Biến tần năng lượng mặt trời

Biến tần quang điện (Biến tần PV hoặc biến tần năng lượng mặt trời) có thể chuyển đổi điện áp DC biến đổi được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời quang điện (PV) thành một biến tần có tần số dòng điện xoay chiều (AC) của tần số lưới điện, có thể được đưa trở lại hệ thống truyền tải điện thương mại, hoặc được cung cấp cho việc sử dụng lưới điện.Biến tần quang điện là một trong những bộ cân bằng hệ thống (BOS) quan trọng trong hệ thống mảng quang điện, có thể được sử dụng với các thiết bị cấp nguồn điện xoay chiều thông thường.Bộ biến tần năng lượng mặt trời có các chức năng đặc biệt cho mảng quang điện, chẳng hạn như theo dõi điểm công suất tối đa và bảo vệ đảo.

Biến tần năng lượng mặt trời có thể được chia thành ba loại sau:
Biến tần độc lập:Được sử dụng trong các hệ thống độc lập, mảng quang điện sẽ sạc pin và biến tần sử dụng điện áp DC của pin làm nguồn năng lượng.Nhiều bộ biến tần độc lập cũng kết hợp bộ sạc pin có thể sạc pin từ nguồn điện xoay chiều.Nói chung, các bộ biến tần như vậy không chạm vào lưới điện và do đó không cần bảo vệ đảo.

Biến tần nối lưới:Điện áp đầu ra của biến tần có thể được trả về nguồn điện xoay chiều thương mại, do đó sóng hình sin đầu ra cần phải giống với pha, tần số và điện áp của nguồn điện.Biến tần nối lưới có thiết kế an toàn, nếu không kết nối với nguồn điện thì đầu ra sẽ tự động tắt.Nếu mất điện lưới, biến tần nối lưới không có chức năng dự phòng nguồn điện.

Biến tần dự phòng ắc quy (Biến tần dự phòng ắc quy)là những bộ biến tần đặc biệt sử dụng pin làm nguồn điện và phối hợp với bộ sạc pin để sạc pin.Nếu có quá nhiều điện, nó sẽ sạc lại vào nguồn điện AC.Loại biến tần này có thể cung cấp nguồn điện xoay chiều cho tải xác định khi mất điện lưới nên cần có chức năng bảo vệ hiệu ứng đảo.
Bài chi tiết: Theo dõi điểm công suất tối đa
Bộ biến tần quang điện sử dụng công nghệ Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) để lấy công suất tối đa có thể từ các tấm pin mặt trời.Có mối quan hệ phức tạp giữa bức xạ mặt trời, nhiệt độ và tổng điện trở của pin mặt trời nên hiệu suất đầu ra sẽ thay đổi phi tuyến tính, gọi là đường cong dòng điện-điện áp (đường cong IV).Mục đích của việc theo dõi điểm công suất tối đa là tạo ra điện trở tải (của mô-đun năng lượng mặt trời) để đạt được công suất tối đa theo đầu ra của mô-đun năng lượng mặt trời trong từng môi trường.
Hệ số dạng (FF) của pin mặt trời kết hợp với điện áp mạch hở (VOC) và dòng điện ngắn mạch (ISC) sẽ quyết định công suất tối đa của pin mặt trời.Hệ số hình dạng được định nghĩa là tỷ số giữa công suất tối đa của pin mặt trời chia cho tích của VOC và ISC.

Có ba thuật toán khác nhau để theo dõi điểm công suất tối đa:nhiễu loạn và quan sát, độ dẫn tăng dần và điện áp không đổi.Hai cách đầu tiên thường được gọi là “leo đồi”.Phương pháp này là đi theo đường cong của điện áp và công suất.Nếu nó rơi về bên trái điểm công suất cực đại thì tăng điện áp, nếu nó rơi về bên phải điểm công suất cực đại thì giảm điện áp.

Bộ điều khiển sạc có thể được sử dụng với các tấm pin mặt trời cũng như với các thiết bị chạy bằng nguồn DC.Bộ điều khiển sạc có thể cung cấp đầu ra nguồn DC ổn định, lưu trữ năng lượng dư thừa trong pin và theo dõi quá trình sạc của pin để tránh sạc quá mức hoặc xả quá mức.Nếu một số mô-đun đắt tiền hơn cũng có thể hỗ trợ MPPT.Biến tần có thể được kết nối với đầu ra của bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời và sau đó biến tần có thể điều khiển tải AC.