Efficacité des onduleurs - tirer le meilleur parti de la puissance
Dans le monde d'aujourd'hui, où l'on se préoccupe de l'énergie, l'efficacité est le mot d'ordre. L'onduleur est l'un des principaux acteurs de cette recherche d'efficacité énergétique. Il existe de nombreux types d'onduleurs, notamment onduleur de branche、onduleur centralisé et ainsi de suite.
Toutefois, la question demeure : quels sont les facteurs qui contribuent à l'apparition de la maladie ? efficacité de l'onduleuret comment pouvons-nous nous assurer que nous optimisons au maximum notre consommation d'énergie ?
La réponse à cette question n'est pas simple et nécessite de comprendre les subtilités du rendement des onduleurs. Parlons donc de ce sujet et découvrons les aspects complexes de l'efficacité des onduleurs.
Qu'est-ce que l'efficacité d'un onduleur ?
Le rendement d'un onduleur désigne le rapport entre la puissance de sortie et la puissance d'entrée d'un onduleur électrique. Un onduleur est un dispositif électronique qui convertit le courant continu (CC) en courant alternatif (CA). Le rendement de l'onduleur est un paramètre essentiel car il détermine la part de la puissance d'entrée qui est convertie en puissance de sortie utilisable tout en minimisant les pertes dans le processus de conversion.
Dans les applications pratiques, les onduleurs doivent fonctionner avec un rendement élevé afin de minimiser les pertes d'énergie et de maximiser les performances globales du système. Un rendement élevé signifie qu'une plus grande partie de la puissance d'entrée est convertie en puissance de sortie utilisable, ce qui réduit le gaspillage d'énergie et les coûts d'exploitation. Le rendement des onduleurs peut varier en fonction de facteurs tels que la conception de l'onduleur, ses conditions de charge, sa température de fonctionnement et la qualité des composants utilisés dans sa construction.
Le rendement des onduleurs est un élément important à prendre en compte lors de la sélection d'onduleurs pour diverses applications, telles que les systèmes d'énergie solaire, les alimentations sans interruption (ASI), les entraînements de moteurs et les groupes motopropulseurs de véhicules électriques.
Des onduleurs différents ont des rendements différents
Il convient de mentionner que, bien que onduleur c.c. vers c.a. sont courants, l'efficacité des onduleurs varie.
Dans la plupart des cas, des facteurs tels que la perte de puissance des composants internes de l'onduleur affecteront le rendement de conversion de l'onduleur, ce qui entraînera des changements dans le revenu de production d'électricité de la centrale photovoltaïque.
Prendre une Onduleur 500W Par exemple, à puissance égale, si un onduleur de haute qualité a un rendement de conversion supérieur de 1% à celui d'un onduleur ordinaire, en travaillant 4 heures par jour, l'onduleur de haute qualité peut produire près de 20 wattheures d'énergie en plus par jour. Si de l'électricité est produite, près de 7,3 kilowattheures supplémentaires peuvent être générés en un an, et 73 kilowattheures supplémentaires peuvent être générés en dix ans, ce qui améliore considérablement les revenus des utilisateurs en matière de production d'électricité.
Comment choisir des produits à haut rendement parmi de nombreux onduleurs pour maximiser la capacité de production des centrales photovoltaïques ? Ces dernières années, micro-onduleurs ont fait l'objet d'une grande attention en raison de l'efficacité élevée de l'onduleur.
Si l'on prend l'exemple du micro-onduleur, en termes d'efficacité de conversion, le système de micro-onduleur adopte une conception de circuit entièrement parallèle, qui peut inverser la puissance DC de chaque composant en puissance AC et l'intégrer ensuite dans le réseau, en minimisant la perte d'énergie au cours du processus d'inversion. .
En revanche, la technologie MPPT au niveau du module micro-inverse suit le point de puissance maximale de chaque module photovoltaïque séparément. Cela signifie que si un certain module photovoltaïque fonctionne mal, cela n'affectera pas les autres modules photovoltaïques.
Par exemple, dans l'ensemble du système photovoltaïque, un module est bloqué par 50% de la lumière du soleil. À ce moment-là, le point de puissance maximale suit le contrôle des autres modules. Les machines continueront à maintenir leur productivité et leur efficacité maximales.
Facteurs affectant l'efficacité de l'onduleur
Les pertes ont toujours été le facteur le plus important affectant l'efficacité des onduleurs. Les principales pertes de l'onduleur proviennent des tubes de commutation de puissance tels que les IGBT et les MOSFET, ainsi que des dispositifs magnétiques tels que les transformateurs et les inductances. Les pertes sont liées au courant et à la tension des composants et au processus des matériaux sélectionnés.
Les pertes de l'IGBT comprennent principalement les pertes de conduction et les pertes de commutation. La perte de conduction est liée à la résistance interne du dispositif et au courant qui passe. La perte de commutation est liée à la fréquence de commutation de l'appareil et à la tension continue à laquelle l'appareil résiste.
En outre, certains facteurs externes affectent l'efficacité de l'onduleur：
1) Variations de tension : Au cours du processus de production d'électricité, la tension de sortie du panneau solaire peut varier en raison de l'éclairage, de la température et d'autres conditions, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité de l'onduleur solaire.
2) Perte de circuit : Les fils et les composants électroniques du circuit génèrent de la chaleur en raison de la résistance, ce qui entraîne une certaine perte d'énergie et affecte l'efficacité de l'onduleur.
3) Conditions du réseau : Lorsque l'onduleur solaire est connecté au réseau, les différences de tension, de fréquence et de forme d'onde du réseau affectent l'efficacité de l'onduleur.
4) Adaptation de l'équipement : la puissance, la tension et les autres paramètres du panneau solaire et de l'onduleur doivent correspondre, sinon l'efficacité de l'onduleur sera affectée.
Comment améliorer l'efficacité de l'onduleur ?
Il existe actuellement trois moyens techniques d'améliorer l'efficacité des onduleurs dans la plupart des cas fabricants d'onduleurs:
La première consiste à utiliser des méthodes de contrôle telles que la modulation de largeur d'impulsion à vecteur spatial pour réduire les pertes ; la deuxième consiste à utiliser des composants en carbure de silicium pour réduire la résistance interne des dispositifs de puissance ; la troisième consiste à utiliser une topologie électrique plate à trois niveaux, à cinq niveaux et à d'autres niveaux multiples, ainsi qu'une technologie de commutation douce pour réduire la tension dans le dispositif de puissance et réduire la fréquence de commutation du dispositif de puissance.
Modulation de largeur d'impulsion à vecteur spatial de tension (SVPWM)
Il s'agit d'une méthode de contrôle entièrement numérique qui présente les avantages d'une utilisation élevée de la tension continue et d'un contrôle facile, et qui est largement utilisée dans les onduleurs. Le taux d'utilisation de la tension CC est élevé et une tension de bus CC plus faible peut être utilisée pour la même tension de sortie, ce qui réduit la tension du dispositif de commutation de puissance, la perte de commutation sur le dispositif est plus faible et l'efficacité de conversion de l'onduleur est améliorée dans une certaine mesure.
Composants utilisant des matériaux en carbure de silicium
La résistance par unité de surface des dispositifs en carbure de silicium ne représente qu'un pour cent de celle des dispositifs en silicium.
La technologie du carbure de silicium peut réduire efficacement le courant de récupération inverse de la diode, réduisant ainsi les pertes de commutation sur le dispositif de puissance, et la capacité de courant requise par l'interrupteur principal peut également être réduite en conséquence. Par conséquent, l'utilisation de diodes en carbure de silicium comme diodes antiparallèles de l'interrupteur principal est un moyen d'améliorer l'efficacité de l'onduleur.
Commutation douce et technologie multiniveau
La technologie de commutation douce utilise le principe de la résonance pour faire varier le courant ou la tension dans le dispositif de commutation de manière sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale. Lorsque le courant passe naturellement par zéro, l'appareil est mis hors tension ; lorsque la tension passe naturellement par zéro, l'appareil est mis sous tension. Cela réduit les pertes de commutation et résout grandement les problèmes tels que l'arrêt inductif et la mise en marche capacitive.
Lorsque la tension aux bornes du tube de commutation ou le courant traversant le tube de commutation est nul, il est activé ou désactivé, de sorte qu'il n'y a pas de perte de commutation dans le tube de commutation. Pour un même contenu harmonique de sortie, l'onduleur à trois niveaux peut utiliser une fréquence de commutation plus basse que la structure à deux niveaux, la perte de commutation du dispositif est plus faible et l'efficacité de conversion de l'onduleur est améliorée.
