Solis Seminar Aflevering 37: belangrijkste overwegingen voor de selectie van omvormers in fotovoltaïsche projecten geïntegreerd in het gebouw (BIPV)

Achtergrond

Om de klimaatverandering verder te bestrijden, de ontwikkeling van energiebesparing en de vermindering van de koolstofemissies te bevorderen, zullen gebouwen concentreren staan in de ontwikkeling van nieuwe energieën. De organische combinatie van een PV zonnestelsel en gebouwen maakt het mogelijk om op een eenvoudige en praktische manier ecologische gebouwen met een lage koolstofemissie te creëren. BIPV-installaties garanderen ook dat bij het ontwerp van elk nieuw gebouw vanaf het begin rekening wordt gehouden met het energieprofiel, om een meer esthetische architectuur te bieden.

Dit Solis-seminar zal de kenmerken van BIPV-projecten en de belangrijkste punten van de selectie van omvormers delen.

Kenmerken van BIPV-projecten

In een BIPV-project is het noodzakelijk om het PV zonnestelsel te ontwerpen volgens de structurele kenmerken van het gebouw zelf. Vaak is het dakoppervlak van sommige gebouwen niet voldoende en bovendien moeten andere delen van het gebouw worden gebruikt. Dit kunnen zonnegordijnwanden, daken bij daglicht, schaduw, etc. zijn.

Vanwege de esthetische behoeften van BIPV-ontwerpen zijn zonnepanelen meer gericht op elektriciteitsproductie van glas, dubbele beglazingscellen en dunne laagcellen. Dunne-laagcellen hebben een uitstekende licht- en esthetische transmissie, werken beter bij weinig licht en presteren beter bij het absorberen van parasitair licht. De BIPV vliesgeveloplossing is waarschijnlijk de meest voorkomende keuze. De dunne laagmodules bestaan voornamelijk uit selenium gallium koper indium (CIGS), dundi telluride (CdTe), perovskiet (PSC) en andere soorten materialen. Deze verschillende materiaalroutes zijn het meest geschikt voor verschillende configuraties en in het algemeen wanneer het ontwerp de configuratie van de inver regelt.

Aangezien een BIPV-project een complexe structuur en verschillende oriëntaties heeft, met name projecten die verschillende aanvraagformulieren combineren, is het noodzakelijk om bij het ontwerpen van het PV systeem volledig rekening te houden met de structuur van het project, elektrische en veiligheidsproblemen.

Selectie van BIPV-projectomvormers

De belangrijkste kenmerken van een BIPV-project kunnen variëren. Er zijn veel architectonische toepassingsscenario's zoals platte daken, schuine daken, vliesgevels, transparante daken, parasols, etc. Daarnaast kan de hellingshoek complex zijn en kan de materiaalkeuze divers zijn. Bij het kiezen van een omvormer moet daarom rekening worden gehouden met de volgende problemen.

BIPV-projecten passen zich perfect aan snaaromvormers aan

De oriëntatie, helling en selectie van de componenten van een BIPV-ontwerp kan complex en divers zijn. U moet proberen een stringomvormer te kiezen met meerdere MPPT's, zodat het PV systeem een beter maximaal voordeel voor het volgen van stroom heeft en de bovengenoemde uitdagingen effectief aanpakt.

Zonnepanelen van verschillende typen en materialen hebben een compatibele omvormer nodig

In een BIPV-project zullen verschillende bouwgebieden vanwege esthetische eisen verschillende PV panelen gebruiken. Platte daken gebruiken bijvoorbeeld kristallijne siliconen panelen, lichttransmissiegebieden gebruiken glas dat fotovoltaïsche energie opwekt en muren gebruiken PV panelen met dunne film. Daarom is het noodzakelijk om een omvormer te selecteren die geschikt is voor configuratie volgens de materialen van geselecteerde zonnepanelen.

Als het materiaal een kristallijne siliciumcomponent of een dunlaags cadmium PV-paneel is, kunt u een fotovoltaïsche omvormer met een topologie zonder transformator gebruiken en deze configureren volgens de conventionele methode.

Als het PV-paneel een dunne-filmcel gebruikt die een negatieve aardverbinding vereist, omdat het paneel negatief wordt begraven, vergroot dit de mogelijkheden van DC-lekkage en de potentiële risico's van elektrische schokken voor het personeel. In dit geval is het raadzaam om een omvormer te gebruiken met een hoogfrequente transformatortopologie.

Het alternatief is om een stroomfrequentietransformator voor de PLUS-omvormer te installeren

transformator oplossing.

Configuratie met een omvormer met een hoogfrequente transformatortopologie

Voordelen:

- Het is niet nodig om een externe stroomfrequentietransformator aan te sluiten

- Eenvoudig te installeren

Nadelen:

- Omvormers met een hoogfrequente isolatietopologie komen niet vaak voor, waardoor het moeilijker wordt om te verkrijgen

- Door de kracht van de interne isolatietransformator te beperken, is het onmogelijk om één hoogvermogensproduct te produceren. Dit kan moeilijkheden opleveren bij het opzetten van grootschalige projecten

- Door de geïntegreerde transformator is de efficiëntie van de omvormer laag

Configuratie met een topologische omvormer zonder transformator + een transformator met industriële frequentie

Voor omvormers zonder transformator in de topologie, in een oplossing van PV panelen met dunne film, moet aan het uitlaatuiteinde een frequentietransformator worden behandeld. De primaire transformator wordt niet geaard en het wordt aanbevolen dat Brain driefasige transformatoren de verbindingsmethode "△, Y" gebruiken, en het dichtstbijzijnde uiteinde van de omvormer is "△".

De terminal van het distributievak is een verbinding van het type "Y" en het neutrale punt kan al dan niet worden aangesloten (afhankelijk van de werkelijke situatie van de site). De omvormer wordt dan aangesloten op de beschermende aarde en er is geen elektrische aarde. Het wordt aanbevolen om de capaciteit 1,1 keer de nominale capaciteit van de dimmer te hebben.

Voordelen:

- Omvormers zonder transformatoren zijn gebruikelijk, gemakkelijk te kopen en relatief goedkoop.

- Omvormers zonder transformatoren worden wereldwijd veel gebruikt, van 700W tot 320kW.

- Systeeminstallatie en productselectie zijn eenvoudig.

Nadelen:

- Een externe frequentie-isolatietransformator is vereist.

De gekozen omvormer moet een sterke functie hebben om stroomlekkage te elimineren

Aangezien de meeste BIPV-ontwerpen PV panelen met dunne film gebruiken, is de afstand tussen de zonnepanelen en de steun dichtbij, zodat de aardingscapaciteit groter is en de lekstroom belangrijker is. Als het substraat van metaal is, is het oppervlak van de metalen plaat groot en dun en zal de stroomlekkage naar de aarde groter zijn.

Zelfs als een negatieve aardeverbinding wordt gebruikt, zullen er echte lekproblemen zijn die de veiligheid en prestaties van het systeem zullen beïnvloeden.

De geselecteerde omvormers hebben een krachtige lekstroomonderdrukkingsfunctionaliteit nodig.

De omvormer moet actieve beveiligings- en beveiligingsondersteunende functies hebben

Voor PV-systemen die op gebouwen worden toegepast, is veiligheidsbescherming essentieel, met name met betrekking tot brandrisicofuncties. Daarom moeten omvormers ondersteunende functies hebben, zoals boogbreukschakelbreuk (AFCI) en snelle sluiting (RSD) om volledige bescherming van het systeem en daaropvolgende veilige bediening en onderhoud te garanderen.

De omvormer moet een speciaal online bediening en onderhoudsplatform hebben

BIPV-projecten zijn ontworpen in combinatie met architectonische kenmerken. In vergelijking met traditionele fotovoltaïsche projecten kan hun daaropvolgende bediening en onderhoud (O&M) dus moeilijker en duurder zijn. De keuze uit omvormerproducten die een veelvoud aan online bedienings- en onderhoudstools bieden, zorgt ervoor dat het systeem slimme en onpraktische bediening en onderhoud biedt.

Conclusie

De producten van het BIPV-project maken volledig gebruik van het oppervlak van het gebouw, dat het vermogen per eenheid effectief met 60% kan verhogen. De ontwikkeling van groene gebouwen is van groot belang om energie te besparen en de uitstoot van de samenleving te verminderen. De BIPV is ongetwijfeld een van de hoofdlijnen van de ontwikkeling van zonne-energie en het is essentieel om geschikte omvormers te kiezen op basis van de individuele kenmerken van de installatie.