Conversão de energia verde do sistema de geração de energia solar fotovoltaica

A aplicação do sistema de geração de energia solar fotovoltaica conectado à rede começou no início dos anos 80. Os Estados Unidos, o Japão, a Alemanha e a Itália fizeram esforços para esse fim. Naquela época, foram construídas usinas elétricas conectadas à rede fotovoltaica em larga escala, variando em tamanho de 100 kW a 1 MW. E todas elas são usinas experimentais investidas pelo governo. No entanto, os resultados do teste não foram muito satisfatórios. Como as células solares eram caras na época, era difícil para a empresa de energia aceitar.

O mercado que os países desenvolvidos desenvolveram principalmente nos últimos anos é o sistema de geração de energia ligado à rede no telhado. A razão é que a distribuição da rede elétrica nos países desenvolvidos é muito densa, a geração de energia conectada à rede não usa baterias, e o custo de eletricidade do consumo de energia de pico na rede é alto. O preço da eletricidade da geração de energia fotovoltaica em áreas com boa luz solar está próximo do preço da commodity (estimado para entrar no custo de 2000 a 2005). O período de cálculo), prevê-se que o sistema de geração de energia ligado à rede de tecto será amplamente aplicado após 10 anos.

O sistema solar fotovoltaico conectado à rede consiste de um conjunto de células fotovoltaicas, um controlador e um inversor conectado à rede. O inversor conectado à rede alimenta diretamente a energia elétrica na rede pública sem passar pelo armazenamento da bateria. Como a energia elétrica é diretamente introduzida na rede elétrica, a bateria é dispensada, o processo de armazenamento e liberação da bateria é salvo, a perda de energia é reduzida, o espaço ocupado pelo sistema e o investimento e manutenção do sistema são salvos, e o custo é reduzido; Por outro lado, a capacidade de geração de energia pode ser muito bem feita. Grande e pode garantir a confiabilidade da fonte de alimentação do equipamento elétrico. No entanto, como a saída do inversor está conectada em paralelo com a rede elétrica, é necessário manter a consistência das características elétricas dos dois conjuntos de tensão de alimentação, fase, freqüência etc., caso contrário os dois conjuntos de fontes de alimentação podem ser carregados e descarregados uns com os outros, causando consumo interno e instabilidade de todo o sistema de fornecimento de energia.

O principal componente do sistema de geração de energia fotovoltaica ligado à rede solar é o inversor ou condicionador de potência (PCU). A PCU converte a corrente contínua gerada pelo sistema de geração de energia solar fotovoltaica em uma corrente alternada padrão que atende aos requisitos do setor de energia. Quando o departamento de energia pára de fornecer energia ou público Quando a rede está com defeito, a PCU cortará automaticamente a energia. A ligação à rede entre a saída CA do sistema de geração de energia fotovoltaica ligado à rede e a rede pública está definida. Quando o sistema de geração de energia fotovoltaica conectado à rede excede a quantidade real de energia requerida pela carga do sistema, o excesso de energia é transmitido para a rede pública. Quando a energia produzida pelo sistema solar fotovoltaico é menor do que a quantidade real de energia requerida pela carga do sistema, a energia requerida pela carga do sistema pode ser complementada pela rede pública. Ao mesmo tempo, também é necessário garantir que o sistema solar fotovoltaico não alimente a energia elétrica à rede elétrica pública durante a falha ou manutenção da rede elétrica pública, de modo que o sistema possa operar de maneira estável e confiável. A geração de energia solar conectada à rede é a direção de desenvolvimento da geração de energia solar fotovoltaica, representando a tecnologia potencial de utilização de energia do século XXI.

No final da década de 1980, o estudioso japonês S.Nonaka e outros foram os pioneiros no desenvolvimento de um inversor conectado a uma rede de energia solar. Este inversor ligado à rede está bem adaptado às características dos módulos solares. Melhor performance. No entanto, devido ao uso do circuito principal do inversor de corrente, o circuito principal e o controle são complicados, por isso não foi bem desenvolvido. Desde a década de 1990, com o desenvolvimento da eletrônica de potência e tecnologia de controle, a tecnologia de fluxo inversor PWM de voltagem tornou-se mais madura. Devido ao seu conversor de potência bidirecional superior e desempenho de controle de corrente, esta tecnologia é diretamente aplicada à geração de energia conectada à rede de painéis solares, e as características de corrente senoidal do lado da rede são obtidas, realizando a conversão de energia 'verde'. O sistema de controlo ligado à rede do conjunto de células solares do tipo de tensão monofásica é mostrado na FIG.

Quando a rede está funcionando, o sistema de controle controla a voltagem do lado DC Vd do painel solar, e o sistema de controle alimenta a grade sob a excitação do painel solar. Como visto na Figura 1, o sistema inversor conectado à rede consiste de um transformador conectado à rede T, um indutor CA L, um tubo de potência (T1 a T4), um capacitor de armazenamento CC, um sistema de controle de microprocessador e um painel solar. PV. O processo de controle senoidal do lado da grade durante a operação conectada à rede é o seguinte:


Primeiro, a tensão de referência CC Vd * é comparada com a tensão de retorno Vd. O sinal de tensão de erro ΔVd, ΔVd é regulado pela tensão e o sinal de regulação de corrente é Im *. A fase é obtida pelo sinal de onda senoidal unitária senão sincronizado com a tensão da rede, e os dois são multiplicados pelo sinal de corrente senoidal iN *. Depois de ser controlado pelo regulador de corrente, o gerador de modo PWM envia um sinal de controle para forçar a corrente de saída a rastrear a corrente de entrada. Quando o iN é invertido do VN, a energia elétrica será alimentada do painel solar para a rede.