NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA DC OPTIMIZER VÀ INVERTER CỐ ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHUỖI

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA DC OPTIMIZER VÀ INVERTER CỐ ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHUỖI Tháng / 2021 Linh Pham Alena Energy Technology limited 2G, Nguyễn Thành Ý, P Đa Kao Quận HCM, Việt Nam *Nguồn: SolarEdge 1/ Tổng Quan: Inverter SolarEdge ln trì điện áp chuỗi cố định đặc điểm chuỗi điều kiện môi trường Bài mô tả chi tiết khái niệm hoạt động với điện áp chuỗi cố định inverter SolarEdge lợi ích mang lại 2/ Nguyên lý hoạt động: SolarEdge Optimiser tối ưu hóa nguồn DC-DC tích hợp vào mơ-đun Bộ DC Optimiser, sử dụng vịng lặp điều khiển đầu vào, với chức MPPT mô-đun cho phép giám sát hiệu suất mô-đun Trong trình độc lập, DC Optimiser cho phép Inverter tự động trì điện áp chuỗi cố định, mức tối ưu cho việc chuyển đổi DC-AC, độ dài chuỗi công suất mô-đun riêng lẻ Các nguyên tắc hoạt động hệ thống SolarEdge minh họa ví dụ sau, nhằm giải thích cách thức hoạt động hệ thống điều kiện khác Hệ thống minh họa bao gồm 10 mô-đun 200W Mỗi mô-đun nối với DC Optimiser, chất tăng/hạ áp DC-DC, kết hợp với điều khiển MPPT Các DC Optimiser nối tiếp để tạo thành chuỗi; kết nối nhiều chuỗi song song cho đầu vào inverter SolarEdge Inverter SolarEdge nguồn dòng giai đoạn - liên tục điều chỉnh dịng điện mà lấy từ chuỗi DC Optimiser để giữ cho điện áp đầu vào khơng đổi SolarEdge DC Optimiser có hiệu cao, trì hiệu suất chuyển đổi 98% nhiều điều kiện Tuy nhiên, để đơn giản hóa việc tính tốn, chúng tơi giả định hiệu suất Optimiser 100% ví dụ Tình - Điều kiện lý tưởng: Ban đầu, giả định tất mô-đun tiếp nhận cường độ xạ cực đại, với 200W công suất đầu mô-đun Sản lượng điện mô-đun lượng mặt trời trì điểm cơng suất tối đa mơ-đun vịng lặp điều khiển đầu vào Optimiser tương ứng Vòng lặp MPP chọn cho Optimiser dòng điện đầu vào Iin điện áp đầu vào Vin, để đảm bảo chuyển tồn 200W từ mơ-đun sang DC bus Chúng tơi giả định điện áp MPP cho mô-đun (giả định tất mô-đun giống cho việc đơn giản hóa ví dụ) Vmpp = 32V Điều có nghĩa điện áp đầu vào cho DC Optimiser 32V, dòng điện đầu vào 200W / 32V = 6.25A Điện áp đầu vào inverter điều khiển vòng phản hồi riêng biệt Để đơn giản hóa, ví dụ này, inverter u cầu điện áp đầu vào 400V khơng đổi Vì có mười mô-đun kết nối nối tiếp, mô-đun cung cấp 200W, dịng điện đầu vào inverter 2000W / 400V = 5A Do đó, dịng điện chiều chạy qua DC Optimiser phải 5A Điều có nghĩa DC Optimiser ví dụ cung cấp điện áp đầu 200W / 5A = 40V Trong trường hợp này, DC Optimiser hoạt động tăng áp, chuyển đổi điện áp đầu vào 32V thành điện áp đầu 40V mục tiêu Các dòng điện điện áp khác hệ thống trường hợp minh họa Hình Hình - Điều kiện lý tưởng Tình - Che bóng phần: Tiếp theo, chúng tơi giả sử mơ-đun số bị bóng che tạo cơng suất 40W mơđun khác khơng bị bóng che mơ-đun tạo công suất 200W Bộ DC Optimiser mô-đun bị bóng che trì mơ-đun điểm cơng suất tối đa nó, bị giảm xuống bóng che Giả sử Vmpp = 28V, cường độ dịng điện 40W / 28V = 1,43A Tổng công suất toàn chuỗi lúc 9x200W + 40W = 1840W Vì inverter cần trì điện áp đầu vào 400V nên dòng điện đầu vào inverter lúc 1840W / 400V = 4,6A Điều có nghĩa dịng DC bus phải 4,6A Do đó, Optimiser mơ-đun khơng bị che bóng có điện áp đầu 200W / 4,6A = 43,5V Ngược lại, Optimiser gắn với mơ-đun bóng che có điện áp 40W / 4,6A = 8,7V Điện áp đầu vào cho inverter tính cách cộng mơ-đun 43,5V mô-đun 8,7V, tức 9x43,5V + 8,7V = 400V, theo yêu cầu inverter Trong trường hợp này, Optimiser tạo 200W, hoạt động tăng áp, chuyển đổi điện áp đầu vào 32V thành điện áp đầu 43,5V, Optimiser mơ-đun bị che bóng số hoạt động hạ áp, chuyển đổi điện áp đầu vào 28V thành điện áp đầu 8,7V Các dòng điện điện áp khác hệ thống trường hợp minh họa Hình Hình - Che bóng phần Như minh họa ví dụ này, mô-đun hoạt động điểm công suất tối đa nó, điều kiện hoạt động So sánh hoạt động hệ thống hai trường hợp thấy Hình Lưu ý việc chuyển đổi tăng/ hạ áp DC / DC tự động, tùy thuộc vào điều kiện môi trường 4 Hình - So sánh 3/ Lợi ích điện áp chuỗi cố định Điện áp chuỗi cố định trì DC Optimiser cung cấp nhiều lợi ích: Thiết kế linh hoạt Các mơ-đun khơng đồng cơng suất kết nối nối tiếp chuỗi Số lượng mô-đun chuỗi không phụ thuộc vào điện áp đầu mô-đun cho phép tăng phạm vi độ dài chuỗi Hiệu độ tin cậy inverter cao Các linh kiện inverter SolarEdge hoạt động điện áp cố định, căng thẳng Inverter ln hoạt động điện áp đảm bảo hiệu suất chuyển đổi DC-AC tối ưu, không phụ thuộc vào độ dài chuỗi điều kiện mơi trường 5 Giảm chi phí lắp đặt Chuỗi dài giảm số lượng phụ kiện, dây DC chi phí lắp đặt, nhân cơng Khơng ảnh hưởng nhiệt độ Điện áp chuỗi cố định SolarEdge loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng nhiệt độ, vốn hạn chế lớn độ dài chuỗi hệ thống truyền thống Cải thiện An toàn Tất DC Optimiser khởi động chế độ "đầu 1V an toàn" Optimiser kết nối với inverter SolarEdge Ngoài ra, trường hợp điện lưới, Optimiser ngừng sản xuất điện chuyển chế độ