Инвертер је уређај који претвара једносмерну струју из фотонапонског система за производњу енергије у наизменичну струју. Излазна снага инвертера обично долази у различитим капацитетима, као што су 5 кВ, 50 кВ, 500 кВ, итд. Количина фотонапонских модула се одређује на основу капацитета инвертора. На пример, претварач од 1 кВ може да повеже 6-8 фотонапонске панеле од око 100 вати, а ова комбинација може да постигне максимално коришћење енергије. Слично, за фотонапонски систем од 350 кВ, обично су потребни 5-7 претварачи; Под претпоставком да користимо сваки претварач са називном снагом од 50 кВ, требало би нам најмање 7 претварача да бисмо постигли производњу енергије од 350 кВ. Такође треба да размотримо однос између броја инвертера и радне ефикасности, као и степена тежине оператера и техничара за ове уређаје. Премало претварача може лако довести до кварова у једној тачки, док превише претварача такође може узроковати потешкоће у одржавању и високе трошкове.
Фотонапонски претварачи се могу класификовати у следеће типове према различитим методама класификације:
Инвертер ван мреже:познат и као независни претварач. Може независно да снабдева струју без утицаја електричне мреже или других извора. Користећи се у независним системима, фотонапонски низ пуни батерију, а претварач користи једносмерни напон батерије као извор енергије.
Мрежни претварач:Инвертори повезани на мрежу могу да обезбеде напајање наизменичном струјом од уређаја за складиштење до АЦ оптерећења и обезбеде додатну снагу за мрежу. Излазни напон претварача може се вратити на комерцијални извор напајања наизменичном струјом, тако да излазни синусни талас треба да буде у истој фази, фреквенцији и напону као и извор напајања.
Двоструки вршни претварач:такође познат као инвертер резервне батерије. Специјални претварач који користи батерију као извор напајања, заједно са пуњачем за пуњење батерије. Ако има превише енергије, она ће се напунити до извора напајања наизменичном струјом. Двоструки вршни претварачи могу да раде и као инвертори повезани на мрежу и ван мреже.
Инвертер извора напона (ВСИ):Улаз претварача је извор константног једносмерног напона. Погодно за прилике које захтевају стабилан излаз напона, као што је моторни погон.
Инвертер струје (ЦСИ):Улаз претварача је извор константне једносмерне струје. Погодан за ситуације са великим променама оптерећења, може да обезбеди стабилан струјни излаз.
Једнофазни претварач:претвара једносмерни улаз у једнофазни излаз. Излазни напон и струја једнофазног претварача имају само једну фазу, са називном фреквенцијом од 50Хз или 60Хз. Обично се користи у сценаријима малог оптерећења као што су кућни апарати и мали уређаји.
Трофазни претварач:претвара једносмерну струју у трофазно напајање. Трофазно напајање обезбеђује три укрштане и равномерно раздвојене наизменичне струје. Сва три таласа генерисана на излазном крају имају исту амплитуду и фреквенцију. Погодно за апликације са великим оптерећењем као што су индустријска опрема и велики мотори.
Линијски комутирани претварач:Линијски напон струјног кола инвертера може се добити преко уређаја. Када струја у СЦР-у доживи нулте карактеристике, уређај се искључује. Погодно за ситуације које захтевају прецизну контролу струје.
Инвертер са принудном комутацијом:У овој врсти комутације неће бити нулте тачке у напајању. Због тога су потребни неки спољни ресурси за исправљање уређаја. Погодно за ситуације које захтевају спољну контролу.
Серијски претварач:Оптерећење је директно повезано серијски са напајањем једносмерне струје уз помоћ тиристора. Погодно за ситуације где је потребно директно серијско повезивање терета.
Паралелни претварач:Провођење и искључивање тиристора контролишу комутациони кондензатори који су повезани између њих. У радном стању, кондензатор је повезан паралелно са оптерећењем преко трансформатора. Погодно за ситуације где су потребна паралелна оптерећења.
Полумостни инвертер:за рад су потребна два електронска прекидача. Прекидачи могу бити МОСФЕТ, ИЈБТ, БЈТ или тиристори. Погодно за апликације мале и средње снаге.
Пуни мостни претварач:Једнофазни инвертер са пуним мостом има четири контролисана прекидача који се користе за контролу правца струјног тока у оптерећењу. Овај мост има 4 повратне диоде које могу повратити енергију ускладиштену у оптерећењу до извора напајања. Погодно за апликације велике снаге.
Трофазни мостни инвертер:Индустријска и друга тешка оптерећења захтевају трофазно напајање.
Инвертер квадратног таласа:Најједноставнији претварач који претвара једносмерну струју у наизменичну струју, али излазни таласни облик није чисти синусни талас, већ има само квадратни талас на излазном крају.
Квази синусни инвертор:модификовани синусни инвертор са степенастим синусним таласима.
Чисти синусни инвертер:Чисти синусни претварач претвара једносмерну струју у скоро чисту синусну наизменичну струју, а излазни таласни облик је много глаткији од инвертера квадратног таласа и квази синусног таласа.
Двостепени претварач:Двостепени претварач има два излазна нивоа, са наизменичним позитивним и негативним излазним напонима на основној фреквенцији.
Вишестепени претварач:Вишестепени претварач претвара једносмерни сигнал у вишестепени таласни облик, а излазни таласни облик вишестепеног претварача није директно позитиван и негативан наизменични, већ наизменични на више нивоа.
Ако се класификују према начину повезивања између фотонапонских модула и инвертера, могу се поделити на централизоване инверторе и струне инверторе.
Поређење три главна типа претварача
| Пројекат | Централизовани инвертер | Стринг инвертер | Микро инвертер |
| Централизована електрана великих размера | Применљиво | Применљиво | Неприменљиво |
| Дистрибуирана велика индустријска и комерцијална електрана на крову | Применљиво | Применљиво | Неприменљиво |
| Дистрибуиране мале и средње индустријске и комерцијалне кровне електране | Неприменљиво | Применљиво | Применљиво |
| Дистрибуирана кровна електрана за употребу у домаћинству | Неприменљиво | Применљиво | Применљиво |
| Праћење максималне снаге одговара броју компоненти | Велики број жица | 1-4 скупова низова | Сингле стринг |
| Опсег напона за праћење максималне снаге | Уско | Широко | Широко |
| Ефикасност производње електричне енергије система | генерал | Високо | Највиша |
| Заузимање инсталацијског земљишта | Потребна је независна компјутерска соба | Нема потребе | Нема потребе |
| Инсталација на отвореном | Није дозвољено | Дозвољено | Дозвољено |
| Одржавање | генерал | Лако одржавање | Тешко за одржавање |
| Упоредите пројекте | 80КВ струјни инвертер | 500КВ централизовани инвертер |
| Комбинаторска кутија | Нема потребе за комбинованом кутијом, ДЦ улаз је подељен на сваки низ | Потребно је 12 комбинатора за централизовану конвергенцију |
| ДЦ ожичење | Једноставно ожичење на ДЦ страни, дистрибуирана мрежна веза на лицу места; Кратак ДЦ кабл, ниска цена | Ожичење на страни једносмерне струје је релативно сложено и има велику удаљеност. Ако је потребно, потребно је уградити више нивоа сабирница, што резултира релативно високим трошковима |
| АЦ ожичење | Удаљеност прикључка бочног кабла наизменичне струје је дуга, а сваки претварач захтева прекидач наизменичне струје, који се може повезати на мрежу локално или путем АЦ конвергенције | Удаљеност од стране наизменичне струје до трансформатора је веома кратка, губитак линије је мали, а ожичење наизменичне струје је једноставно и исплативо |
| Излазни напон | Излаз трофазни АЦ 400В, може се повезати на ДЦ нисконапонску мрежу без потребе за изолационим трансформаторима | Излаз трофазни АЦ 315В, прикључак на мрежу захтева додатак 400В изолационог трансформатора |
| Ниво заштите | Степен заштите ИП65, може се инсталирати на отвореном и може се инсталирати у близини око компоненти. | Степен заштите је ИП20, уграђен у затвореном простору или на отвореном |
| Метода хлађења | Интелигентно ваздушно хлађење | Принудно хлађење ваздуха захтева ваздушне канале високог протока |
| Распон радног напона | МППТ напон широког опсега, 200-850В, способан да производи електричну енергију чак и при слабом осветљењу, као што су кишни дани | Опсег МППТ је 500-820В, а опсег производње енергије је релативно узак |
| Ефикасност | Највећа ефикасност је 99%, а свеобухватна ефикасност је 98,65% | Максимална ефикасност трансформатора без изолације је 98.0%, са свеобухватном ефикасношћу од 97,5%. Максимална ефикасност трансформатора са изолацијом је 97.0%, са свеобухватном ефикасношћу од 96,5% |
| Повер Куалити | ТХД за једну јединицу<3%, total THD of 20 units together exceeds 5%. No isolation transformer, high DC component | Сингле ТХД<3%, parallel connection of two units is about 3%, and there is no DC component when an isolation transformer is added |
| Регулација електричне мреже | Садржи низак напон, подешавање фактора снаге и снимање кварова на електричној мрежи | Постоји функција ниског напона, а електрична мрежа може подесити фактор снаге. Функције активне и реактивне снаге су релативно слабе |
| МППТ канали | 1 инвертер са 6 МППТ канала, 1МВ пројекат са 72 МППТ канала, има предности у више углова | Два МППТ канала генеришу велику снагу у равним и неометаним подручјима |
| Сигурност | Без ДЦ прекидача и АЦ прекидача, сигурност је мало инфериорнија | Постоје ДЦ прекидачи и АЦ прекидачи који се могу искључити у складу са различитим условима квара, уз добру сигурност |
| Број | Капацитет система | Избор претварача | Опис |
| 1 | Испод 400КВ | Стринг инвертер | За системе испод 400кв, разлика у трошковима између инвертера на низу и централизованих претварача није значајна, али струјни претварачи генеришу 5% до 10% више електричне енергије |
| 2 | 400КВ до 2МВ | Стринг инвертер | За системе између 400КВ и 2МВ, цена жичаних инвертера је 5% већа од централизованих претварача, али је производња електричне енергије жичаних инвертера 5% до 10% већа. Укупан приход система инвертера са струнама је добар |
| 3 | 2МВ до 6МВ | Централизовани претварачи се користе за земаљске електране са равномерном сунчевом светлошћу, а инвертори типа низа се користе за кровове | Изаберите према стварном месту инсталације |
| 4 | Изнад 6МВ | Централизовани инвертер | Централизовани претварачи могу испунити захтеве електричне мреже |
Централизовани претварач:Користи се за претварање једносмерне струје вишеструких фотонапонских низова у тотал и погодан је за велике фотонапонске електране, као што су велике фабрике, пустињске електране, земаљске електране, итд. Његове карактеристике укључују: велику снагу, са једним капацитет генерално изнад 500КВ, погодан за велике фотонапонске електране. Висок квалитет струје, низак садржај хармоника, висок квалитет енергије, потпуне заштитне функције и висока сигурност. Погодно управљање, са малим бројем инвертера, лаким за управљање, мало компоненти и добром стабилношћу. Главни недостаци су: опсег МППТ напона је узак, а конфигурација компоненти није флексибилна; Потребна је посебна компјутерска соба, инсталација није флексибилна; Самостална потрошња енергије и вентилација и одвођење топлоте у рачунарској соби троше много електричне енергије.
Стринг инвертер:Користи се за инвертовање једносмерне струје сваког фотонапонског низа посебно, и погодан је за мале и средње фотонапонске системе, мале и средње кровне фотонапонске системе за производњу електричне енергије и мале земаљске електране. Његове карактеристике укључују: малу снагу, са појединачном снагом углавном испод 100КВ, али са технолошким напретком, тренутно зрелија снага може достићи 350кВ. Флексибилна конфигурација компоненти, широк опсег МППТ напона, флексибилнија конфигурација компоненти, погодна за различите услове осветљења. Висока ефикасност производње енергије, на коју не утичу разлике у модулима и сенчење између низова, максимизирајући производњу енергије. Мала величина, мали отисак, нема потребе за наменском рачунарском салом, флексибилна инсталација. Лако одржавање: мала потрошња енергије, минималан утицај кварова и практично одржавање. Однос између напона претварача и конфигурације количине компоненти треба да почне од принципа претварача и да се о њему расправља на следећи начин:
Претварач са струјом треба да појача и стабилизује једносмерни напон на одређену вредност (ово се зове ДЦ напон магистрале) пре него што се може претворити у наизменичну струју. 230В АЦ излаз, са напоном ДЦ магистрале од око 360В; 400В АЦ излаз, са напоном ДЦ магистрале од око 600В; 500В АЦ излаз, са напоном ДЦ магистрале од око 750В; 540В АЦ излаз, са ДЦ напоном магистрале од око 800В. Али серијски напон компоненти углавном није тако висок и потребно га је подесити помоћу кола. Инвертори углавном користе ПВМ за подешавање, а постоји и термин који се зове радни циклус, који је једнак серијском напону компоненти/ДЦ напону магистрале. Радни циклус је уско повезан са ефикасношћу. Што је већи радни циклус, то је мања разлика напона и већа је ефикасност. Савладавањем ове тајне, нема потребе за израчунавањем сложених формула када се компоненте подударају са претварачима. Покушајте да ускладите напон струне око номиналног радног напона претварача за највећу ефикасност и он неће премашити максимални напон на екстремно ниским температурама. Током рада, такође ће бити у опсегу напона МППТ пуног оптерећења, што је апсолутно једноставно и практично. Узимајући за пример једнокристални модул од 450В, са радним напоном од 41В, једнофазним претварачем од 220В, номиналним напоном од 360В и најбољом конфигурацијом са 9 модула; Трофазни 400В излазни инвертер са номиналним улазним напоном од 600В, пожељно опремљен са 15 компоненти.