Erba 'kunsiderazzjonijiet tad-disinn meta żżid tagħmir tal-batterija tal-ħażna tal-enerġija ma' grilja fotovoltajka

Filwaqt li n-numru ta 'faċilitajiet fotovoltajċi (PV) ikompli jikber, l-iżbilanċ bejn in-naħat tal-provvista u d-domanda tal-grilja solari sar restrizzjoni kbira. Hemm ħafna enerġija solari disponibbli matul il-ġurnata, iżda d-domanda mhix ħafna. Dan ifisser li l-klijenti se jħallsu prezz ogħla għal kull watt filgħodu u filgħaxija waqt l-ogħla ħinijiet ta’ użu.

Is-sistemi tal-ħażna tal-enerġija (ESS) għal apparati solari f'utilitajiet residenzjali, kummerċjali u pubbliċi jużaw inverters biex jaħżnu l-elettriku jew il-grilja matul il-ġurnata meta d-domanda tkun l-aktar baxxa u biex jaħżnu meta d-domanda tkun enormi, u jirrilaxxaw l-enerġija li tkun ġiet iġġenerata. Iż-żieda ta 'ESS ma' sistema solari konnessa mal-grilja tippermetti lill-utenti jiffrankaw il-flus fuq l-użu ta 'teknoloġija msejħa "peak shaving."

  Konverżjoni tal-Qawwa Bidirezzjonali

Tagħmir PV tradizzjonali jikkonsisti fi stadji ta 'enerġija DC/AC u DC/DC unidirezzjonali, iżda l-metodu ta' konverżjoni unidirezzjonali huwa ostaklu ewlieni għall-inkorporazzjoni ta 'ESSs. Huma meħtieġa aktar komponenti, moduli u sottosistemi, li kollha jżidu b'mod sinifikanti l-ispiża taż-żieda ta 'ESS ma' installazzjoni solari eżistenti.

Biex iżżid batterija ma 'apparat PV eżistenti, iż-żewġ mogħdijiet tal-iċċarġjar u l-ħatt tal-batterija għandhom jingħaqdu f'mogħdija waħda li tikkonsisti f'korrezzjoni tal-fattur tal-enerġija (PFC) u livelli ta' qawwa tal-inverter. . Imma kif tibni konvertitur tal-enerġija bidirezzjonali minflok żewġ konvertituri tal-enerġija unidirezzjonali?

 Inverters ibridi jistgħu jtejbu b'mod effettiv l-effiċjenza tal-istadju tal-konverżjoni, iżda dan it-titjib tal-effiċjenza huwa aktar importanti għal mikrogrids mgħammra b'ESS li jwettqu konverżjonijiet multipli tal-enerġija. Is-sistema tal-konvertitur tal-enerġija timmaniġġja l-konverżjoni DC/DC biex tiċċarġja u tneħħi l-batterija. Jiġġestixxi wkoll il-konverżjoni DC/AC u AC/DC, li tikkonverti l-kurrent dirett maħżun fil-batteriji għal kurrent alternanti kemm għall-influss kif ukoll għall-ħruġ mill-grilja.

  Batterija ta 'vultaġġ għoli

F'sistema ta 'mikrogrid b'batterija ta' ħażna, il-funzjoni ewlenija tal-batterija hija li taħżen l-enerġija fotovoltajka u tforni l-enerġija lill-grilja fuq talba. Il-batteriji tal-jone tal-litju għandhom kapaċità ta 'ħażna ferm ogħla għal kull unità minn batteriji taċ-ċomb-aċidu.

Filwaqt li l-batteriji 400V qed jiksbu popolarità fil-vetturi elettriċi (EVs), l-apparati tal-grilja solari qed iżidu wkoll il-vultaġġ tal-batterija minn 48V. Imma kif timmaniġġja l-konverżjoni tal-enerġija ta 'pakkett ta' batterija 400V?

Minbarra l-mikrokompjuters b'kapaċitajiet ta 'kontroll u komunikazzjoni tas-sistema li jinkorporaw ESS f'sistemi akbar, swiċċijiet tal-enerġija b'telf baxx u effiċjenti jtejbu wkoll is-sigurtà u l-affidabbiltà tas-sistemi tal-ħażna tal-enerġija. Swiċċijiet tal-enerġija kompatti u mikrokompjuters f'ħin reali bbażati fuq materjali tal-karbur tas-silikon (SiC) u nitrur tal-gallju (GaN) jippermettu modifika ta 'konvertituri f'żewġ direzzjonijiet biex jakkomodaw varjetà ta' unitajiet ta 'ħażna ta' enerġija DC.

  Disinn tal-Konvertitur DC/DC tal-Pont Attiv Doppju

Semikondutturi b'distakk ta 'faxxa wiesgħa bħal SiC u GaN għandhom rwol importanti fis-soluzzjoni ta' sistemi ta 'konverżjoni tal-enerġija li jistgħu jimmaniġġjaw il-firxa tal-vultaġġ tal-batterija li qed tiżdied hekk kif il-konvertituri jżidu d-densità tal-enerġija u jnaqqsu t-telf tal-iswiċċjar. . Is-sistema ta 'konverżjoni tal-enerġija tippermetti wkoll li l-pakkett tal-batterija jimmaniġġja aħjar il-varjazzjonijiet tal-enerġija fis-sistema ta' ġenerazzjoni distribwita, li tirriżulta f'operazzjoni ta 'grilja intelliġenti u reżiljenti f'vultaġġi ogħla u usa'.

Eventwalment, apparati solari jistgħu jimitaw il-pakketti tal-batteriji użati fil-karozzi elettriċi. L-idea tar-riċiklaġġ ta' pakketti ta' batteriji użati bħalissa f'vetturi elettriċi bħala ESS konnessi mal-grilja qed issir komuni.

  Materjali Wide Bandgap Meħtieġa għal Effiċjenza u Konvezzjoni Naturali

Sabiex tinbena sistema ta 'ħażna intelliġenti immuntata mal-ħajt, huwa meħtieġ li jiġi ddisinjat inverter li jottimizza d-dissipazzjoni tas-sħana bl-użu ta' tkessiħ konvettiv naturali minimu. L-arkitetturi tal-enerġija distribwita jippermettu li s-sħana tiġi distribwita ċentralment fis-sistema kollha. Din l-arkitettura tiżgura li l-invertituri tal-ħażna tal-enerġija meħtieġa jistgħu jimmaniġġjaw livelli ta 'kurrent għoljin f'vultaġġi differenti u jirrispondu b'mod affidabbli għal transitori tat-tagħbija li jinbidlu malajr.

Sistemi bħal dawn jeħtieġu sewwieqa tal-bieb li jappoġġaw swiċċjar b'veloċità għolja u jipprovdu protezzjoni fi frekwenzi ta 'qlib ta' 100kHz għal 400kHz. Jekk il-veloċità tal-bidla mhix veloċi biżżejjed, issib li l-fażi tal-konverżjoni tal-enerġija hija ineffiċjenti b'mod sinifikanti.

Dan huwa fejn jidħlu l-materjali tal-wisaband gap b'swiċċjar mgħaġġel u densitajiet ta 'qawwa għolja, bħal SiC u GaN. Dawn l-apparati semikondutturi jiffaċilitaw id-disinn ta' sistemi li ma jeħtiġux tkessiħ tal-fann. L-apparat GaN LMG3425R030 b'karatteristiċi ta 'sewwieq u protezzjoni integrati karatteristiċi profil kompatt, densità ta' enerġija għolja u swiċċjar mgħaġġel.

Is-sewwieq tal-bieb jikkonverti s-sinjal diġitali PWM tal-kontrollur fil-kurrent meħtieġ mit-transistor tal-effett tal-kamp SiC jew GaN (FET). Il-kontrollur ibbażat fuq PWM jippermetti kampjunar preċiż tal-vultaġġ u l-kurrent f'diversi stadji ta 'konverżjoni tal-enerġija.

  Sejbien ta' Kurrent u Vultaġġ

Id-disinn ta 'provvista ta' enerġija ta 'swiċċjar ta' frekwenza għolja huwa ffaċċjat bl-isfida ta 'sensing preċiż tal-kurrent u l-vultaġġ. Il-kejl kurrenti bi shunt mhux biss itejjeb l-eżattezza iżda wkoll iħaffef il-ħinijiet ta 'reazzjoni, li jippermettilek tirreaġixxi malajr għal kwalunkwe tibdil fil-grilja, sabiex tkun tista' tagħlaq il-konnessjonijiet tas-sistema jekk il-grilja tkun short-circuited jew skonnettjata. Żieda.

Il-kejl kurrenti huwa essenzjali għal disinji iċċentrati fuq inverter, peress li l-algoritmu tal-kontroll jeħtieġ kejl elettrofluometriku għall-kontroll. Xi soluzzjonijiet tad-disinn huma disponibbli għal kejl tal-kurrent iżolat bl-użu ta 'amplifikaturi/modulaturi u provvisti ta' enerġija iżolati minn shunts esterni.

Konvertituri tal-enerġija jeħtieġ li jkejlu l-kurrent fil-grilja biex jaraw jekk il-kurrent huwiex f'fażi mal-vultaġġ. Billi tkejjel il-kurrent u l-vultaġġ, minbarra l-kontroll tal-kurrent tal-iċċarġjar tal-batterija, l-operazzjoni tal-inverter u l-funzjoni ta 'protezzjoni ta' tagħbija żejda huma kkontrollati wkoll.

  Konklużjoni

Invertituri ibridi, li jwettqu konverżjoni ta 'enerġija bidirezzjonali bejn AC/DC u DC/DC, huma mistennija li jissostitwixxu inverters solari tradizzjonali fis-snin li ġejjin. Id-disinjaturi tal-inverter solari jkunu jistgħu jiksbu konverżjoni tal-enerġija b'qawwa wiesgħa tal-ħruġ u firxa ta 'vultaġġ billi jużaw inverters ibridi.

Iż-żieda fil-vultaġġ tal-batterija u l-espansjoni tal-firxa tal-vultaġġ huma kwistjonijiet importanti għall-inverters solari kompatibbli għall-ħażna tal-enerġija. B'komponenti essenzjali bħall-kontroll tal-mikrokompjuter u semikondutturi bandgap wiesa 'b'sewwieqa ta' gate integrati u protezzjoni, dawn il-vultaġġi taċ-ċelluli ogħla u usa' jistgħu jiġu appoġġjati flimkien mal-ħtieġa għal effiċjenza għolja u konvezzjoni naturali.