Panells d'energia
solar fotovoltaica

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Inversor de corrent

Inversor de corrent

Un inversor de corrent és un aparell electrònic. La funció de l' inversor és canviar un voltatge d'entrada de corrent continu a un voltatge simètric de sortida de corrent altern, amb la magnitud i freqüència desitjada per l'usuari. Els inversors s'utilitzen en una gran varietat d'aplicacions, des de petites fonts d'alimentació per a ordinadors, fins a aplicacions industrials per controlar alta potència. Els inversors també s'utilitzen per convertir el corrent continu generat pels panells solars fotovoltaics, acumuladors o bateries, etc., en corrent altern i d'aquesta manera poder ser injectats a la xarxa elèctrica o usats en instal·lacions elèctriques aïllades.

Un inversor simple consta d'un oscil·lador que controla un transistor, el qual s'utilitza per a interrompre el corrent entrant i generar una ona rectangular.

Aquesta ona rectangular alimenta un transformador que suavitza la seva forma, fent-la semblar una mica més una ona sinusoïdal i produint el voltatge de sortida necessari. La forma d'ona de sortida del voltatge d'un inversor ideal hauria de ser sinusoïdal. Una bona tècnica per aconseguir això és utilitzar la tècnica de PWM aconseguint que la component principal sinusoïdal sigui molt més gran que les harmòniques superiors.

Els inversors més moderns han començat a utilitzar formes més avançades de transistors o dispositius similars, com els tiristors, els triacs o els IGBT.

Els inversors més eficients utilitzen diversos artificis electrònics per intentar arribar a una ona que simuli raonablement a una ona sinusoïdal a l'entrada del transformador, en comptes de dependre per suavitzar l'ona.

Es poden classificar en general en dos tipus:

  • Inversors monofàsics
  • Inversors trifàsics.

Es poden utilitzar condensadors i inductors per suavitzar el flux de corrent des de i cap al transformador.

A més, és possible produir una anomenada "ona sinusoïdal modificada", la qual es genera a partir de tres punts: un de positiu, un de negatiu i un de terra. Un circuit lògic s'encarrega d'activar els transistors de manera que s'alternin adequadament. Els inversors d'ona sinusoïdal modificada poden causar que certes càrregues, com els motors, per exemple; operin de manera menys eficient.

Els inversors més avançats utilitzen la modulació per ample de polsos amb una freqüència portadora molt més alta per aproximar-se més a l'ona sinusoïdal o modulacions per vectors d'espai millorant la distorsió harmònica de sortida. També es pot predistorsionar l'ona per millorar el factor de potència (cos & Phi;).

Inversors fotovoltaics per a l'entrada a la xarxa

Els inversors fotovoltaics per a l'entrada a la xarxa elèctrica és un tipus particular d' inversor específicament dissenyat per convertir l'energia elèctrica en forma de corrent continu produïda per un mòdul fotovoltaic en corrent altern per a ser alimentada directament a la xarxa elèctrica. La sortida de corrent del panell solar, inicialment és en forma de corrent continu.

Aquestes màquines amplien la funció bàsica d'un inversor genèric amb funcions extremadament sofisticades i avançades, mitjançant l'ús de sistemes especials de control de programari i maquinari que permeten extreure la màxima potència disponible en totes les condicions climàtiques dels panells solars.

Aquesta funció es diu MPPT. Els panells fotovoltaics, de fet, tenen una corba característica voltatge / intensitat tal que existeix un punt de treball òptim, anomenat punt de màxima potència, on és possible extreure la màxima potència disponible.

Aquest punt de característica varia contínuament d'acord amb el nivell de radiació solar que incideix la superfície de les cèl·lules fotovoltaiques. És evident que un inversor capaç de romandre "enganxat" en aquest punt sempre obtindrà la potència màxima disponible en qualsevol condició. Hi ha diverses tècniques per implementar la funció MPPT, que difereixen en termes de rendiment dinàmic (temps d'establiment) i precisió. Tot i que la precisió del MPPT és extremadament important, el temps d'establiment és, en alguns casos, fins i tot més. Mentre que tots els fabricants d'inversors poden arribar a una gran precisió en el MPPT (normalment entre el 99-99.6% del màxim disponible), només uns pocs poden combinar precisió a velocitat.

De fet, en els dies amb nuvolositat variable ocorren canvis grans i sobtats en l'energia solar. És molt comú detectar variacions de 100 watts / m² a 1000-1200 watts / m² en menys de 2 segons. En aquestes condicions, que són molt freqüents, un inversor amb temps d'assentament de menys de 5 segons pot produir fins a 5% -10% més d'energia que un lent.

Alguns inversors fotovoltaics estan equipats amb etapes de potència modulars, i alguns fins i tot estan equipats amb un MPPT per a cada etapa de potència. D'aquesta manera, els fabricants deixen que el sistema d'enginyeria tingui llibertat per configurar el funcionament mestre / esclau independent o MPPT. L'ús d'MPPT independents proporciona un avantatge objectiva en condicions d'irradiació de panell no uniformes. De fet, no és infreqüent que la superfície dels panells solars estigui exposada al Sol d'una manera que difereixi en tot el camp. Això es deu al fet que està organitzat en dos nivells diferents del sostre, ja que els mòduls no es distribueixen en cadenes d'igual longitud o causa d'un ombrejat parcial dels mateixos mòduls. En aquest cas, l'ús d'un sol MPPT faria que l' inversor treballés fora del punt de màxima potència i, en conseqüència, la producció d'energia es danyaria.

Una altra característica important d'un inversor fotovoltaic és la interfície de xarxa. Aquesta funció, generalment integrada en la màquina, ha de complir els requisits establerts per les reglamentacions de les diverses companyies de subministrament d'electricitat.

Aplicacions de l' inversor

A més de les aplicacions en el camp de l'energia solar fotovoltaica, les aplicacions de l' inversor són múltiples:

  • En l'ús de panells solars en l'energia solar fotovoltaica, com hem vist, permet transformar el voltatge directe en voltatge altern per ser utilitzat a la llar o per a ingressar a la xarxa de distribució.
  • En fonts d'alimentació ininterrompuda, l' inversor converteix la tensió subministrada per la bateria en corrent altern.
  • En la transmissió d'energia elèctrica, l' inversor converteix l'energia en corrent continu transferida en algunes línies elèctriques per alimentar la xarxa de corrent altern.
  • La realització d'una font d'alimentació commutada, per a la transformació en corrent continu, amb avantatges considerables en termes d'eficiència, mida i pes
  • En el sector aeroespacial, s'utilitzen per proporcionar aviónica d'avió amb un corrent altern altament estable fins i tot si és subministrada per bateries (en el cas d'una falla elèctrica)
  • Variació de velocitat en motors elèctrics.

El tipus més simple d' inversor consisteix en un oscil·lador que impulsa un transistor, que genera una ona quadrada que s'obre i tanca un circuit. L'ona s'aplica després a un transformador que subministra el voltatge requerit a la sortida, arrodonint l'ona quadrada fins a cert punt. Sovint es fan servir dispositius més eficients com el MOSFET, el tiristor o el IGBT en lloc del transistor comú.

La forma d'ona quadrada generada per aquests dispositius té el problema de ser rica en harmònics superiors, mentre que l'ona sinusoïdal de la xarxa elèctrica està desproveïda d'ella. Això implica una menor eficiència de l'equip motoritzat, major soroll, tant acústic com elèctric, i greus problemes de compatibilitat electromagnètica.

Els inversors més complexos utilitzen diferents enfocaments per produir una forma d'ona sinusoïdal amb la major sortida possible. Un circuit electrònic produeix un voltatge de pas per mitjà de la modulació d'ample de pols (PAM) tan a prop com sigui possible d'una ona sinusoïdal. El senyal, anomenada ona sinusoïdal modificada, s'anivella mitjançant condensadors i inductors col·locats a l'entrada ia la sortida del transformador per suprimir els harmònics.

Els millors i més cars inversors basen el seu funcionament en la modulació per amplada de pols (PWM). El sistema pot retroalimentar per a proporcionar una tensió de sortida estable a mesura que canvia el voltatge d'entrada. Per a ambdós tipus de modulació, la qualitat del senyal està determinada per la quantitat de bits utilitzats. S'estén des d'un mínim de 3 bits fins a un màxim de 12 bits, capaç de descriure la sinusoide molt bé.

En motors elèctrics asíncrons, i encara més en motors elèctrics síncrons, la velocitat de rotació està directament relacionada amb la freqüència de la tensió d'alimentació. On sigui necessari en la indústria per variar la velocitat d'un motor, s'utilitzen inversors de corrent altern i de corrent altern (AC-AC). En aquests sistemes, el voltatge d'entrada es converteix primer en corrent continu per un rectificador i anivellada per condensadors, després aplicada a la secció d'inversió. De fet, aquest és, per tant, un sistema de " inversor-rectificador" fins i tot si només es coneixen com a "inversors" (és a dir, només "inversors"). El propòsit d'aquesta doble operació és únicament canviar la freqüència desitjada dins d'un interval predeterminat i la presència d'un transformador no és necessària, ja que no cal variar el valor de la tensió de sortida que roman igual a la tensió d'entrada. La freqüència de sortida es determina en els casos més simples mitjançant un senyal analògic subministrada a l' inversor, per exemple, mitjançant un potenciòmetre, o mitjançant un senyal digital enviada per un PLC.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 22 de maig de 2018

Tornar