Effektivitet af solcelle-inverter
Effektiviteten af solcelle-invertere betyder, at markedet for solcelle-invertere (fotoelektriske invertere) vokser på grund af efterspørgslen efter vedvarende energi. Disse invertere kræver høj effektivitet og pålidelighed. De strømkredsløb, der bruges i disse invertere, er undersøgt, og det bedste valg til afbryder- og ensretterenheder anbefales. Den generelle struktur af den fotoelektriske inverter er vist i figur 1, og tre forskellige invertere er tilgængelige for valg. Sollyset skinner på de serieforbundne solcellemoduler, og hvert modul indeholder en gruppe solcelleceller i serie. DC-spændingen genereret af solcellemodulet er i størrelsesordenen flere hundrede volt. Den specifikke værdi afhænger af modularrayets lysforhold, batteriets temperatur og antallet af moduler i serie.
Den primære funktion af denne type inverter er at konvertere indgangs-DC-spændingen til en stabil værdi. Denne funktion realiseres af en boost-konverter, som kræver en boost-kontakt og en boost-diode. I den første struktur efterfølges boostfasen af en isoleret fuldbrokonverter. Funktionen af fuldbrotransformatoren er at give isolering. Den anden fuldbrokonverter på udgangen bruges til at konvertere DC'en i førstetrins fuldbrokonverteren til AC-spændingen. Dens output filtreres, før den tilsluttes AC-strømnettet gennem yderligere dobbeltkontaktrelæafbryder, for at give sikker isolation under fejlhændelser og isolation fra strømnettet om natten. Den anden struktur er ikke-isolationsordningen. Blandt dem genereres AC-spændingen direkte af DC-spændingsudgangen fra spændingsstigningstrinnet. Den tredje struktur bruger den innovative topologi af power switch og power diode til at integrere funktionerne boost og AC generation i en dedikeret topologi. Selvom konverteringseffektiviteten af solpanelet er meget lav, er det meget vigtigt at gøre inverterens effektivitet så tæt på 100 procent som muligt. I Tyskland forventes modulet i 3kW-serien installeret på taget mod syd at generere 2550 kWh om året. Hvis inverterens effektivitet stiger fra 95 procent til 96 procent, kan den generere mere 25 kWh hvert år. Omkostningerne ved at bruge yderligere solcellemoduler til at generere disse 25 kWh svarer til at tilføje en inverter. Da stigningen i effektiviteten fra 95 procent til 96 procent ikke vil fordoble prisen på inverteren, er det uundgåeligt at investere i mere effektive invertere. For det nye design er det vigtigste designkriterium at forbedre inverterens effektivitet mest omkostningseffektivt. Inverterens pålidelighed og omkostninger er de to andre designkriterier. Højere effektivitet kan reducere temperaturudsvingene på belastningscyklussen og dermed forbedre pålideligheden. Derfor hænger disse kriterier faktisk sammen. Brugen af moduler vil også forbedre pålideligheden.
