A szoláris inverterek hatékonysága

A szoláris inverterek hatékonysága a szoláris inverterek (fotovoltaikus inverterek) növekvő piacára utal, a megújuló energia iránti kereslet miatt. Ezek az inverterek pedig rendkívül nagy hatékonyságot és megbízhatóságot igényelnek. Megvizsgálták az ezekben az inverterekben használt áramköröket, és javasolták a legjobb választást a kapcsolók és egyenirányítók számára. A fotoelektromos inverter általános felépítése az 1. ábrán látható, és három különböző inverter közül lehet választani. A napfény a sorosan kapcsolt napelem modulokra süt, mindegyik modul sorba kapcsolt napelem egységeket tartalmaz. A napelem modulok által generált egyenáramú (DC) feszültség a modulsor fényviszonyaitól, az akkumulátor hőmérsékletétől és a sorba kapcsolt modulok számától függően több száz voltos nagyságrendű.
Az ilyen típusú inverterek elsődleges feladata a bemeneti egyenfeszültség stabil értékké alakítása. Ez a funkció egy boost konverteren keresztül érhető el, és erősítő kapcsolóra és boost diódára van szükség. Az első szerkezetben a boost fokozat után egy izolált teljes híd konverter található. A teljes hídtranszformátor feladata a szigetelés biztosítása. A kimeneten található második teljes híd konverter az első fokozat teljes híd konverter egyenáramát váltakozó feszültséggé alakítja át. Kimenetét szűrik, mielőtt egy további kettős érintkezős relé kapcsolón keresztül a váltakozó áramú hálózati hálózatra csatlakoztatnák, azzal a céllal, hogy biztonságos leválasztást biztosítsanak a hibaesemények során, illetve éjszaka az elektromos hálózatról. A második struktúra nem elszigetelt séma. Ezek közül az AC AC feszültséget közvetlenül a boost fokozat egyenfeszültségének kimenete hozza létre. A harmadik struktúra a teljesítménykapcsolók és a teljesítménydiódák innovatív topológiai struktúráját alkalmazza, integrálva a boost és az AC AC generálás funkcióit egy dedikált topológiába. Bár a napelemek konverziós hatásfoka nagyon alacsony, kulcsfontosságú, hogy az inverter hatásfoka a lehető legközelebb legyen a 100 százalékhoz. Németországban a déli fekvésű tetőre szerelt 3 kW-os sorozatú modul várhatóan 2550 kWh villamos energiát termel majd évente. Ha az inverter hatásfokát 95 százalékról 96 százalékra emeljük, akkor évente további 25 kWh termelhető. A további szolármodulok használatának költsége ennek a 25 kWh-nak az előállításához megegyezik egy inverter hozzáadásával. Mivel a hatékonyság 95 százalékról 96 százalékra való növelése nem duplázza meg az inverterek költségeit, elkerülhetetlen a hatékonyabb inverterekbe való befektetés. A feltörekvő tervezéseknél az inverter hatékonyságának a legköltséghatékonyabb megközelítéssel történő javítása kulcsfontosságú tervezési kritérium. Az inverterek megbízhatósága és költsége két másik tervezési kritérium. A nagyobb hatékonyság csökkentheti a hőmérséklet-ingadozásokat a terhelési ciklusok során, ezáltal javítva a megbízhatóságot. Ezért ezek a kritériumok valójában összefüggenek egymással. A modulok használata a megbízhatóságot is javítja.