Эффективность солнечных инверторов относится к растущему рынку солнечных инверторов (фотоэлектрических инверторов) из-за спроса на возобновляемые источники энергии. И этим инверторам нужна чрезвычайно высокая эффективность и надежность. Рассмотрены силовые цепи, используемые в этих инверторах, и рекомендованы лучшие переключатели и выпрямители. Общая структура фотоэлектрического инвертора показана на рисунке 1. На выбор предлагаются три различных инвертора. Солнечный свет светит на солнечные модули, соединенные последовательно, и каждый модуль содержит ряд солнечных батарей, соединенных последовательно. Напряжение постоянного тока (DC), генерируемое солнечными модулями, составляет порядка нескольких сотен вольт, а конкретные значения зависят от условий освещения массива модулей, температуры батареи и количества модулей, соединенных последовательно.
Основная функция инвертора этого типа — преобразование входного постоянного напряжения в стабильное значение. Эта функция реализуется повышающим преобразователем и требует повышающего переключателя и повышающего диода. В первой конфигурации за повышающей ступенью следует изолированный полный-мостовой преобразователь. Роль полного-мостового трансформатора заключается в обеспечении изоляции. Второй полный-мостовой преобразователь на выходе используется для преобразования постоянного-тока постоянного тока первого-полного-мостового преобразователя первой ступени в напряжение переменного тока (AC). Его выходной сигнал фильтруется перед подключением к сети переменного тока через дополнительный двух-контактный релейный переключатель с целью обеспечения безопасной изоляции в случае неисправности и изоляции от электросети в ночное время. Вторая структура представляет собой не-неизолированную схему. Переменное напряжение переменного тока генерируется непосредственно выходным напряжением постоянного тока повышающего каскада. Третья структура использует инновационную топологию силовых переключателей и силовых диодов для интеграции функций повышающих и генераторных частей переменного тока в специальной топологии. Хотя эффективность преобразования солнечной панели очень низка, очень важно, чтобы эффективность инвертора была максимально близкой к 100%. Ожидается, что в Германии модуль серии 3 кВт, установленный на крыше,-выходящей на юг, будет генерировать 2550 кВтч в год. Если КПД инвертора увеличить с 95% до 96%, каждый год можно будет генерировать дополнительно 25 кВтч. Стоимость выработки этих 25 кВтч с помощью дополнительного солнечного модуля сопоставима с добавлением инвертора. Поскольку повышение эффективности с 95% до 96% не приведет к удвоению стоимости инвертора, неизбежным выбором будет инвестирование в более эффективный инвертор. Для новых разработок ключевым критерием проектирования является наиболее экономически-эффективный способ повышения эффективности инвертора. Что касается надежности и стоимости инвертора, то есть еще два критерия проектирования. Более высокая эффективность может уменьшить колебания температуры в течение цикла нагрузки, тем самым повышая надежность, поэтому эти рекомендации на самом деле связаны между собой. Использование модулей также повышает надежность.
