▲古瑞瓦特離網逆變器系列
修正波與正弦波
逆變器輸出波形主要分兩類,一類是正弦波,另一類是修正波。修正弦波逆變器,采用PWM脈寬調制方式生成修正波輸出,由于存在20%左右的諧波失真,不能帶空調等感性負載,但可以帶電燈等阻性負載。修正弦波逆變器采用非隔離耦合電路,器件簡單,效率高。純正弦波逆變器采用隔離耦合電路設計,電路較復雜,成本較高,可以連接任何常見的電器設備(包括電視機、液晶顯示器等,特別是冰箱等感性負載)而沒有干擾。
工頻隔離和高頻隔離
純正弦波離網逆變器的輸入端和輸出端有電氣隔離,按照電氣結構分為高頻隔離和工頻隔離,高頻隔離變壓器放在直流升壓端,采用的方案是先把直流電逆變器高頻率的交流電,通過高頻變壓器升壓,然后整流為直流電,最后又逆變?yōu)楣ゎl交流電,高頻逆變器采用的是體積小,重量輕的高頻磁芯材料,可以降低逆變器的重量,減少逆變器的體積,提高逆變器的效率,但電路較為復雜。工頻隔離變壓器放在交流端出端,逆變器電路較簡單,抗沖擊能力較強,但體積較大,重量比較重。
離網系統由于多了一個蓄電池,因此必須要配置控制器,用于組件給蓄電池充電,控制器和逆變器分開,做成兩個設備,就是分體式。把控制器和逆變器集成在一起,就是一體式,也稱為控制逆變一體式。分體式系統,控制器和逆變器可以分別選型,但接線比較復雜,適應于組件和逆變器功率相差比較大的系統,以及系統功率很大的系統??刂颇孀円惑w式系統結構簡單,用戶接線方便,適應于組件和逆變器功率相差比較小的系統。
離網逆變器的重要技術參數
在選擇離網逆變器時,除了注意逆變器的輸出波形,隔離類型外,還有幾個技術參數也非常重要,如系統電壓、輸出功率、峰值功率、轉換效率、切換時間等等,這些參數的選擇對負載的用電需求影響較大。
1)系統電壓:就是蓄電池組的電壓,離網逆變器的輸入電壓和控制器的輸出電壓是一致的,在設計選型時,要注意和控制器保持一致。
2)輸出功率:離網逆變器的輸出功率表述有兩種,一種是視在功率表示法,單位是VA,這是參考UPS標記,實際輸出有功功率還需乘以功率因素,如500VA的離網逆變器,功率因素是0.8,實際輸出有功功率就是400W,也就是說能帶動400W的阻性負載,如電燈,電磁爐等;第二種是有功功率表示法,單位是W,如5000W離網逆變器,實際輸出有功功率就是5000W。
3)峰值功率:在光伏離網系統中,組件、蓄電池、逆變器、負載構成電氣系統,逆變器的輸出功率,是由負載決定的,有些感性負載,如空調、水泵等,里面的電動機,啟動功率是額定功率的3-5倍,所以離網逆變器對過載有特別要求。峰值功率就是離網逆變器的過載能力。
逆變器給負載提供啟動能量,一部分來自于蓄電池或者光伏組件,超出的部分由逆變器內部的儲能元件—電容和電感來提供。電容和電感都是一種儲能元件,不同的是電容是以電場的形式儲存電能,電容的容量越大,儲存的電量越多。而電感則是以磁場的形式存儲能量,電感器磁芯的磁導率越大,電感量也越大,則能夠儲存的能量也越多。
4)轉換效率:離網系統轉換效率包括兩方面,一是機器本身的效率,離網逆變器電路復雜,要經過多級變換,因此整體效率比并網逆變器稍低,一般在80-90%之間,逆變器整機功率越大效率越高,高頻隔離比工頻隔離效率要高,系統電壓越高效率也越高。二是蓄電池充放電的效率,這個是蓄電池的類型有關系,當光伏發(fā)電和負載用電同步時,光伏可以直接供給負載使用,不需要經過蓄電池轉換。
5)切換時間:離網系統帶負載,有光伏、蓄電池、市電三種模式,當蓄電池能量不足,切換到市電模式時,存在切換時間,有的離網逆變器采用電子開關切換,時間在10毫秒內,臺式電腦不會關機,照明燈也不會閃爍。有的離網逆變器采用繼電器切換,時間可能超過20毫秒,臺式電腦可能會關機或者重啟。
總結
從成本上來說,修正波逆變器最經濟、工頻逆變器最高;從帶載能力來說,工頻逆變器能力最強。所以在選擇逆變器時,要看使用場合,如果只是簡單的照明應用,建議選用修正波逆變器,可以節(jié)省初始成本;如果有空調、洗衣機、水泵等含有電機的感性負載,建議選用工頻逆變器,帶負載能力強;如果是綜合性負載,建議選用高頻逆變器,兼顧成本和帶負載能力。