En el sistema de red solar fotovoltaica, el módulo solar, el inversor y la red eléctrica pueden constituir el sistema eléctrico. El componente convierte la energía solar basada en la radiación solar y luego el inversor entrega la potencia correspondiente. Por lo tanto, un inversor híbrido no tiene una demanda especial sobre la sobrecarga de CA porque básicamente la potencia de salida del inversor no excederá la potencia del componente. En el sistema solar fotovoltaico fuera de la red, el componente, la batería, el inversor y la carga constituyen el sistema eléctrico. La potencia de salida del inversor está determinada por la carga. La potencia de arranque del motor de algunos dispositivos con carga inductiva, como el aire acondicionado o la bomba de agua, es de 3 a 5 veces la potencia nominal. Por lo tanto, el inversor híbrido tiene requisitos especiales para la situación de sobrecarga.
La potencia máxima del inversor híbrido que adopta tecnología de aislamiento de alta frecuencia puede ser 2 veces la potencia nominal. La potencia máxima del inversor híbrido que adopta tecnología de aislamiento a frecuencia de potencia puede ser 3 veces la potencia nominal. Un conjunto de inversor híbrido de alta frecuencia de 3 kW puede alimentar un aire acondicionado de 1P (la potencia de arranque es aproximadamente 5.5 kVA). Un inversor fuera de la red a frecuencia de potencia de 12 kW puede alimentar un aire acondicionado de 6P (la potencia de arranque es aproximadamente 33 kVA). Parte de la energía proporcionada por el inversor para alimentar la carga proviene de la batería o del módulo solar fotovoltaico. Si no es suficiente, la parte excedente proviene de los elementos de almacenamiento de energía (condensadores e inductores) del inversor.
Análisis de la capacidad de sobrecarga del inversor híbrido desde el circuito
Los condensadores e inductores son ambos componentes de almacenamiento de energía. La diferencia es que el condensador almacena energía eléctrica en forma de campo eléctrico. Cuanto mayor sea la capacidad del condensador, mayor será la energía almacenada. El inductor almacena energía en forma de campo magnético. Cuanto mayor sea la permeabilidad del núcleo del inductor, mayor será la inductancia y la energía almacenada.
El principio de funcionamiento del condensador puede observarse en su estructura. Como se muestra en el siguiente diagrama, los dos lados están equipados por separado con una placa metálica para conducir dos electrodos. Al mismo tiempo, el lugar intermedio está aislado por material aislante. En la situación en que no se aplica un campo eléctrico externo a los dos terminales del condensador, las cargas positivas y negativas en las dos placas de los electrodos están en estado de equilibrio.
Como se muestra en la foto anterior, se puede observar que cuando se aplica un campo eléctrico externo a los dos terminales del condensador, las cargas positivas se acumulan en una placa del electrodo y las cargas negativas se acumulan en la otra placa del electrodo. Cuando el voltaje en los dos terminales del condensador aumenta continuamente y alcanza el voltaje de alimentación, el condensador dejará de cargarse. En esta situación, la energía del condensador no desaparecerá incluso si se desconecta el circuito externo. Esto se debe a la regla de que las cargas eléctricas iguales se repelen y las diferentes se atraen. Las cargas en los dos terminales se atraen mutuamente para almacenar la energía.
El transformador de aislamiento a frecuencia de potencia se refiere al transformador con frecuencia de 50 Hz. Tanto el primario como el secundario del transformador tienen inductores que pueden almacenar cierta energía, al igual que el inductor de filtro del inversor híbrido. Cuando la corriente pasa por el inductor, la corriente genera un campo magnético. Cuando el campo magnético de la corriente pasa por el núcleo magnético, el campo magnético rompe el estado de equilibrio del dominio magnético y dirige el dominio magnético hacia la dirección del campo magnético externo. Por lo tanto, el núcleo magnético crea un campo magnético externo. El proceso de generación del campo magnético externo es en realidad el proceso de almacenamiento del campo magnético por parte del inductor.
El inductor es un componente hecho de alambre esmaltado y se añade sobre un marco aislante o núcleo magnético. Cuando la corriente pasa por la bobina, se genera un campo magnético a su alrededor. Cuando la corriente que pasa contiene CA, el campo magnético generado cambia frecuentemente. De acuerdo con los principios de inducción electromagnética, la línea magnética cambiante genera una fuerza electromotriz inducida en los dos terminales de la bobina. Sin embargo, la dirección de esta fuerza electromotriz inducida es opuesta a la dirección de la fuerza electromotriz original, lo que puede impedir el cambio de corriente.
Se puede concluir que el inductor se usa principalmente para evitar cambios en la corriente. Cuando la corriente aumenta, el inductor dificulta el aumento y almacena algo de energía a través del campo magnético. Cuando la corriente disminuye, el inductor dificulta la disminución de la corriente en el circuito y libera parte de la energía almacenada para mantener la corriente. Debido a sus características de almacenamiento de energía, el inductor puede realizar funciones de filtrado y retardo.
Resumen
En el sistema solar fotovoltaico fuera de la red, la potencia de salida está determinada por la carga. Cuando se arranca un motor u otros dispositivos con carga inductiva, se requiere una corriente grande en un corto tiempo. El sistema fotovoltaico y la batería no pueden proporcionar esta energía. Además, si la batería de litio entrega una corriente excesiva en un corto tiempo, puede explotar. Sin embargo, el condensador, el inductor y el transformador del inversor híbrido pueden almacenar energía y no se dañan incluso si amplifican la salida varias veces en un corto tiempo. Por lo tanto, los inversores híbridos pueden soportar sobrecargas varias veces.
