引言:太陽(yáng)能作為一種新能源,能為我們的生活提供清潔無(wú)污染的能源。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電流為直流電,但民用電力以交流供電為主,且太陽(yáng)能發(fā)電最終將走向并網(wǎng)運(yùn)行,這就意味著太陽(yáng)能發(fā)電必須通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)家用電器等負(fù)載。因此,逆變器在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用。
逆變器的主要功能是將電源的可變直流電壓輸入轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)干擾的交流正弦波輸出,既可供設(shè)備使用,也可反饋給電網(wǎng)。
一、太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)光伏逆變器的要求
對(duì)于熟悉功率管理的工程師而言,設(shè)計(jì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的逆變器有什么要點(diǎn)需要額外注意?首先,就現(xiàn)有光伏系統(tǒng)逆變器的使用情況來(lái)看,它們一般只能使用5到10年,而光伏電池板的使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年,逆變器成為光伏系統(tǒng)中可靠性最低的組件。IR的AlbertoGuerra提出,設(shè)計(jì)師必須考慮光伏系統(tǒng)逆變器的使用壽命。太陽(yáng)能逆變技術(shù)業(yè)界對(duì)于產(chǎn)品壽命有很高的期望,一般都能保證20至25年的使用期,因此特別著重每種元件的可靠性。
二、提高光伏逆變器壽命的關(guān)鍵
決定光伏逆變器的壽命為其各元件的可靠性,盡管半導(dǎo)體元件通常都達(dá)到這種可靠性水平,但對(duì)于無(wú)源元件來(lái)說(shuō)卻有可能是一個(gè)挑戰(zhàn),特別是電解電容器。電解電容器的可靠性提高成為了提高光伏逆變器可靠性的關(guān)鍵之一。
三、電解電容器在光伏逆變器中的作用
光伏逆變器可看成是用直流電源供電的特殊用途的變頻器,輸出頻率為50Hz或與電網(wǎng)同步的50Hz。也就沒(méi)有整流器產(chǎn)生的整流電路的電流脈沖,這樣直流母線上的電容器的功能為直流母線電容器或者成為“DC-Link”電容器,其作用為吸收由逆變器產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)頻率極高次諧波電流和輸出頻率的三倍頻電流和高次諧波電流。
四、光伏逆變器對(duì)電解電容器的要求
1.高電壓
一般大功率的光伏逆變器,將轉(zhuǎn)化后的交流電直接并入高壓電網(wǎng)中,但從安規(guī)角度考慮,光伏電池組的輸出電壓一般不高于900V,可以選擇兩只450V電解電容器串聯(lián),但為了提高安全性,可以選擇2只500V電解電容器串聯(lián)。所以需要高電壓等級(jí)的電容器來(lái)減少電容器的串接而提高可靠性。
2.高耐紋波能力
一般光伏逆變器流過(guò)電容器的電流為逆變器輸出電流有效值的0.44倍。如光伏逆變器的輸出電壓為線電壓250V,每輸出1kW功率對(duì)應(yīng)的輸出電流約2.54A,流過(guò)直流母線電容器的電流為1.12A。100kW光伏逆變器的直流母線電容器需要流過(guò)112A有效值電流,所選擇的電容器的額定電流不應(yīng)低于這個(gè)數(shù)值。如果一只電解電容器的額定電流不能滿足要求,要選擇多只電解電容器并聯(lián)方式獲得所需要的電流值。所以要求單只高耐紋波能力的電解電容器來(lái)減少電解電容器的并聯(lián)數(shù)量,提高整體可靠性。
3.長(zhǎng)壽命
在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中光伏電池板的使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年,而逆變器成為光伏系統(tǒng)一般只能使用5到10年,所以太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)光伏逆變系統(tǒng)的壽命要求為25年的水平。對(duì)于無(wú)源元件電解電容器,它的負(fù)極為電解液,會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)慢慢干涸而失效。這勢(shì)必需要電解電容器行業(yè)制造出更長(zhǎng)壽命的電解電容器來(lái)符合光伏逆變器的要求。
五、BIT的電解電容器
上海一點(diǎn)點(diǎn)電子科技有限公司是一家專(zhuān)注于螺栓型鋁電解電容器制造10多年的公司。經(jīng)過(guò)3年多的研發(fā),對(duì)電解液的配方進(jìn)行改良,電解液中的重要化學(xué)藥品采用日本進(jìn)口藥品,成功研發(fā)出高性能的電解液。經(jīng)過(guò)可靠性試驗(yàn)完全符合新能源領(lǐng)域要求的長(zhǎng)壽命,高紋波,高電壓。終于2011年初推出了新能源領(lǐng)域應(yīng)專(zhuān)用系列ES6和EL20。
目前市場(chǎng)上的長(zhǎng)壽命型的鋁電解電容器為85℃、5000小時(shí),而B(niǎo)IT的ES6系列在相同條件下能保證85℃、6000小時(shí)壽命,且耐紋波能力為普通長(zhǎng)壽命型的1.7倍,提高了電解電容器的壽命和耐紋波能力,符合了普通光伏逆變器對(duì)電容器的要求。BIT的EL20超長(zhǎng)壽命型電解電容器更是達(dá)到了85℃、20000小時(shí)壽命,耐紋波能力是普通長(zhǎng)壽命型的1.9倍,完全能夠滿足光伏逆變器的長(zhǎng)壽命的需要,能大幅度提高光伏逆變器的可靠性水平,符合太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的要求。隨著新能源領(lǐng)域不及其相關(guān)行業(yè)的不斷進(jìn)步,相信太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)也會(huì)高速發(fā)展,太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的可靠性會(huì)不斷提高。我們BIT人愿意與大家一起努力為新能源的發(fā)展提供更高規(guī)格的電解電容器,為建設(shè)綠色地球貢獻(xiàn)綿薄之力。
電解電容器紙,又稱(chēng)電容器隔膜紙,它在電解電容器的陽(yáng)極和陰極鋁箔之間起隔離、絕緣作用。電解電容器紙的質(zhì)量越好,越能滿足電容器耐壓、低阻抗、損耗小的要求。
無(wú)極性(雙極性)電解電容器采用雙氧化膜結(jié)構(gòu),類(lèi)似于兩只有極性電解電容器將兩個(gè)負(fù)極相連接后構(gòu)成,其兩個(gè)電極分別為兩個(gè)金屬極板(均粘有氧化膜)相連,兩組氧化膜中間為電解質(zhì)。有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波,退耦(ǒu)、信號(hào)耦合及時(shí)間常數(shù)設(shè)定、隔直流燈作用。無(wú)極性電解電容器通常用于音響分頻器電路、電視機(jī)S校正電路及單相發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路。
電解電容器的工作電壓為6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、160V、200V、300V、400V,工作溫度為-40°~+105℃(6.3~100V)、-40~+85℃(100V以上),特點(diǎn)是容量大、體積大、有極性,一般用于直流電路中作濾波、整流。目前最常用的電解電容器有鋁電解電容器和鉭電解電容器。