Conocimiento de los inversores monofásicos: composición, características y tendencias de desarrollo

¿Qué es un inversor monofásico?

El inversor de cadenas se basa en el concepto de modularidad y adopta la tecnología de seguimiento Mppt multicanal. Varios grupos (generalmente de 1 a 4 grupos) de cadenas fotovoltaicas se rastrean individualmente hasta el valor de pico de potencia máxima, y luego se fusionan en la red de CA tras la inversión. La potencia de este tipo de inversor es relativamente pequeña, y la potencia única suele ser inferior a 100 kW.

Con el progreso tecnológico y la demanda cada vez mayor de reducción de costes y mejora de la eficiencia, la potencia de los inversores monofásicos ha aumentado gradualmente, y han aparecido productos de mayor potencia, como los de 136KW y 175KW.

El inversor de cadenas tiene un gran número de MPPT, y la ventaja es que no se ve afectado por las diferencias de módulos y el sombreado entre cadenas, y al mismo tiempo reduce el desajuste entre el punto de funcionamiento óptimo de los módulos fotovoltaicos y el inversor, aumentando así la generación de energía.

Estas ventajas técnicas no sólo reducen el coste del sistema, sino que también aumentan su fiabilidad, y presentan las ventajas de una gran precisión de seguimiento, una configuración flexible de los componentes, una instalación sencilla y un funcionamiento y mantenimiento rápidos, pero, al mismo tiempo, tiene las desventajas de una calidad de generación de energía ligeramente deficiente y un coste elevado.

Se utiliza principalmente en la generación de energía distribuida a pequeña escala en hogares, en centrales eléctricas sobre tejados industriales y comerciales de tamaño pequeño y mediano, etc., y también puede aplicarse en sistemas centralizados de generación de energía fotovoltaica.

Principales componentes y funciones del inversor monofásico

Los productos del inversor string suelen incluir la placa principal, la placa de detección de fallos de arco, la placa DSP, la placa de potencia del inversor, la placa de potencia de refuerzo y la placa EMI.

• Placa base: La función principal de la placa base es recoger las señales internas del inversor, proporcionar alimentación interna y controlar la conexión con la red eléctrica.
• Placa de detección de fallos de arco: La función principal de la tarjeta de detección de fallos de arco es detectar e identificar el arco que se produce en la línea de entrada de CC del inversor.
• Tarjeta DSP: La función principal de la tarjeta DSP es proporcionar el control lógico del procesamiento de señales internas del inversor y diversas funciones de potencia y protección.
• Placa de potencia del inversor: La función principal de la tarjeta de alimentación del inversor es convertir la corriente continua en corriente alterna.
• Placa de potencia de refuerzo: La función principal de la tarjeta de potencia Boost boost es realizar un seguimiento de la potencia máxima de salida de los módulos fotovoltaicos y proporcionar una tensión continua constante para el circuito inversor.
• Placa EMI: La función principal de la tarjeta EMI es suprimir las interferencias electromagnéticas del inversor con la red eléctrica externa y el entorno, y evitar los rayos externos, las sobretensiones y otras interferencias o daños en el inversor.

Ventajas y desventajas del inversor monofásico

Ventajas del inversor monofásico

(1) No se ve afectado por las diferencias de módulos entre strings y sombras, y al mismo tiempo reduce el desajuste entre el punto de funcionamiento óptimo del módulo de células fotovoltaicas y el inversor, y maximiza la generación de energía;

(2) El rango de tensión MPPT es amplio, y la configuración de los componentes es más flexible; en días nublados y lluviosos, en zonas con mucha niebla, el tiempo de generación de energía es largo;

(3) Tamaño reducido, poco espacio ocupado, sin necesidad de una sala de ordenadores dedicada e instalación flexible;

(4) Baja potencia de autoconsumo y pequeño impacto de fallo.

Desventajas del inversor monofásico

(1) El espacio libre eléctrico de los dispositivos de potencia es pequeño, lo que no es adecuado para zonas de gran altitud; hay muchos componentes, integrados entre sí, y la estabilidad es ligeramente deficiente;

(2) La instalación en exteriores y la exposición al viento y al sol pueden provocar fácilmente el envejecimiento de la carcasa y el disipador de calor;

(3) El número de inversores es grande, la tasa total de fallos aumentará y la supervisión del sistema es difícil;

(4) Sin el diseño del transformador de aislamiento, la seguridad eléctrica es ligeramente peor, y no es adecuado para el sistema de puesta a tierra negativa del módulo de capa fina.

Tendencia de desarrollo de los inversores monofásicos

1.La potencia autónoma del inversor monofásico es cada vez mayor

La potencia única de un inversor de cadena suele ser inferior a 100 kW. En la fase inicial del desarrollo industrial, los inversores monofásicos de menor potencia suelen ser la opción dominante. Sin embargo, con el desarrollo de los módulos de potencia y otras tecnologías, las empresas líderes del mercado han empezado a desarrollar y lanzar inversores monofásicos con mayor potencia autónoma.

Cuando la potencia de una sola máquina aumenta continuamente, el inversor de cadena no sólo puede desempeñar sus ventajas, como la gran capacidad MPPT, la amplia gama de voltaje de seguimiento de potencia máxima, la configuración flexible de los componentes, el largo tiempo de generación de energía, y se puede instalar directamente al aire libre;

También puede compensar en cierta medida la falta de inversores centrales relativos, como la baja potencia unitaria. En la actualidad, muchas centrales eléctricas terrestres a gran escala y otros sistemas centralizados de generación de energía fotovoltaica han empezado a utilizar inversores monofásicos. En el futuro, también aumentará la potencia unitaria del inversor de cadenas en las centrales fotovoltaicas industriales y comerciales sobre tejado y en suelo.

2.Aplicaciones inteligentes diversificadas y expansión

Con la mejora continua de la tecnología, el inversor no sólo asume la función de convertir la corriente continua en alterna, sino que también debe cumplir requisitos de aplicación más inteligentes, como la adquisición de datos y la interacción manual.

El inversor fotovoltaico puede detectar, registrar y cargar diversa información sobre fallos, como tensión de red excesiva y tensión de red baja en la red y en el sistema fotovoltaico, frecuencia de red demasiado alta, frecuencia de red demasiado baja, tensión de red desequilibrada, tensión de CC superior a la norma, sobrecarga del inversor fotovoltaico conectado a la red, sobretemperatura del inversor fotovoltaico conectado a la red, fallo del DSP, fallo de comunicación, fallo de aislamiento, protección contra fugas, etc, El inversor fotovoltaico puede registrar la protección contra arcos de CC y la protección contra el exceso de la tasa de distorsión de la tensión, etc., y cargarlas en dispositivos supervisados por el usuario, como teléfonos móviles y ordenadores.

Dado que el inversor de string se ha utilizado ampliamente en sistemas de generación de energía fotovoltaica distribuida, incluyendo sistemas domésticos de almacenamiento de energíaEn los últimos años, los usuarios de sistemas de generación de energía inteligentes, los tejados industriales y comerciales y los proyectos fotovoltaicos de mitigación de la pobreza y otros proyectos de generación de energía pequeños y medianos, tienen una gran demanda de sistemas de generación de energía inteligentes, y los inversores con mayores funciones de recopilación de datos, gestión y supervisión están destinados a ser una tendencia de desarrollo importante.

La fotovoltaica batería del inversor también puede proporcionar interfaces funcionales más diversificadas, como interfaces de almacenamiento de energía en batería para el sistema de generación de energía fotovoltaica. El sistema de almacenamiento de energía puede utilizarse para almacenar el exceso de potencia generada por el sistema fotovoltaico, y la batería de almacenamiento de energía puede consumirse en caso de corte de suministro o de picos en el precio de la electricidad.

El inversor conectado a la red con función de almacenamiento de energía fotovoltaica puede configurar de forma automática y óptima la energía eléctrica en función del periodo de tiempo comprendido entre el periodo punta de consumo eléctrico y el periodo valle de consumo eléctrico en la red. Durante las horas punta de consumo eléctrico, el inversor cambia entre el modo de generación de energía fotovoltaica o el de suministro de energía de la batería para suministrar electricidad a los usuarios;

Durante el periodo de bajo consumo, el inversor cambia el método de carga de la red eléctrica o de la red a la batería de almacenamiento de energía, con el fin de realizar las funciones de afeitar picos y llenar valles y reducir la carga de la red, con el fin de realizar la configuración óptima de la energía eléctrica y mejorar los ingresos del usuario.