Účinnost solárních invertorů

Účinnost solárních střídačů se vztahuje k rostoucímu trhu solárních střídačů (fotovoltaických střídačů) v důsledku poptávky po obnovitelné energii. A tyto měniče vyžadují extrémně vysokou účinnost a spolehlivost. Byly zkoumány výkonové obvody používané v těchto měničích a byly doporučeny nejlepší volby pro zařízení spínačů a usměrňovačů. Obecná struktura fotoelektrického invertoru je znázorněna na obrázku 1 a na výběr jsou tři různé invertory. Sluneční světlo svítí na solární moduly zapojené do série, přičemž každý modul obsahuje sadu jednotek solárních článků zapojených do série. Stejnosměrné (DC) napětí generované solárními moduly se pohybuje v řádu několika stovek voltů v závislosti na světelných podmínkách modulového pole, teplotě baterie a počtu modulů v sérii.
Primární funkcí tohoto typu měniče je převádět vstupní stejnosměrné napětí na stabilní hodnotu. Této funkce je dosaženo pomocí zesilovacího měniče a vyžaduje zesilovací spínač a zesilovací diodu. V první struktuře je po zesilovacím stupni izolovaný plně můstkový konvertor. Funkcí plného můstkového transformátoru je zajistit izolaci. Druhý plně můstkový měnič na výstupu se používá k přeměně stejnosměrného proudu prvního stupně plně můstkového měniče na střídavé napětí. Jeho výstup je před připojením k elektrické síti AC filtrován pomocí přídavného dvoukontaktního reléového spínače s cílem zajistit bezpečnou izolaci při poruchových událostech a izolaci od elektrické sítě v noci. Druhá struktura je neizolované schéma. Mezi nimi je střídavé střídavé napětí přímo generováno výstupem stejnosměrného napětí ze zesilovacího stupně. Třetí struktura využívá inovativní topologickou strukturu výkonových spínačů a výkonových diod, integrující funkce zesílení a generování AC AC do vyhrazené topologie. Přestože je účinnost přeměny solárních panelů velmi nízká, je klíčové udržet účinnost střídače co nejblíže 100 procentům. V Německu se očekává, že modul řady 3 kW instalovaný na střeše orientované na jih vyrobí ročně 2550 kWh elektřiny. Pokud se účinnost střídače zvýší z 95 procent na 96 procent, lze ročně vyrobit dalších 25 kWh. Náklady na použití dodatečných solárních modulů k výrobě těchto 25 kWh jsou ekvivalentní přidání střídače. Vzhledem k tomu, že zvýšení účinnosti z 95 procent na 96 procent nezdvojnásobuje náklady na měniče, je investice do účinnějších měničů nevyhnutelnou volbou. U nově vznikajících návrhů je klíčovým kritériem návrhu zlepšení účinnosti měniče s co nejefektivnějším přístupem. Spolehlivost a cena měničů jsou dvě další konstrukční kritéria. Vyšší účinnost může snížit kolísání teploty během zátěžových cyklů, a tím zlepšit spolehlivost. Proto jsou tato kritéria ve skutečnosti vzájemně propojena. Použití modulů také zvyšuje spolehlivost.