光伏发电站电源原理与电路结构

发布网友 发布时间：2024-10-22 08:51

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光伏发电站的电力转换过程主要依赖于逆变电源，它将直流电转化为标准交流电。这个过程涉及功率晶体管T1、T3和T2、T4的协同工作。当直流电压较低时，如12V或24V，会通过交流变压器提升电压，以达到220V的交流标准。对于大容量逆变器，直流母线电压较高，交流输出通常无需额外升压。

对于中、小容量逆变器，常用的主电路有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路。推挽电路以简单驱动和控制而知名，通过将升压变压器的中性抽头连接到正电源，两组功率管交替工作。然而，它效率较低且在处理感性负载方面表现欠佳。全桥逆变电路则改进了这一问题，通过T1、T4与T2、T3的反相工作，输出电压可调，具有续流回路，可以保证负载电压的稳定。但其结构复杂，需要专用驱动电路或隔离电源，并设定了死区时间来防止上、下桥臂同时导通。

为了减小体积和提高效率，现代逆变电路采用高频升压变换技术，工作频率在20kHz以上，使用高频磁芯材料，这使得前级推挽结构的升压变压器更小型化。高频逆变后，会经过高频整流滤波，再通过工频逆变电路最终输出交流电。这种电路结构提升了逆变电源的功率密度，降低空载损耗，效率得以提高。然而，这种高频逆变电路的复杂性意味着其可靠性相对较低。

太阳能电池，通常称为光伏电池。目前的主要的太阳能电池是硅太阳能电池。用的硅是“提纯硅”，其纯度为“11个9”，比半导体或者说芯片硅片“只少两个9”；又因为提纯硅结晶后里头的成分不同，分为多晶硅和单晶硅；目前，单晶硅太阳能电池的光电转换率为15%左右，最高达到了24%，使用寿命一般可达15年，最高达25年，比转换率仅12% 左右的多晶硅太阳能电池的综合性能价格比高。