Visão geral do inversor fotovoltaico: O inversor, também conhecido como regulador de potência, pode ser usado em sistemas de geração de energia solar como fonte de alimentação independente ou conectado à rede. De acordo com a modulação da forma de onda, os inversores podem ser de onda quadrada, onda escalonada, onda senoidal ou trifásicos integrados. Em sistemas conectados à rede, os inversores podem ser do tipo com transformador ou sem transformador. Estrutura do inversor fotovoltaico: Dispositivos semicondutores compõem o circuito elevador e o circuito de ponte do inversor, que ajustam a potência de conversão CA direta. A seguir, os principais dispositivos semicondutores:
(1) Sensor de corrente: exige alta precisão, resposta rápida, resistência a baixas temperaturas, resistência a altas temperaturas, etc., diferentes sensores de corrente consomem energia variada, geralmente sensor de corrente Hall para amostragem de corrente;
(2) Transformador de corrente: ampla faixa de corrente, geralmente da série BRS;
(3) Reator. Princípio de funcionamento dos inversores fotovoltaicos. Os inversores fotovoltaicos possuem um circuito elevador e um circuito ponte inversora. O circuito elevador aumenta a tensão CC para a tensão de saída, enquanto o circuito ponte a converte em tensão CA de frequência fixa. Assim, os circuitos elevador e ponte inversora convertem a energia CC em energia CA. Os inversores fotovoltaicos apresentam 10 problemas comuns e técnicas de processamento.
1. Problemas na rede elétrica: Tensão e frequência muito baixas ou muito altas indicam anomalias na rede elétrica (códigos de erro F00-F03). ① Verifique se o equipamento atende aos padrões de segurança da rede elétrica local. ② Verifique as conexões dos terminais de saída CA e meça a tensão com um multímetro. ③ Desconecte a entrada fotovoltaica, reinicie o equipamento e verifique se o funcionamento está normal. ④ Se o problema persistir, entre em contato com a distribuidora.
2. Erro F07 de baixa impedância de isolamento. ① Desconecte a entrada PV, reinicie o equipamento e verifique se o funcionamento está normal. ② Verifique se a resistência de aterramento entre PV+ e PV- excede 500 kΩ. Para valores abaixo de 500 kΩ, entre em contato com o distribuidor local do inversor ou com o fornecedor da placa de baterias para obter assistência.
3. Corrente de fuga excessiva Erro F20 Desconecte a entrada PV, reinicie a máquina e verifique se o funcionamento está normal. ② Se não funcionar, entre em contato com o distribuidor.
4. As temperaturas do radiador e do ambiente estão muito altas. Erros F12 e F13. ① Desconecte a entrada PV, reinicie a máquina e verifique se o funcionamento está normal após alguns minutos de resfriamento. ② Verifique se a temperatura ambiente excede a faixa típica da máquina. Se o problema persistir, entre em contato com o distribuidor.
5. Monitoramento sem dados: Rastreamento via Wi-Fi: Conecte o Wi-Fi do inversor, verifique a página de monitoramento para obter informações sobre o inversor. Se não houver informações sobre o inversor, reconecte o módulo Wi-Fi integrado ou verifique a conexão RS485 do Wi-Fi externo. Se não conseguir encontrar o Wi-Fi do inversor, verifique se há mau contato no módulo Wi-Fi integrado ou se a alimentação do Wi-Fi externo está com defeito. Para monitorar via GPRS, teste a intensidade do sinal de internet do mesmo provedor de serviços no local de instalação do inversor. Verifique se há mau contato ou se os módulos GPRS externos estão sem energia.
6. Baixa impedância de isolamento: Use o método de exclusão. Remova todos os cabos de alimentação do lado da entrada do inversor e, em seguida, conecte-os um a um. Use a detecção de impedância de isolamento com o inversor ligado para encontrar as strings problemáticas. Verifique se o conector CC apresenta curto-circuito inundado ou curto-circuito por fusão queimado e verifique se o componente apresenta uma mancha preta queimada na borda que possa causar vazamento.
7. Falha de corrente de fuga. Equipamentos de baixa qualidade, instalação inadequada e posicionamento incorreto agravam esse problema. Os pontos de falha são numerosos: conectores CC de baixa qualidade, componentes defeituosos, altura de instalação inadequada dos componentes, equipamentos conectados à rede de baixa qualidade ou vazamento de água, e problemas semelhantes podem ser encontrados através do ponto de contato do sprinkler e resolvidos com um bom isolamento. Se o problema for de origem do material, substitua-o.
8. O inversor não responde. Os fios de entrada CC não devem ser invertidos. A conexão CC normal possui um efeito anti-surto, mas os terminais de crimpagem não. Consulte o manual do inversor para verificar se os terminais positivo e negativo e a crimpagem estão corretos. A proteção contra curto-circuito reverso do inversor permite que ele inicie normalmente após a fiação correta.
9. Falha na rede elétrica: Sobretensão na rede: A carga pesada (consumo de energia durante longas horas de trabalho) e a carga leve (consumo de energia durante períodos de menor tempo de inatividade) são refletidas aqui. É fundamental realizar um levantamento prévio da tensão da rede, e os fabricantes de inversores devem comunicar-se com a rede para combinar tecnologias e garantir que o projeto esteja dentro de uma faixa razoável. Não se deve "subestimar" a capacidade de operação, especialmente em redes elétricas rurais, onde a conexão entre o inversor e a rede é crucial. Redes rurais e inversores possuem limites rigorosos de tensão, forma de onda e distância. A maioria dos problemas de sobretensão é causada pela tensão da rede elétrica em cargas leves, que excede ou se aproxima dos valores de proteção de segurança. Se a linha de transmissão for muito longa ou mal crimpada, a usina não poderá operar de forma normal e estável. A solução é determinar a autoridade de fornecimento de energia para coordenar a tensão ou desconectar a rede e monitorar a qualidade da construção da usina. Subtensão na rede: Este problema é semelhante à sobretensão na rede, mas também pode resultar em uma tensão falsa se as tensões de fase independentes estiverem muito baixas, a distribuição de carga na rede estiver incompleta e as fases da rede estiverem desconectadas ou interrompidas. Frequência da rede (sobre/subtensão): A presença dessa dificuldade em uma rede normal indica problemas na saúde da rede. Sem tensão na rede? Verifique as linhas de interligação da rede. Verifique se há defeito de fase na rede ou ausência de tensão em alguma linha.
10. Proteção contra sobretensão CC: Com a busca por processos de fabricação que aprimorem a eficiência, o nível de potência é constantemente atualizado, assim como a tensão de circuito aberto e a tensão de operação dos componentes. Os coeficientes de temperatura devem ser considerados na fase de projeto para evitar sobretensão e danos graves aos equipamentos em baixas temperaturas.
SEIS TENDÊNCIAS TECNOLÓGICAS NO DESENVOLVIMENTO DE INVERSORES FOTOVOLTAICOS
Tendência 1: O hardware dos inversores está evoluindo rapidamente, incluindo SiC, CAN, DSP e novas topologias, resultando em maior eficiência. A eficiência da China atingiu o nível A+, com a meta de A+++.
Tendência 2: aumento da potência, eficiência e tensão dos inversores centralizados. Inversores de 2,5 MW e de níveis de potência mais elevados serão amplamente utilizados, visto que custam aproximadamente 0,1 yuan/W a menos que um arranjo quadrado de 1 MW, reduzindo o investimento inicial de 10 milhões de yuans para uma usina de 100 MW. O dimensionamento correto dos cabos garante a consistência das perdas na parte CC. O sistema de 1500 V dominará a construção de usinas de grande porte. Excluindo os componentes, ele gera uma economia de 0,2 yuan/W, ou 20 milhões de yuans para uma usina de 100 MW.
Tendência 3: Os inversores de string estão apresentando aumento na densidade de potência e na potência por unidade. Os inversores de string continuam a crescer em potência, chegando a 80 kW, com aumento na densidade de potência e redução de peso para aplicações desafiadoras onde a instalação e a manutenção são difíceis. Os inversores de string de 40 kW da Sunny Power são os mais leves do mercado, pesando apenas 39 kg. A Sunny Power sempre utilizou resfriamento inteligente por ventoinha para evitar o aumento da temperatura dos componentes internos e melhorar a capacidade de sobrecarga do inversor em condições de alta temperatura.
Tendência 4: Mais produtos em nível de módulo. Módulos como os microinversores da Enphase e os otimizadores de potência da SolarEdge estão se tornando mais comuns. A empresa de pesquisa de mercado GTM prevê que as remessas de eletrônica de potência em nível de módulo (MLPE) aumentarão de 1,1 GW em 2013 para mais de 5 GW em 2017.
Tendência 5: Adaptabilidade à rede e maior segurança e confiabilidade. Proteção contra fuga de corrente, funcionalidade SVG, LVRT, proteção de módulos CC, proteção por detecção de impedância de isolamento, proteção PID, proteção contra raios, proteção contra inversão de polaridade positiva e negativa em painéis fotovoltaicos e outros recursos em constante aprimoramento aumentam a adaptabilidade à rede e a segurança do sistema dos inversores.
Tendência 6: Adaptabilidade ambiental aprimorada do inversor. Com o aumento do uso de usinas fotovoltaicas em ambientes hostis, como áreas costeiras, desérticas, de planalto, etc., a resistência à corrosão, à areia e outras características de adaptabilidade ambiental do inversor estão sendo aprimoradas para garantir alta confiabilidade.
Zhao Wei afirmou que, por meio de diversas novas tecnologias, a aplicação de novos produtos continua a promover a tecnologia fotovoltaica, melhorar a eficiência do sistema, reduzir o custo nivelado de energia (LCOE) e, em última instância, alcançar a paridade com a internet, que é um objetivo comum a todos. O projeto das usinas será modificado, a integração do sistema aprimorada e uma solução integrada de inversor e transformador de média tensão pode simplificar o sistema ao extremo, reduzindo custos, simplificando o uso, aumentando a eficiência e a confiabilidade. O desenvolvimento da indústria de inversores fotovoltaicos está em ascensão, com diversas novas tecnologias e novos produtos em constante mudança, adaptando-se às condições locais e gerando uma grande concorrência. Em grandes usinas termelétricas, as soluções centralizadas apresentam menor investimento inicial, com custos de operação e manutenção posteriores equivalentes a apenas um terço dos custos de geração de strings. Diversos resultados de operação de usinas mostram que a geração de energia por strings com sistema centralizado é a escolha preferida dos usuários. Os inversores de string de 2/2,5M em aplicações distribuídas também estão crescendo, e alta potência, eficiência e densidade de potência são as direções futuras. A combinação de energia fotovoltaica e internet se tornará predominante, e as aplicações de energia fotovoltaica com armazenamento de energia terão um futuro promissor.
