가정용 에너지 저장 시스템을 위한 태양광 패널을 갖춘 마이크로{0}}인버터

중앙집중식 및 스트링 인버터 외에도 새로운 에너지 시스템에는 설치가 쉽고 유연하게 구성할 수 있는 마이크로{0}}인버터도 포함됩니다. 이름에서 알 수 있듯이 마이크로{2}}인버터는 전력 소비가 낮으므로 일반적으로 하나 또는 몇 개의 태양광 패널에만 연결됩니다. 인버터로서 마이크로-인버터는 광전지 패널의 저전압 DC 전력을 로컬 전력망용 AC 전력으로 변환합니다. 광전지 패널의 전압은 일반적으로 약 50V인 반면, AC 그리드 전압은 수백 볼트에 도달할 수 있습니다. 이러한 높은 전압-대-전류 비율은 컨버터의 이득에 대한 요구를 높입니다. 이러한 상황에서 기존의 비절연형 PWM 컨버터를 사용하면-스위치의 듀티 사이클이 높거나 낮아져 컨버터 효율이 낮아지고 전력 장치에 상당한 스트레스가 발생하게 됩니다. 당연히 권선비를 통해 전압 정합을 달성하기 위해 결합된 인덕터 또는 변압기를 컨버터에 통합하는 것이 마이크로-인버터에 선호되는 솔루션이 되었습니다.

기능적으로 마이크로{0}인버터는 RSD(급속 종료), MPPT(최대 전력 지점 추적), 반전이라는 세 가지 기능을 제공해야 합니다. RSD는 2014년 NEC 회의에서 제안되었습니다. RSD의 목적은 화재나 기타 재난 발생 시 DC 버스에서 태양광 패널을 신속하게 분리하여 소방관의 안전을 보장하는 것입니다. MPPT는-태양광 업계에 잘 알려져 있으며 이전 기사에서 소개된 바 있습니다. 그러나 기존의 중앙 집중식 또는 스트링 MPPT 회로와 달리 마이크로인버터의 이 기능에는 반드시 부스트 회로가 필요하지 않습니다. 벅, 풀-브리지 및 플라이백과 같은 다른 회로도 사용할 수 있습니다. 이는 주로 다운스트림 회로의 다양성 때문입니다.

마이크로-인버터는 단일 또는 소수의 태양광 패널 바로 뒤에 설치된 소형 인버터 장치로, 패널의 DC 전력을 그리드에 연결된 AC 전력으로 변환합니다.- 핵심 장점은 각 패널마다 독립적인 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능을 탑재해 패널 간 불일치나 부분 차광 시 전력 생산량을 극대화하는 데 있다. 또한 시스템의 DC 전압을 낮은 수준으로 제한합니다.<60 V, reducing the risk of fire and electric shock.

회로 구조 측면에서 마이크로{0}}인버터는 다단에서 -2단으로,{2}}단단{3}}단으로 발전했습니다[1]. 태양광 패널에서 전기가 출력되어 AC 그리드에 병렬로 연결되면 변환 단계가 적을수록 효율성이 높아집니다. 다-스테이지 또는 2단-마이크로-인버터. 이는 전단-단 DC/DC와 후단-단 DC/AC로 구성됩니다. 전단-단 DC/DC에는 MPPT 및 부스트 기능이 있어 반전에 필요한 DC 버스 전압까지 전압을 높이는 기능이 있으며, 후단 DC/AC는 반전되어 그리드에 연결됩니다.

2{0}}스테이지 마이크로인버터는 전압 소스와 전류 소스라는 두 가지 유형으로 더 세분화됩니다. 전압 소스 유형은 AC 측의 출력 전압을 제어합니다. 이전 DC/DC 단계의 출력은 안정적인 DC 전압입니다. 이러한 유형의 마이크로인버터를 사용하면 후속 DC/AC 단계가 고주파에서 작동합니다. 전류 소스 유형 마이크로인버터의 주요 제어 변수는 전류입니다. DC 측 출력은 더 이상 안정적인 DC가 아니라 그림 4에 표시된 것처럼 AC 구성 요소가 있는 "스팀 번파"입니다. 후속 전력 주파수 극성 변환 회로는 이 스팀 번 파동을 양극 출력과 음극 출력으로 분리하여 그리드-연결 사인파를 형성합니다. 전압-형 마이크로인버터에 비해 이 전류 소스 유형의 마이크로인버터는 장치 전압 스트레스가 더 낮고 구조 및 제어가 간단하여 현재 주류 마이크로인버터 모델에 널리 사용됩니다.

전압-소스와 전류-소스 마이크로인버터 모두 DC/AC 회로를 갖고 있지만 전류-소스 유형에는 전력-주파수 회로가 필요한 반면, 전압-소스 유형에는 고주파-주파수 스위칭이 필요합니다. 전개 회로는 MOSFET이 전력 주파수에서 작동하고 1차 손실이 전도 손실인 간단한 구조를 가지고 있습니다.. 600V-950V CoolMOS™ P7 및 심지어 1200V IGBT도 이 애플리케이션에 적합합니다. 풀-브리지 회로는 일반적인 전압-소스 인버터로, 한쪽 다리는 전력 주파수에서 작동하고 다른 쪽 다리는 고주파수에서 스위칭하여 출력 전압 고조파를 줄입니다. 최적의 설계에는 작동 조건에 따라 두 레그에 대해 서로 다른 MOSFET을 선택하는 것이 당연히 포함되지만, 600V~950V 범위의 CoolMOS™ P7도 사용할 수 있습니다. 토폴로지에서 볼 수 있듯이 전개 회로는 장치 특성으로 인해 무효 전력 보상 능력이 제한되어 있습니다. 풀 브리지 인버터 회로는 양방향으로 작동할 수 있어 충분한 무효 전력 보상 기능을 제공하지만 추가 LCL 필터가 필요합니다.