インバータは、太陽光発電システムの頭脳であり心臓部です。太陽光発電の過程で、太陽電池アレイによって発電される電力は直流電力です。しかし、多くの負荷は交流電力を必要とし、直流電源システムには大きな制限があり、電圧変換が不便です。また、負荷の適用範囲も限られており、特殊な電力負荷を除き、インバータは直流電力を交流電力に変換する必要があります。太陽光発電インバータは、太陽光発電システムの心臓部であり、太陽光発電モジュールによって発電された直流電力を交流電力に変換し、ローカル負荷またはグリッドに送信するとともに、関連する保護機能を備えたパワーエレクトロニクスデバイスです。
太陽光発電インバータは、主にパワーモジュール、制御回路基板、遮断器、フィルター、リアクトル、変圧器、接触器、キャビネットで構成されています。製造工程には、電子部品の前処理、機械全体の組み立て、試験、そして機械全体の梱包が含まれます。その発展は、パワーエレクトロニクス技術、半導体デバイス技術、そして最新の制御技術の進歩に依存しています。
太陽光発電用インバータにとって、電力供給の変換効率向上は永遠の課題ですが、システムの効率がますます高くなり、ほぼ100%に近づくにつれて、さらなる効率向上は低コスト化を伴います。したがって、高い効率を維持しながら、良好な価格競争力を維持することが、現在重要な課題となっています。
太陽光発電システムにおいては、インバータの効率向上に加え、インバータシステム全体の効率向上も徐々に重要な課題となりつつあります。太陽電池アレイにおいて、2%～3%の局所的な影が発生すると、MPPT機能を用いたインバータでは、出力電力が低下し、システムの出力電力が20%程度低下することもあります。このような状況への対応を強化するために、単一または複数の太陽電池モジュールに対して、1対1のMPPT制御、または複数のMPPT制御機能を適用することが非常に効果的な方法です。
インバータシステムは系統連系運転状態にあるため、システムから地面への漏電は深刻な安全上の問題を引き起こします。さらに、システム効率を向上させるために、ほとんどの太陽電池アレイは直列接続され、高い直流出力電圧を形成します。電極間に異常状態が発生すると、直流アークが発生しやすくなります。高い直流電圧のため、アークを消火することは非常に困難で、火災が発生しやすくなります。太陽光発電インバータシステムの普及に伴い、システムセキュリティの問題もインバータ技術の重要な部分となります。
投稿日時: 2023年4月1日
