PV 시스템에서 인버터의 역할

글로벌 에너지 변환의 물결에서, 태양 광 발전 발전은 PV 시스템에서 깨끗하고 재생 가능한 특성 .의 중요한 힘이되었지만 인버터가 눈에 띄지 않는 것처럼 보이지만 중요한 역할을하며 전체 시스템의 "심장"과 "뇌"라고 불릴 수 있습니다. PV 시스템의 발전 효율, 안정성 및 경제에 큰 영향을 미칩니다 .

태양 전지판은 광전 효과를 통해 광 에너지를 직류 (DC)로 변환하지만 전력망에 연결되어 있거나 일일 기기를 구동하든 교대 전류 (AC) .을 사용해야합니다.

인버터의 가장 기본적이고 핵심 기능은 태양 전지판에 의해 생성 된 DC를 AC로 변환하는 것입니다. .

홈 PV 시스템을 예로 . 지붕의 태양 전지판은 하루 동안 . 5kW의 정격 전력을 갖춘 스트링 인버터 (예 : 단열 게이트 양극성 트랜지스터 IGBT와 같은)를 사용하여 DC 전력을 기생충 AC 전력으로 변환하여 50Hz (50Hz)를 사용하여 내부 전력 전자 장치를 사용합니다. 380v) 고주파 전환을 통해 .이 AC 전원은 가정의 냉장고, 에어컨, TV 및 기타 기기에서 직접 사용할 수 있으며, 과도한 전력은 전력망에 연결하여 "그리드의 자체 사용 및 잉여 전력을위한 자체 생성"{10}}을 달성 할 수 있습니다.

대규모 지상 PV 발전소에서 중앙 집중식 인버터의 전력 변환 규모는 예를 들어, 중국 서부의 메가 와트 레벨 PV베이스에서 훨씬 더 놀라운 .입니다. 1MW의 용량을 가진 단일 중앙 집중식 인버터는 매시간의 AC 전력을 수백만 와트로 전환 할 수 있습니다. 출력 AC 전력의 고조파 왜곡 속도 (일반적으로 5%미만)가 매우 낮고 전력망의 엄격한 전력 품질 요구 사항을 충족하고 그리드에 대한 오염을 피하는 복잡한 토폴로지 구조 및 제어 알고리즘 .

조명 강도, 온도, 먼지 커버리지 및 기타 요인은 태양 전지판의 출력 전력이 항상 변경 될 수 있으며 인버터의 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 기능은 태양 전지판의 작업 지점을 실시간으로 조정하여 최대 전력을 항상 출력 할 수 있습니다. ..

표준 테스트 조건 (STC, 조도 1000W/m², 온도 25도)에서 태양 전지판의 최대 전력은 500W이지만 실제 작동에서는 이른 아침의 약한 조명, 정오의 고온 및 구름 덮개가 태양 전지판의 출력 전력이 변동하게됩니다 ({3}}.

현재 고급 MPPT 알고리즘 (예 : 섭동 관찰 방법 및 컨덕턴스 증분 방법)이 장착 된 인버터는 태양 전지 패널의 작동 전압 및 전류를 지속적으로 변경하고 빠른 "테스트 피드 백 조정"주기 .를 통해 최대 전력 지점을 정확하게 잠급게합니다.

통계에 따르면 효율적인 MPPT 기능을 갖는 인버터는 PV 시스템의 전체 발전 효율을 5% - 15% . 늘릴 수 있습니다.

분산 된 PV 시나리오에서 MPPT 함수의 장점은 더 명백합니다. 예를 들어, 주거용 건물의 옥상 PV 시스템에서, 다른 줄의 패널의 출력 특성은 잎으로 차단되고 건물 그림자에 의해 덮여 있기 때문에 . 문자열은 각각 독립적 인 MPPT로 제공되기 때문에 다른 문자열의 패널의 출력 특성은 크게 다릅니다. 각 부품의 발전 효율을 개별적으로 최적화하고 "짧은 보드 효과"를 피하고 전체 시스템의 발전을 극대화하십시오 ..

PV 시스템은 오랫동안 실외에 노출되며 그리드 이상, 장비 고장 및 자연 환경과 같은 다양한 위험에 직면 해 있습니다 . 인버터의 보호 기능은 시스템의 안정적인 작동을 보장하기 위해 "안전 가드"와 같습니다.

파워 그리드가 결함으로 인해 전력이 없을 때, PV 시스템이 로컬 파워 그리드에 전력을 계속 공급하는 경우, "섬"이 형성되며, 이는 유지 보수 인력에게 감전 위험을 유발할뿐만 아니라 장비 손상 장비 . 인버터에 내장 된 섬 보호 장치는 2 차 내부의 비정상적 인 매개 변수 및 다른 매개 변수에 대한 비정상적인 변화를 빠르게 감지 할 수 있습니다. 섬 효과를 피하십시오 .

예를 들어, 태풍으로 인해 특정 지역의 전원 그리드가 마비되면 전력망에 연결된 로컬 PV 시스템 인버터는 섬 보호를 즉시 활성화하여 수리 담당자의 안전성과 장비의 무결성을 효과적으로 보장합니다 ..

태양 전지판의 출력 전압이 너무 높으면 (갑작스런 온도 감소로 인한 전압 서지와 같은)가 회로에서 단락 결함이 발생하거나 하중 전류가 너무 커지면 인버터는 자동으로 보호 메커니즘을 트리거하여 회로를 차단하거나 전류를 제한하여 장비 손상 및 화재를 방지하기 위해 전류를 제한합니다. 함수 . 내부 전원 장치의 온도가 너무 높으면 냉각 팬을 시동하여 출력 전력을 줄임으로써 냉각됩니다 ..

PV 설치 용량이 지속적으로 증가함에 따라 그리드 상호 작용에서의 인버터의 역할은 점점 더 중요 해지고 있습니다 . 전기 에너지를 그리드에 원활하게 통합해야 할뿐만 아니라 전력 품질, 안정성 및 규정 기능에 대한 그리드의 요구 사항을 충족해야합니다. ..

인버터는 출력 AC 전력이 그리드 전압과 동일한 주파수 및 위상에 있도록 출력 전류의 파형과 위상을 제어하고, 예를 들어, 최신 스마트 인버터는 3%내에서 하 고유 한 변형 속도 (THD)를 매우 낮은 레벨로 제어하고, 이상적인 사인에 가까운 현재 파동을 제어 할 수 있으며, 그 라이드에 대한 간섭을 줄이고, 그 라이드에 대한 간섭을 줄이고, 실행을 보장 할 수 있습니다. 그리드 . 또한 인버터는 그리드 수요에 따라 1에 가깝게 만들기 위해 전력 계수를 조정하여 그리드의 전송 효율을 향상시킬 수 있습니다 ..

녹색 전기의 세계화에 의해, PV 시스템은 간단한 발전 장치에서 그리드 지원 기능을 갖춘 그리드 지원 기능을 갖는 지능형 노드로 점차 변형되었습니다. . 새로운 인버터는 유리한 전력 조절 및 반응 전력 보상과 같은 기능 . . . 인사는 그 리드에 영향을 미치기 위해 적극적으로 전력을 줄일 수 있습니다. 그리드 전압이 낮을 때, 인버터는 반응 전력을 출력하여 독일의 그리드 전압 레벨 .를 증가시킬 수 있으며, 일부 PV 발전소의 인버터는 전력 그리드 파견 센터와 실시간 통신을 통해 "가상 발전소"의 기능을 실현하여 발전물의 피크로드 조절에 효과적으로 참여하고 새로운 에너지의 용량을 향상시켰다.

현대적인 인버터는 일반적으로 데이터 수집, 통신 및 지능형 분석 기능을 통합하여 PV 시스템의 "지능형 가정부"가되어 내장 센서를 통해 인버터는 DC 입력 전압, 전류, AC 출력 전력, 주파수, 장비 온도 및 기타 매개 변수를 실시간으로 모니터링하고 (RS485, Ethernet)를 통해 모니터링 플랫폼에 업로드합니다. Wi -Fi) 커뮤니케이션 .

운영 및 유지 보수 담당자는 휴대 전화 앱 또는 컴퓨터 .를 통해 운영 상태, 발전 데이터 및 PV 시스템의 결함 경보 정보를 원격으로 볼 수 있습니다. 예를 들어, 먼지 축적으로 인해 특정 패널의 전력 생성이 감소하면 인버터는 데이터 분석을 통해 알람을 발행하고 운영 및 유지 보수 비용을 줄이기 위해 데이터 분석을 통해 문제 패널을 찾을 수 있습니다. 일부 고급 인버터는 또한 예측 유지 관리 기능 . 역사적 데이터의 기계 학습 분석을 통해 장비 고장의 위험을 미리 예측할 수 있으며, 수동 유지 보수를 활성 유지 보수로 전환 할 수 있습니다 ..

요약하면, 인버터는 PV 시스템의 전력 변환, 전력 최적화, 안전 보호, 그리드 상호 작용 및 지능 관리와 같은 여러 기능을 통합합니다. . 성능은 PV 시스템의 발전 효율성, 안정성 및 경제적 이점을 직접 결정합니다. Fusion은 인버터의 성능을 더욱 향상시키고, PV 산업이보다 효율적이고 지능적인 방향으로 개발하도록 촉진하며, 글로벌 에너지 변환에 더 많은 기여를 할 것입니다 ..