wanneer deze niet nodig is, en neemt onvoldoende energie van het net af.
• Microgrid-omvormer: een microgrid-systeem kan netwerken en beheren en kan verschillende energiebronnen (zoals zonne-energie, windenergie, enz.) en belastingen aansluiten.
Dit zijn enkele veelvoorkomende categorieën zonne-omvormers. Verschillende typen omvormers hebben verschillende kenmerken en toepassingsscenario's. Het is belangrijk om het juiste type omvormer te kiezen op basis van de specifieke eisen en toepassingsscenario's.
Waarvoor dient de zonne-omvormer?:
De zonne-omvormer wordt gebruikt om de gelijkstroom (DC) die door fotovoltaïsche panelen (zonnepanelen) wordt opgewekt, om te zetten in wisselstroom (AC). Fotovoltaïsche panelen zetten zonlicht om in gelijkstroom, en de zonne-omvormer zet die gelijkstroom om in de wisselstroom die we normaal gesproken gebruiken om huizen, industrie en bedrijven van stroom te voorzien.
De belangrijkste functies van een zonne-omvormer zijn als volgt:
1. Energieomzetting: de gelijkstroom (DC) die door het zonnepaneel wordt opgewekt, wordt omgezet in wisselstroom (AC) om aan de behoeften van het elektriciteitsnet te voldoen. Wisselstroom (AC) is de vorm van elektrische energie die we in ons dagelijks leven en in de industriële productie gebruiken.
2. Netgekoppeld: bij fotovoltaïsche systemen die op het elektriciteitsnet zijn aangesloten, kan de zonne-omvormer overtollige stroom terugleveren aan het net om de afhankelijkheid van het net te verminderen en een bepaalde hoeveelheid inkomsten te genereren.
3. Energiebeheer: de zonne-omvormer is doorgaans in staat om het PV-systeem te bewaken en te beheren, waarbij de status, stroom, spanning, enz. van het PV-paneel in realtime wordt gecontroleerd. Dit biedt gebruikers de mogelijkheid om de prestaties van PV-systemen te monitoren en te optimaliseren.
4. Beveiligingsfuncties: de zonne-omvormer is meestal voorzien van overbelastingsbeveiliging, kortsluitingsbeveiliging, overspanningsbeveiliging, onderspanningsbeveiliging, enz. om de veilige werking van het PV-systeem te garanderen.
Kortom, een zonne-omvormer speelt een cruciale rol in fotovoltaïsche systemen door lichtenergie om te zetten in bruikbare wisselstroom. Hierdoor kan zonne-energie worden gebruikt voor stroomvoorziening en aansluiting op het elektriciteitsnet, wat bijdraagt aan duurzame ontwikkeling, energiebesparing en emissiereductie.
De belangrijkste grondstoffen voor omvormers vallen in de volgende categorieën:
1. Halfgeleidercomponent: het belangrijkste onderdeel van de omvormer is de vermogenshalfgeleider, meestal een vermogenstransistor (IGBT) of een metaaloxide-halfgeleider veldeffecttransistor (MOSFET). Deze componenten worden gebruikt om gelijkstroom (DC) om te zetten in wisselstroom (AC).
2. Condensatoren en spoelen: condensatoren en spoelen worden ook in omvormers gebruikt om elektrische energie op te slaan en te filteren. Condensatoren egaliseren de uitgangsspanning en -stroom, terwijl spoelen hoogfrequente ruis en harmonischen filteren.
3. Koelplaat en koelplaatmateriaal: Het vermogenselement in de omvormer produceert veel warmte. Koelplaten en koelplaatmateriaal zijn nodig om de temperatuur effectief te verlagen en de normale werking van het apparaat te garanderen. Koelplaten zijn meestal gemaakt van aluminium of koper om voldoende koeloppervlak te bieden.
4. PCB (Printed Circuit Board): De PCB dient als drager voor de installatie en aansluiting van elektronische componenten in de omvormer en heeft een goede elektrische geleidbaarheid en mechanische sterkte. Het ontwerp van het omvormercircuit is gebaseerd op de stroomvereisten en de circuitlay-out voor de bijbehorende bedrading en aansluitingen.
5. Elektronische componenten en circuitonderdelen: de omvormer maakt ook gebruik van diverse circuitonderdelen, zoals diodes, weerstanden, transformatoren, zekeringen, connectoren, enz., voor circuitbesturing, -beveiliging en -aansluiting.
Daarnaast is de behuizing van de omvormer meestal gemaakt van metalen materialen, zoals een aluminiumlegering of staalplaat, die zorgen voor een goede mechanische bescherming en warmteafvoer.
Dit zijn de belangrijkste grondstoffen van de omvormer. Deze materialen spelen een belangrijke rol in het ontwerp en de fabricage van de omvormer, om de prestaties en betrouwbaarheid ervan te garanderen.
