Wirkungsgrad des Solarwechselrichters
Die Effizienz von Solarwechselrichtern führt dazu, dass der Markt für Solarwechselrichter (optische Wechselrichter) aufgrund der Nachfrage nach erneuerbarer Energie wächst. Diese Wechselrichter erfordern eine hohe Effizienz und Zuverlässigkeit. Die in diesen Wechselrichtern verwendeten Stromkreise werden untersucht, und die beste Wahl für Schalter- und Gleichrichtergeräte wird empfohlen. Die allgemeine Struktur des photoelektrischen Wechselrichters ist in Fig. 1 gezeigt, und es stehen drei verschiedene Wechselrichter zur Auswahl. Das Sonnenlicht scheint auf die in Reihe geschalteten Solarmodule, und jedes Modul enthält eine Gruppe von Solarzellen in Reihe. Die vom Solarmodul erzeugte Gleichspannung liegt in der Größenordnung von mehreren hundert Volt. Der spezifische Wert hängt von den Lichtverhältnissen des Modulfeldes, der Temperatur der Batterie und der Anzahl der Module in Reihe ab.
Die Hauptfunktion dieses Wechselrichtertyps besteht darin, die Eingangsgleichspannung in einen stabilen Wert umzuwandeln. Diese Funktion wird durch einen Aufwärtswandler realisiert, der einen Aufwärtsschalter und eine Aufwärtsdiode benötigt. Bei der ersten Struktur folgt der Boost-Stufe ein isolierter Vollbrückenwandler. Die Funktion des Vollbrückentransformators besteht darin, eine Isolierung bereitzustellen. Der zweite Vollbrückenwandler am Ausgang wird verwendet, um den Gleichstrom des Vollbrückenwandlers der ersten Stufe in die Wechselspannung umzuwandeln. Sein Ausgang wird gefiltert, bevor er über einen zusätzlichen Doppelkontakt-Relaisschalter an das Wechselstromnetz angeschlossen wird, um eine sichere Isolierung bei Fehlerereignissen und eine Isolierung vom Stromnetz in der Nacht zu gewährleisten. Die zweite Struktur ist das Nichtisolationsschema. Unter diesen wird die Wechselspannung direkt durch den Gleichspannungsausgang von der Spannungserhöhungsstufe erzeugt. Die dritte Struktur nutzt die innovative Topologie aus Leistungsschalter und Leistungsdiode, um die Funktionen des Boosts und der AC-Erzeugung in einer dedizierten Topologie zu integrieren. Obwohl der Umwandlungswirkungsgrad des Solarmoduls sehr gering ist, ist es sehr wichtig, den Wirkungsgrad des Wechselrichters so nahe wie möglich an 100 Prozent zu halten. In Deutschland soll das auf dem Süddach installierte 3-kW-Serienmodul 2550 kWh pro Jahr erzeugen. Wenn der Wirkungsgrad des Wechselrichters von 95 Prozent auf 96 Prozent steigt, kann er jedes Jahr 25 kWh mehr erzeugen. Die Kosten für die Verwendung zusätzlicher Solarmodule zur Erzeugung dieser 25 kWh entsprechen dem Hinzufügen eines Wechselrichters. Da die Effizienzsteigerung von 95 Prozent auf 96 Prozent die Kosten des Wechselrichters nicht verdoppelt, ist es unumgänglich, in effizientere Wechselrichter zu investieren. Für das entstehende Design ist das Schlüsseldesignkriterium, den Wirkungsgrad des Wechselrichters so kostengünstig wie möglich zu verbessern. Die Zuverlässigkeit und die Kosten des Wechselrichters sind die beiden anderen Designkriterien. Ein höherer Wirkungsgrad kann die Temperaturschwankung im Lastzyklus reduzieren und somit die Zuverlässigkeit verbessern. Daher hängen diese Kriterien tatsächlich zusammen. Die Verwendung von Modulen wird auch die Zuverlässigkeit verbessern.
