Zusammenfassung: Die Effizienz von Solarwechselrichtern bezieht sich auf den wachsenden Markt für Solarwechselrichter (photoelektrische Wechselrichter) aufgrund d...
Die Effizienz von Solarwechselrichtern bezieht sich auf den wachsenden Markt für Solarwechselrichter (photoelektrische Wechselrichter) aufgrund der Nachfrage nach erneuerbarer Energie. Diese Wechselrichter erfordern einen extrem hohen Wirkungsgrad und eine extrem hohe Zuverlässigkeit. Die in diesen Wechselrichtern verwendeten Stromkreise wurden untersucht und die beste Wahl für Schalt- und Gleichrichtergeräte empfohlen. Der allgemeine Aufbau des Photovoltaik-Wechselrichters ist in Abbildung 1 dargestellt. Es stehen drei verschiedene Wechselrichter zur Auswahl. Sonnenlicht scheint auf die in Reihe geschalteten Solarmodule und jedes Modul enthält einen Satz in Reihe geschalteter Solarzelleneinheiten. Die von Solarmodulen erzeugte Gleichspannung (DC) liegt in der Größenordnung von Hunderten Volt, und der spezifische Wert hängt von den Lichtverhältnissen des Modularrays, der Temperatur der Batterie und der Anzahl der in Reihe geschalteten Module ab.
Die Hauptfunktion dieses Wechselrichtertyps besteht darin, die Eingangsgleichspannung in einen stabilen Wert umzuwandeln. Diese Funktion wird durch einen Boost-Konverter implementiert und erfordert einen Boost-Schalter und eine Boost-Diode. In der ersten Struktur befindet sich nach der Boost-Stufe ein isolierter Vollbrückenkonverter. Die Aufgabe des Vollbrückentransformators besteht darin, für Isolierung zu sorgen. Der zweite Vollbrückenwandler am Ausgang dient zur Umwandlung des DC-DC des Vollbrückenwandlers der ersten Stufe in Wechselstromspannung (AC). Sein Ausgang wird gefiltert, bevor er über einen zusätzlichen Zweikontakt-Relaisschalter an das Wechselstromnetz angeschlossen wird
Ziel ist die sichere Isolierung im Fehlerfall und die Isolierung vom Stromnetz in der Nacht. Die zweite Struktur ist eine nicht isolierte Lösung. Unter diesen wird die Wechselspannung direkt durch die von der Boosterstufe ausgegebene Gleichspannung erzeugt. Die dritte Struktur nutzt die innovative topologische Struktur von Leistungsschaltern und Leistungsdioden, um die Funktionen der Boost- und Wechselstromerzeugung in eine dedizierte Topologie zu integrieren. Obwohl der Umwandlungswirkungsgrad von Solarmodulen sehr gering ist, ist der Wirkungsgrad des Wechselrichters so hoch wie möglich. Nahe 100% sind sehr wichtig. In Deutschland sollen die auf dem Süddach installierten Module der 3-kW-Serie 2550 kWh pro Jahr erzeugen. Wird der Wechselrichterwirkungsgrad von 95 % auf 96 % gesteigert, können jährlich zusätzlich 25 kWh erzeugt werden. Die Kosten für den Einsatz zusätzlicher Solarmodule zur Erzeugung der 25 kWh entsprechen dem Hinzufügen eines Wechselrichters. Da sich die Kosten des Wechselrichters durch eine Steigerung des Wirkungsgrads von 95 % auf 96 % nicht verdoppeln, ist die Investition in einen effizienteren Wechselrichter eine unvermeidliche Entscheidung. Bei neuen Designs ist die kostengünstigste Verbesserung der Wechselrichtereffizienz ein zentrales Designkriterium. Was die Zuverlässigkeit und die Kosten des Wechselrichters betrifft, gibt es zwei weitere Designkriterien. Ein höherer Wirkungsgrad kann Temperaturschwankungen während des Lastzyklus reduzieren und dadurch die Zuverlässigkeit verbessern, sodass diese Kriterien tatsächlich miteinander zusammenhängen. Der Einsatz von Modulen wird auch die Zuverlässigkeit verbessern.
