太陽光発電インバータの開発動向

インバータは太陽光発電システムの頭脳であり心臓です。太陽光発電のプロセスにおいて、太陽電池アレイによって生成される電力は直流電力です。しかし、多くの負荷はAC電源を必要とし、DC電源システムには大きな制限があり、電圧を変換するのが不便です。 、負荷の適用範囲も限られており、特殊な電力負荷を除き、DC 電力を AC 電力に変換するためにインバータが必要です。太陽光インバータは、太陽光発電モジュールで発電した直流を交流に変換し、地域の負荷や系統に送電する太陽光発電システムの心臓部であり、関連する保護機能を備えたパワーエレクトロニクス機器です。
ソーラーインバーターは、主にパワーモジュール、制御回路基板、サーキットブレーカー、フィルター、リアクトル、変圧器、コンタクター、キャビネットで構成されています。生産プロセスには、電子部品の前処理、完全な機械の組み立て、テスト、完全な機械のパッケージングが含まれます。その発展はパワーエレクトロニクス技術、半導体デバイス技術、最新の制御技術の発展に依存しています。

太陽光発電用パワーコンディショナにとって、電源の変換効率の向上は永遠のテーマですが、システムの効率が100％に近くなり、ますます高効率化が進むと、さらなる効率向上は低コストを伴います。したがって、高い効率を維持しつつ、価格競争力をいかに維持するかが当面の重要な課題となる。
太陽光発電システムでは、インバータの効率向上に比べて、インバータシステム全体の効率をいかに向上させるかが重要な課題となりつつあります。太陽電池アレイでは、局所的に2%～3%の影領域が現れる場合、MPPT機能を使用するインバータの場合、出力電力が悪い場合、このときのシステムの出力電力が20%程度低下する場合もあります。 。このような状況によりよく適応するには、単一または部分的な太陽電池モジュールに対して 1 対 1 の MPPT または複数の MPPT 制御機能を使用することが非常に効果的な方法です。

インバータ システムは系統連系運転状態にあるため、システムから地面への漏電は重大な安全上の問題を引き起こします。さらに、システムの効率を向上させるために、ほとんどの太陽電池アレイは直列に接続され、高い DC 出力電圧を形成します。電極間に異常が発生すると、直流アークが発生しやすくなります。直流電圧が高いため、アークを消すのは非常に難しく、火災が発生しやすくなります。太陽光インバータ システムの普及に伴い、システムのセキュリティの問題もインバータ技術の重要な部分となります。

さらに、電力システムはスマート グリッド技術の急速な開発と普及の先駆けとなっています。太陽エネルギーなどの多数の新エネルギー電力システムの系統接続は、スマート グリッド システムの安定性に新たな技術的課題をもたらします。より迅速、正確かつインテリジェントにスマートグリッドと互換性のあるインバーターシステムを設計することは、将来の太陽光発電インバーターシステムの必須条件となります。
一般に、インバータ技術の開発は、パワーエレクトロニクス技術、マイクロエレクトロニクス技術、および現代の制御理論の発展とともに発展します。時間の経過とともに、インバーター技術は高周波、高出力、高効率、小型化に向けて発展しています。