太阳能逆变器是否会将多余的发电能量转化为热量?

电器工程 逆变器 太阳能
2022-01-05 12:43:57

我有一个离网太阳能系统,这让我很好奇,我的逆变器如何知道产生了多少多余的能量?我无法显示应用程序中的实际图表,但它非常接近这个:

在此处输入图像描述

以我有限的电子经验来看它,我无法想出一个有意义的解释来解释它如何能够知道产生了多少多余的能量。

所以跟踪功耗的方法是测量电压和电流。这些确实是您从根本上需要的。测量电压非常容易。另一方面,电流并不那么简单。假设负载非常小且光伏发电量非常高,则应该只有非常少的电流通过跟踪传感器。

我能想到的唯一可能的解释是多余的能量被作为热量倾倒了,问题是逆变器又小又紧凑,我认为它不能在中午消耗掉全部 5 kW 的功率用了几个小时。

4个回答

不,太阳能电池只是加热并辐射掉任何未被捕获为电能的入射阳光。

由于太阳能电池的效率相当低,比较 100% 与 85%(太阳能电池效率为 15%)的太阳能辐射转化为热能,这种效果不是很明显,所以如果你有两个相同的面板彼此相邻,一个空载和一个完美的MPPT负载,MPPT一个不会冷,而空载的骂热,只是它们之间有一些温差。

我忽略了为简化我的示例而进行的任何反思。

我的逆变器如何知道产生了多少多余的能量?

我不能说你的逆变器是如何做到的,但使用的一种方法是根据实际消耗的功率和占空比计算潜在的可用功率。

在 MPPT(最大功率点跟踪)系统中,如果负载可以吸收,控制器会定期调整其占空比,以获得产生最大功率的面板电压和电流的组合。如果负载不能吸收全部面板功率,则控制器必须降低占空比以降低输出功率。如果它知道在最大功率点产生了多少功率,那么它可以估计在不必降低占空比的情况下会产生多少功率。

另一个问题是当面板没有被逆变器取出时,面板产生的功率会发生什么。答案是,被阳光从“空穴”中踢出的电子与面板内的“空穴”重新结合,将它们吸收的能量以热量的形式释放出来。在硅太阳能电池中,主要机制是俄歇复合(其中电子“撞击”其他粒子并将其动能传递给它们)和由在表面层中“捕获”电荷载流子的缺陷引起的表面复合。

多余的电能不会转化为电能。当产生的功率大于消耗的功率时,逆变器的输出电压会增加。高于特定电压阈值时,逆变器不会在 MPP 下运行,而是在较低功率运行点上运行。应该仍然可以使用具有太阳能模块的 I/V 特性的 MPP 和较低功率 OP 的电压和电流测量来计算可以提供的功率。 在此处输入图像描述

资源

但 I/V 特性也取决于温度。并且工作点也对电池温度有影响,因为未转换为电能的可用能量将在太阳能电池中耗散。通常还测量电池温度。

在此处输入图像描述

资源

我假设大多数逆变器仅以相对较低的精度近似功率盈余,因此可以使用更简单的方法。也许您的逆变器的手册/数据表提供了一些见解。

无需在逆变器侧倾倒能量。假设从面板中提取的能量低于从面板中产生的能量,那么多余的能量会转化为热量。这会导致面板磨损更多,但与整体效率相比,温升非常小,只能用科学仪器测量。

另一方面,如果面板只有部分阴影,则会发生更严重的情况。在这种情况下,阴影电池(或单个电池)将开始过热。即使使用便宜的热像仪也可以看到温度升高。