Funcionamiento de los convertidores de CC a CA: definición y comparación

Entre ellos, el convertidor de CC a CA, también llamado inversor, que puede convertir la corriente continua (CC) generada por los módulos fotovoltaicos en corriente alterna (CA), es el corazón del sistema fotovoltaico y controla la eficiencia de producción de las centrales fotovoltaicas.

¿Qué tal funciona un convertidor de CC a CA? ¿Qué tal convierten los distintos convertidores de CC a CA? Este artículo ayuda a comprender el mágico proceso de conversión de corriente continua en corriente alterna, y analiza cuál es la razón principal que afecta a la eficacia de conversión del convertidor de cc a ca.

¿Qué son la corriente continua y la corriente alterna?

La función del convertidor de CC a CA es convertir la corriente continua generada por la instalación fotovoltaica en corriente alterna. En primer lugar, debemos entender qué es la corriente continua y la corriente alterna.

Corriente continua (CC): El sentido de la corriente y el voltaje de la corriente continua es el mismo, y la dirección de la corriente es siempre la misma. Las pilas secas y las baterías de plomo-ácido que utilizamos habitualmente en nuestra vida diaria utilizan corriente continua.

Corriente alterna (CA): La dirección y la magnitud de la corriente alterna cambiarán periódicamente con el tiempo. El suministro eléctrico doméstico de 220 V utilizado en la vida es de corriente alterna.

A partir de la diferencia entre corriente continua y corriente alterna, podemos encontrar que la corriente continua tiene grandes limitaciones en las aplicaciones diarias, por ejemplo, las cargas de corriente alterna de los electrodomésticos no pueden alimentarse con corriente continua, y el transporte de larga distancia perderá la mayor parte de la energía, etc. Por lo tanto, para que la generación de energía fotovoltaica se utilice ampliamente en nuestra vida diaria, es indispensable un convertidor de CC a CA que pueda convertir la corriente continua generada por ella en corriente alterna.

¿Cómo se convierte la corriente continua en corriente alterna?

Cuando el campo fotovoltaico transmite corriente continua al convertidor de CC a CA, la corriente continua transfiere energía rápidamente de un lado a otro a través de los dispositivos internos del convertidor de CC a CA. En el proceso, el convertidor de CC a CA fuerza a la corriente continua a cambiar continuamente de dirección, produciendo una corriente alterna de onda cuadrada. Sin embargo, la forma de onda de la corriente alterna de onda cuadrada no es suave, y la tensión cambia constantemente, lo que afectará gravemente a la vida útil del aparato.

Por tanto, el convertidor de cc a ca realiza una modulación de anchura natural o regular de múltiples pulsos en cada ciclo sinusoidal aumentando la velocidad de transmisión y mediante modulación de anchura de pulso sinusoidal (SPWM). Estos pulsos se modulan secuencialmente en un tren de pulsos equivalente a una onda sinusoidal para formar una salida de corriente sinusoidal. De este modo, la corriente alterna de onda cuadrada puede transformarse con éxito en una corriente alterna sinusoidal, y se consigue el propósito de convertir la corriente continua en corriente alterna.

La eficiencia de conversión de distintos convertidores de CC a CA varía

Cabe mencionar que, aunque el convertidor de CC a CA puede convertir la corriente continua en corriente alterna, la eficiencia de conversión varía. En la mayoría de los casos, factores como la pérdida de potencia de los componentes internos del convertidor de CC a CA afectarán a la eficiencia de conversión del convertidor de CC a CA, lo que provocará cambios en los ingresos por generación de energía de las centrales fotovoltaicas. Tomando como ejemplo un convertidor c.c.a. de 500 kW, con la misma potencia, si un convertidor c.c.a. de alta calidad tiene una eficiencia de conversión 1% superior a la de un convertidor c.c.a. ordinario, se calcula sobre la base de 4 horas de trabajo al día.

Un convertidor de CC a CA de alta calidad puede generar casi 20 kWh más de electricidad cada día. Así, se pueden generar casi 7.300 kWh de electricidad en un año, y 73.000 kWh de electricidad en diez años. Esto mejora enormemente los ingresos por generación de electricidad de los usuarios. ¿Cómo elegir productos de alta tasa de conversión entre muchos convertidores de CC a CA para maximizar la capacidad de producción de las centrales fotovoltaicas? En los últimos años, los microinversores han atraído mucha atención debido a su alta eficiencia.

Tomemos como ejemplo el convertidor de cc a ca (microinversor) de HOYMILES. En términos de eficiencia de conversión, el sistema de microinversores HOYMILES adopta un diseño de circuito totalmente paralelo, que puede convertir la potencia de corriente continua de cada componente en potencia de corriente alterna y luego fusionarla en la red, minimizando la energía perdida durante el proceso de inversión. Por otro lado, la tecnología MPPT a nivel de módulo del microinversor HOYMILES rastreará el punto de máxima potencia de cada módulo fotovoltaico por separado.

Esto significa que si un módulo fotovoltaico no funciona eficientemente, no afectará a otros módulos fotovoltaicos. Por ejemplo, en todo el sistema fotovoltaico, a un módulo se le bloquea 50% de la luz solar. En ese momento, el controlador MPPT de los demás módulos seguirá manteniendo su respectiva eficiencia máxima de producción. Para probar el rendimiento del controlador MPPT de la serie de microinversores HOYMILES de uno a cuatro módulos en condiciones reales, el personal realizó experimentos de campo para comprender su funcionamiento en tiempo nublado y cuando la intensidad de la luz cambiaba mucho.

La línea roja refleja la potencia máxima real del módulo fotovoltaico a lo largo del día, y la línea azul refleja el punto de máxima potencia predicho por el controlador MPPT. Dado que el microinversor HOYMILES de una a cuatro series predice con precisión el punto de máxima potencia, la línea azul y la línea roja se solapan por completo. Además, nuestro sitio web también ha clasificado diferentes empresas de inversores fotovoltaicos en Chian, que pueden comparar las similitudes y diferencias de su tecnología y desarrollo de convertidores de CC a CA.

Conclusión

¿Cuál es el principio de funcionamiento y la eficiencia de conversión del convertidor de CC a CA? Antes de elegir un inversor, es necesario conocer de antemano sus prestaciones y soluciones, para poder elegir mejor un convertidor cc-ca eficaz, seguro e inteligente que haga más eficiente la central fotovoltaica.