Électronique de puissance au niveau des modules - innovations clés et tendances émergentes
Actuellement, onduleurs de branche sont toujours la solution technique la plus répandue dans les systèmes distribués, mais il y a toujours deux problèmes majeurs dans les opérations photovoltaïques dans ce scénario. D'une part, étant donné que la tension continue du jeu de barres après la connexion en série de plusieurs composants peut atteindre 600V~1500V, il existe de grands risques en matière d'exploitation et de maintenance, de lutte contre l'incendie, etc. D'autre part, l'efficacité de la production d'énergie de l'ensemble du système sera inévitablement affectée par des facteurs tels que l'ombrage d'un seul composant.
Pour résoudre ce problème, le MLPE est apparu comme la solution idéale. Électronique de puissance au niveau du module améliore efficacement la sécurité et l'efficacité de la production d'énergie des systèmes photovoltaïques en contrôlant les composants individuels (environ 15% de plus que les méthodes traditionnelles), et est de plus en plus incorporé dans les systèmes de gestion de l'énergie. PV distribué.
Table des matières
Qu'est-ce que l'électronique de puissance au niveau du module ?
L'électronique de puissance au niveau du module fait référence à l'équipement électronique de puissance qui peut effectuer un contrôle précis d'un ou de plusieurs modules photovoltaïques dans un système solaire photovoltaïque. Elle met principalement en œuvre des fonctions telles que l'inversion, la surveillance, l'optimisation de la puissance et l'arrêt, et exécute des fonctions sur les modules photovoltaïques. Contrôle fin. La série de produits existante comprend trois solutions : le micro-onduleur, l'optimiseur et la coupure au niveau des composants.
Il existe deux voies principales pour accéder à la technologie de l'électronique de puissance au niveau du module :
1) Remplacer directement l'onduleur de branche par un onduleur de type micro-onduleur. La tension continue du système est généralement inférieure à 80 V. Il présente une sécurité et une efficacité de production d'énergie maximales, un faible encombrement et une grande souplesse d'installation. Le coût par watt est d'environ 0,5~1,8 yuan/W, ce qui permet de contrôler les coûts. Les systèmes distribués de petite et moyenne taille qui sont insensibles et ont des exigences élevées en matière de sécurité et de production d'énergie ;
2) Configurer un optimiseur/dispositif d'arrêt pour chaque composant de la chaîne photovoltaïque afin de réaliser un arrêt rapide au niveau du composant, d'éliminer la haute tension continue dans les situations critiques et de réduire les risques liés à l'exploitation et à la maintenance ; en même temps, la puissance du composant peut être ajustée en temps réel, améliorant ainsi l'efficacité globale de la production d'énergie. Le coût par watt est d'environ 0,35 yuan/W, et au fur et à mesure que la capacité du système augmente, le coût par watt diminue progressivement, de sorte qu'il présente plus d'avantages pour les systèmes de moyenne et grande taille.
Avantages des solutions d'électronique de puissance au niveau des modules
- Éliminer les risques pour la sécurité
La croissance rapide de l'électronique de puissance au niveau des modules est due aux exigences politiques croissantes en matière de sécurité des systèmes de production d'énergie photovoltaïque. L'augmentation de la proportion de systèmes photovoltaïques distribués a entraîné des problèmes de sécurité fréquents, et la sécurité est inévitablement devenue un facteur systémique que les gouvernements locaux et les utilisateurs doivent prendre en considération. La tension continue cumulée de l'ensemble des chaînes photovoltaïques peut atteindre une tension élevée de 600V~1500V, ce qui entraîne deux risques majeurs pour la sécurité : "En réponse à ce type de risque, de nombreux pays dans le monde ont successivement promulgué des réglementations ou des normes obligatoires, exigeant que les tensions des composants soient réduites à une plage sûre dans un court laps de temps. Les États-Unis ont été le premier pays à proposer le concept d'arrêt au niveau des composants et à mettre en œuvre les réglementations obligatoires correspondantes. Par la suite, le Canada, l'Allemagne, le Mexique, l'Australie et d'autres pays ont successivement introduit des politiques et des réglementations. Les solutions d'électronique de puissance au niveau du module deviendront progressivement la norme pour les systèmes photovoltaïques distribués à l'échelle mondiale. - Améliorer l'efficacité de la production d'électricité du système
Pour les systèmes photovoltaïques utilisant des onduleurs centralisés ou en chaîne, dès qu'un module provoque une baisse de puissance en raison d'une panne, d'un ombrage, etc., la puissance de sortie de toute la chaîne de modules est réduite. Étant donné que l'électronique de puissance au niveau du module permet d'affiner l'ajustement de la puissance de sortie au niveau des composants, il est possible d'obtenir une production d'énergie plus élevée et d'allonger la durée de production d'énergie même dans de mauvaises conditions d'éclairage. D'après les calculs des entreprises concernées, dans les mêmes conditions, par rapport aux systèmes d'onduleurs traditionnels, les systèmes utilisant l'électronique de puissance au niveau du module peuvent augmenter la production d'énergie de 5-25%.
- Un contrôle intelligent et précis
Un autre avantage majeur de l'électronique de puissance au niveau du module est la surveillance précise des composants individuels. Dans les scénarios d'onduleurs centralisés et de chaînes, lorsqu'un composant tombe en panne, le personnel d'exploitation et de maintenance doit effectuer des inspections à grande échelle pour localiser le composant défectueux, ce qui prend beaucoup de temps. Les produits actuels d'électronique de puissance au niveau du module permettent un positionnement rapide au niveau du composant grâce à des systèmes de surveillance à distance, ce qui peut minimiser le temps d'arrêt des systèmes photovoltaïques et améliorer considérablement l'efficacité de l'exploitation et de la maintenance. - Expansion souple, fonctionnement et entretien peu coûteux
Les systèmes photovoltaïques distribués sont principalement installés sur les toits des bâtiments résidentiels, industriels et commerciaux. La longueur, la spécification et l'orientation des branches sont relativement flexibles, et la capacité d'un seul ménage varie également beaucoup. Les avantages de l'électronique de puissance au niveau du module, tels que la "conception modulaire et le plug-and-play", peuvent être pleinement exploités. Le système peut être installé dans un espace restreint, s'adapter à différents sens et angles d'installation et abaisser le seuil d'installation et d'expansion. Au cours du processus d'exploitation et de maintenance, l'électronique de puissance au niveau du module étant indépendante et connectée au réseau en parallèle, un seul onduleur peut être remplacé et réparé sans interrompre l'ensemble de l'installation. système photovoltaïque.
Scénarios d'application de la technologie de l'électronique de puissance au niveau du module
- Photovoltaïque en toiture : pour les systèmes photovoltaïques en toiture, où il y a généralement des ombres ou un éclairage irrégulier, la technologie de l'électronique de puissance au niveau du module peut maximiser l'efficacité de la production d'énergie des modules photovoltaïques.
- Terrains complexes : Sur les terrains complexes, la technologie MLPE peut mieux s'adapter aux modules photovoltaïques de différentes pentes et orientations, ce qui améliore l'efficacité de la production d'électricité de l'ensemble du système.
Maintenance des centrales photovoltaïques : Pour les grandes centrales photovoltaïques, les fonctions d'isolation des défauts et de surveillance en temps réel de la technologie MLPE permettent de réduire les coûts de maintenance et d'améliorer l'efficacité de l'exploitation et de la maintenance.
- Surveillance au niveau du module : La technologie MLPE permet de contrôler les données de chaque module photovoltaïque afin de faciliter la gestion de l'exploitation du système et l'optimisation des performances.
- Endroits où les exigences en matière de sécurité sont élevées : Dans certains lieux soumis à des exigences de sécurité élevées en matière de tension et de courant, tels que les écoles, les hôpitaux, etc., la technologie MLPE peut fournir des solutions de production d'énergie photovoltaïque plus sûres et plus fiables.
Tendances de l'industrie de l'électronique de puissance au niveau des modules
- Le "courant élevé" et la "puissance élevée" offrent des avantages en termes de rentabilité
L'innovation technologique entraîne directement une amélioration substantielle des performances des produits. La mise à niveau des nouveaux circuits de topologie d'amplification du courant continu et des algorithmes de contrôle logiciel favorise le développement de produits "one-to-n" et permet une entrée de courant importante. La technologie "one-to-N" connecte un micro-onduleur unique à plusieurs composants photovoltaïques. Tout en garantissant que chaque composant réalise la conversion AC-DC grâce à une entrée indépendante, elle réutilise également certains dispositifs (transformateurs, bornes AC, etc.) afin de réduire globalement le coût du micro-onduleur. Le coût par watt de l'onduleur permet d'améliorer la performance du coût du produit. À mesure que la puissance des modules photovoltaïques augmente, la puissance de sortie nominale des onduleurs électroniques de puissance au niveau du module continue également d'augmenter. L'augmentation de la puissance d'un seul module améliore la compatibilité des produits, ce qui conduit directement à l'élargissement des scénarios d'application et du champ d'application des produits MLPE, et accélère la pénétration continue du produit.
- Le "courant élevé" et la "puissance élevée" offrent des avantages en termes de rentabilité
- L'"intelligence" améliore considérablement l'efficacité du fonctionnement et de l'entretien
L'application intelligente du MLPE peut surveiller avec précision les composants individuels en temps réel. Grâce à l'intégration plus poussée de la technologie intelligente, lorsque le système tombe en panne, le personnel d'exploitation et de maintenance n'a plus qu'à le localiser rapidement grâce à l'interface de surveillance au niveau des composants et à effectuer des opérations à distance pour résoudre le problème. L'ensemble du processus permet une gestion intelligente, une amélioration continue de l'efficacité de l'exploitation et de la maintenance, et garantit la sécurité du système de bout en bout. - "L'intégration pourrait devenir une tendance de développement à moyen et long terme
À moyen et long terme, afin de réduire la demande de matières premières et de composants, ainsi que les coûts d'assemblage, d'intégration, d'exploitation et de maintenance, l'intégration directe de composants électroniques de puissance dans les modules photovoltaïques est devenue une nouvelle possibilité. À en juger par la dynamique actuelle du marché, l'intégration des MLPE et des composants pourrait devenir une tendance dominante du développement de produits à l'avenir.
Miel
Bonjour, je suis Honey. Que vous souhaitiez utiliser des piles au lithium pour votre prochain projet de bricolage ou que vous travailliez dans le domaine des énergies renouvelables, mon blog est une ressource inestimable qui peut vous aider à vous tenir au courant des derniers développements dans ce domaine qui évolue rapidement.
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