Classificazione comune degli inverter fotovoltaici e relativi vantaggi e svantaggi spiegati in dettaglio
May 31, 2024
L'inverter è anche chiamato regolatore di potenza. A seconda dell'utilizzo dell'inverter nel sistema di generazione di energia fotovoltaica, può essere suddiviso in due tipologie: alimentazione indipendente e connessione alla rete. Secondo il metodo di modulazione della forma d'onda, può essere suddiviso in inverter a onda quadra, inverter a onda passo, inverter a onda sinusoidale e inverter trifase combinato. Per gli inverter utilizzati in sistemi connessi alla rete, possono essere suddivisi in inverter con trasformatore e inverter senza trasformatore a seconda della presenza o meno di un trasformatore.
Essendo una parte importante della produzione di energia fotovoltaica, l'inverter converte principalmente la corrente continua generata dai moduli fotovoltaici in corrente alternata. Attualmente gli inverter più comuni sul mercato si dividono principalmente in inverter centralizzati e inverter di stringa, nonché inverter distribuiti di tendenza.
1. Inverter fotovoltaico centralizzato
Come suggerisce il nome, l'inverter centralizzato converte la corrente continua generata dai moduli fotovoltaici in corrente alternata per poi amplificarla e collegarsi alla rete. Pertanto, la potenza dell'inverter è relativamente grande. Nelle centrali fotovoltaiche vengono generalmente utilizzati inverter centralizzati di potenza superiore a 500kW.
I vantaggi degli inverter centralizzati sono i seguenti:
(1) Alta potenza, piccola quantità, facile da gestire; pochi componenti, buona stabilità, facile manutenzione;
(2) Basso contenuto armonico, alta qualità di potenza; funzioni di protezione complete, alta sicurezza;
(3) Con la funzione di regolazione del fattore di potenza e la funzione di passaggio a bassa tensione, la regolazione della rete è buona.
Gli inverter centralizzati presentano i seguenti problemi:
(1) L'intervallo di tensione MppT degli inverter centralizzati è ristretto e lo stato operativo di ciascun componente non può essere monitorato. Pertanto, è impossibile realizzare ciascun componente nel punto di lavoro ottimale e la configurazione del componente non è flessibile;
(2) Gli inverter centralizzati occupano una vasta area e richiedono una sala macchine dedicata, che non è flessibile da installare;
(3) Il consumo energetico dell'inverter stesso e il consumo energetico della ventilazione e della dissipazione del calore nella sala macchine sono elevati.
2. Inverter fotovoltaici di stringa
Come suggerisce il nome, gli inverter di stringa convertono direttamente la potenza CC generata dai moduli fotovoltaici in potenza CA, la aggregano, quindi la potenziano e la collegano alla rete. Pertanto, la potenza dell'inverter è relativamente piccola. Gli inverter di stringa inferiori a 50 kW vengono generalmente utilizzati nelle centrali fotovoltaiche.
Vantaggi degli inverter di stringa:
(1) Non influenzato dalle differenze tra i moduli e dalle ombre tra le stringhe, riducendo al contempo la discrepanza tra il punto di lavoro ottimale dei moduli delle celle fotovoltaiche e degli inverter, massimizzando la produzione di energia;
(2) L'intervallo di tensione MppT è ampio e la configurazione del modulo è più flessibile; nei giorni di pioggia e nelle zone nebbiose, il tempo di generazione dell'energia è lungo;
(3) Dimensioni ridotte, ingombro ridotto, nessuna necessità di una sala macchine dedicata, installazione flessibile;
(4) Basso consumo energetico e impatto ridotto dei guasti.
Problemi con gli inverter di stringa:
(1) Piccola distanza elettrica dei dispositivi di potenza, non adatta per aree ad alta quota; molti componenti, integrati insieme, stabilità leggermente scarsa;
(2) L'installazione all'esterno, l'esposizione al vento e al sole possono facilmente causare l'invecchiamento dell'involucro e del dissipatore di calore;
(3) Il numero di inverter è elevato, il tasso di guasto totale aumenterà e il monitoraggio del sistema è difficile;
(4) Design senza trasformatore di isolamento, sicurezza elettrica leggermente scarsa, non adatto per il sistema di messa a terra negativa del modulo a film sottile.
3. Inverter fotovoltaico distribuito
L'inverter distribuito è un nuovo tipo di inverter proposto negli ultimi due anni. Le sue caratteristiche principali sono l'inverter centralizzato e il tracciamento MppT decentralizzato. L'inverter distribuito è un prodotto che riunisce i vantaggi dell'inverter centralizzato e dell'inverter di stringa, ottenendo il basso costo dell'inverter centralizzato e l'elevata generazione di potenza dell'inverter di stringa.
Vantaggi dell'inverter distribuito:
(1) Rispetto all'inverter centralizzato, il tracciamento MppT decentralizzato riduce la probabilità di disadattamento e aumenta la produzione di energia;
(2) Rispetto all'inverter centralizzato e di stringa, l'inverter distribuito ha una funzione boost e riduce la perdita di linea;
(3) Rispetto all'inverter di stringa, l'inverter centralizzato presenta maggiori vantaggi in termini di costi di costruzione.
Problemi dell'inverter distribuito:
(1) Poca esperienza ingegneristica. Rispetto alle prime due categorie, è ancora una forma nuova ed è relativamente meno utilizzata nei progetti di ingegneria;
(2) Caratteristiche come la sicurezza, la stabilità e l'elevata generazione di energia devono ancora essere testate nei progetti di ingegneria;
(3) Poiché utilizza l'inversione centralizzata, occupa una vasta area e richiede una sala macchine dedicata, che è anche uno svantaggio degli inverter distribuiti.
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