Aurinkoenergian invertterin tehokkuus

Aurinkoinvertterien hyötysuhde tarkoittaa, että aurinkoinvertterien (valosähköisten invertterien) markkinat kasvavat uusiutuvan energian kysynnän vuoksi. Nämä invertterit vaativat korkeaa tehokkuutta ja luotettavuutta. Näissä inverttereissä käytetyt tehopiirit on tutkittu ja paras valinta kytkin- ja tasasuuntaajalaitteille suositellaan. Valosähköisen invertterin yleinen rakenne on esitetty kuvassa 1, ja valittavissa on kolme erilaista invertteriä. Auringonvalo paistaa sarjaan kytkettyihin aurinkokennoihin, ja jokainen moduuli sisältää ryhmän aurinkokennokennoja sarjassa. Aurinkomoduulin tuottama tasajännite on useiden satojen volttien luokkaa. Tarkka arvo riippuu moduuliryhmän valaistusolosuhteista, akun lämpötilasta ja sarjassa olevien moduulien lukumäärästä.

Tämän tyyppisen vaihtosuuntaajan ensisijainen tehtävä on muuntaa sisääntulon tasajännite vakaaksi arvoksi. Tämä toiminto toteutetaan tehostusmuuntimella, joka vaatii tehostuskytkimen ja tehostusdiodin. Ensimmäisessä rakenteessa tehostusvaihetta seuraa eristetty täyssiltamuunnin. Täyssiltamuuntajan tehtävänä on eristää. Lähdön toista täyssiltamuunninta käytetään muuntamaan ensimmäisen asteen täyssiltamuuntimen DC AC-jännitteeksi. Sen lähtö suodatetaan ennen kuin se kytketään vaihtovirtaverkkoon ylimääräisen kaksoiskoskettimen relekytkimen kautta, mikä takaa turvallisen eristyksen vikatapahtumien aikana ja eristyksen sähköverkosta yöllä. Toinen rakenne on eristämätön järjestelmä. Niiden joukossa AC-jännite syntyy suoraan jännitteen nousuvaiheen tasajännitteestä. Kolmas rakenne käyttää tehokytkimen ja tehodiodin innovatiivista topologiaa integroidakseen tehostuksen ja AC-tuotannon toiminnot omistettuun topologiaan. Vaikka aurinkopaneelin muunnoshyötysuhde on hyvin alhainen, on erittäin tärkeää saada invertterin hyötysuhde mahdollisimman lähelle 100 prosenttia. Saksassa etelään päin olevalle katolle asennetun 3kW-sarjan moduulin odotetaan tuottavan 2550 kWh vuodessa. Jos invertterin hyötysuhde nousee 95 prosentista 96 prosenttiin, se voi tuottaa enemmän 25 kWh joka vuosi. Lisäaurinkomoduulien käyttäminen tämän 25 kWh:n tuottamiseen vastaa invertterin lisäämistä. Koska tehokkuuden lisäys 95 prosentista 96 prosenttiin ei kaksinkertaista invertterin kustannuksia, on väistämätöntä investoida tehokkaampiin inverttereihin. Uudessa suunnittelussa tärkein suunnittelukriteeri on invertterin tehokkuuden parantaminen kustannustehokkaimmin. Invertterin luotettavuus ja hinta ovat kaksi muuta suunnittelukriteeriä. Korkeampi hyötysuhde voi vähentää lämpötilan vaihtelua kuormitusjaksossa, mikä parantaa luotettavuutta. Siksi nämä kriteerit liittyvät itse asiassa toisiinsa. Moduulien käyttö lisää myös luotettavuutta.