Batterieeigenschaften des Solarwechselrichters
PV-Batterie
Um ein Solarwechselrichtersystem zu entwickeln, ist es wichtig, zunächst die unterschiedlichen Eigenschaften von Solarzellen (PV-Zellen) zu verstehen. Rp und Rs sind parasitäre Widerstände, die unter idealen Bedingungen unendlich bzw. Null sind.
Lichtintensität und Temperatur können die Arbeitseigenschaften von PV-Batterien stark beeinflussen. Der Strom ist direkt proportional zur Lichtintensität, aber die Lichtänderung hat wenig Einfluss auf die Arbeitsspannung. Die Betriebsspannung wird jedoch durch die Temperatur beeinflusst. Der Anstieg der Batterietemperatur verringert die Arbeitsspannung, hat aber nur geringe Auswirkungen auf den erzeugten Strom. Die folgende Abbildung veranschaulicht die Auswirkungen von Temperatur und Licht auf PV-Module.
Der Einfluss der Änderung der Lichtintensität auf die Ausgangsleistung der Batterie ist größer als der der Temperaturänderung. Dies gilt für alle gängigen PV-Materialien. Das wichtige Ergebnis der Kombination dieser beiden Effekte ist, dass die Leistung der PV-Batterie mit abnehmender Lichtintensität und/oder steigender Temperatur abnimmt.
Maximaler Leistungspunkt (MPP)
Solarzellen können in einem breiten Spannungs- und Strombereich arbeiten. MPP kann bestimmt werden, indem die ohmsche Last an der bestrahlten Batterie kontinuierlich von Null (Kurzschlussereignis) auf einen sehr hohen Wert (Leerlaufereignis) erhöht wird. MPP ist der Arbeitspunkt, an dem V x I den Maximalwert erreicht, und die maximale Leistung kann bei dieser Belichtungsintensität erreicht werden. Die Ausgangsleistung ist Null, wenn ein Kurzschluss (PV-Spannung gleich Null) oder ein Unterbrechungsereignis (PV-Strom gleich Null) auftritt.
Hochqualitative Solarzellen aus monokristallinem Silizium können {{0}},60 V Leerlaufspannung bei 25 °C erzeugen. Unter der Bedingung ausreichender Lichtverhältnisse und einer Lufttemperatur von 25 °C kann die Temperatur einer gegebenen Batterie nahe beieinander liegen auf 45 Grad C, wodurch die Leerlaufspannung auf etwa 0,55 V reduziert wird. Mit steigender Temperatur sinkt die Leerlaufspannung weiter, bis das PV-Modul kurzgeschlossen wird.
Die maximale Leistung bei einer Batterietemperatur von 45 Grad C wird in der Regel bei 80 Prozent Leerlaufspannung und 90 Prozent Kurzschlussstrom erzeugt. Der Kurzschlussstrom der Batterie ist fast proportional zur Beleuchtung, und wenn die Beleuchtung um 80 Prozent abnimmt, kann die Leerlaufspannung nur um 10 Prozent sinken. Die Batterie von geringerer Qualität reduziert die Spannung schneller, wenn der Strom ansteigt, wodurch die verfügbare reduziert wird Leistungsabgabe von 70 Prozent auf 50 Prozent oder sogar nur 25 Prozent.
Die obige Abbildung zeigt die funktionale Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom und der Ausgangsleistung des PV-Batteriepanels und der Arbeitsspannung bei einer bestimmten Beleuchtungsstärke.
Der Solar-Mikro-Wechselrichter muss sicherstellen, dass das PV-Modul zu jeder Zeit im MPP arbeitet, um die maximale Energie aus dem PV-Modul zu erhalten. Dies kann durch die Verwendung des Maximum Power Point Regelkreises, auch als Maximum Power Point Tracker (MPPT) bekannt, erreicht werden. Um einen hohen Anteil an MPP-Tracking zu erreichen, muss die Welligkeit der PV-Ausgangsspannung klein genug sein, damit sich der PV-Strom nicht zu stark ändert, wenn er nahe dem maximalen Leistungspunkt arbeitet.
Der MPP-Spannungsbereich von PV-Modulen kann im Allgemeinen im Bereich von 25 V bis 45 V definiert werden, die Stromerzeugung beträgt etwa 250 W und die Leerlaufspannung ist niedriger als 50 V.
