Efikasnost solarnih invertera

Efikasnost solarnih invertera odnosi se na rastuće tržište solarnih invertera (fotonaponskih invertera) zbog potražnje za obnovljivom energijom. A ovi pretvarači zahtijevaju izuzetno visoku efikasnost i pouzdanost. Istraženi su strujni krugovi koji se koriste u ovim pretvaračima i preporučeni su najbolji izbori za sklopne i ispravljačke uređaje. Opća struktura fotoelektričnog pretvarača prikazana je na slici 1, a možete birati između tri različita pretvarača. Sunčeva svjetlost obasjava solarne module spojene u seriju, pri čemu svaki modul sadrži set jedinica solarnih ćelija povezanih u seriju. Napon jednosmjerne struje (DC) koji generiraju solarni moduli kreće se u rasponu od nekoliko stotina volti, ovisno o uvjetima osvjetljenja niza modula, temperaturi baterije i broju modula u seriji.
Primarna funkcija ovog tipa pretvarača je pretvaranje ulaznog istosmjernog napona u stabilnu vrijednost. Ova funkcija se postiže preko pojačivača i zahtijeva pojačavač prekidač i diodu za pojačavanje. U prvoj strukturi, nakon stupnja pojačanja, nalazi se izolovani puni mosni pretvarač. Funkcija punog mosnog transformatora je da obezbedi izolaciju. Drugi punomostni konvertor na izlazu se koristi za pretvaranje istosmjerne struje prvog stupnja punog mosnog pretvarača u izmjenični napon. Njegov izlaz se filtrira prije spajanja na mrežu naizmjenične struje preko dodatnog dvokontaktnog relejnog prekidača, s ciljem bezbedne izolacije tokom kvarova i izolacije od električne mreže noću. Druga struktura je neizolovana šema. Među njima, AC AC napon se direktno generiše izlaznim istosmjernim naponom iz stupnja pojačanja. Treća struktura koristi inovativnu topologiju strukture prekidača za napajanje i dioda za napajanje, integrirajući funkcije pojačanja i AC AC generacije u namjensku topologiju. Iako je efikasnost konverzije solarnih panela vrlo niska, ključno je zadržati efikasnost pretvarača što je moguće bliže 100 posto. U Njemačkoj se očekuje da će modul serije od 3 kW instaliran na krovu okrenutom prema jugu proizvoditi 2550 kWh električne energije godišnje. Ako se efikasnost pretvarača poveća sa 95 posto na 96 posto, može se proizvesti dodatnih 25 kWh godišnje. Trošak korištenja dodatnih solarnih modula za generiranje ovih 25kWh je ekvivalentan dodavanju invertera. Budući da povećanje efikasnosti sa 95 posto na 96 posto ne udvostručuje troškove pretvarača, ulaganje u efikasnije pretvarače je neizbježan izbor. Za nove dizajne, poboljšanje efikasnosti pretvarača uz najisplativiji pristup je ključni kriterij dizajna. Pouzdanost i cijena pretvarača su još dva kriterija dizajna. Veća efikasnost može smanjiti temperaturne fluktuacije tokom ciklusa opterećenja, čime se poboljšava pouzdanost. Dakle, ovi kriteriji su zapravo međusobno povezani. Upotreba modula takođe poboljšava pouzdanost.