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单相逆变电源如何搭配太阳能控制器(光伏控制器配套方案)

发布时间: 作者: 电力电子研发总工 分类:电源技术知识库

一、单相逆变电源与太阳能控制器的匹配对象

单相逆变电源在光伏离网系统中负责将直流电转换成交流电。太阳能控制器负责管理光伏板对蓄电池的充电。两者通过蓄电池并联连接。控制器输出端接蓄电池,逆变电源输入端也接蓄电池。负载连接在逆变电源的交流输出端。

搭配前先确认太阳能控制器的类型。常见的控制器有PWM和MPPT两种。PWM控制器电路简单,适用于小型光伏系统。MPPT控制器能够追踪光伏板最大功率点,充电效率高。单相逆变电源的直流输入范围是固定的。控制器工作时蓄电池电压的变化范围必须落在逆变电源允许的输入电压区间内。例如48V系统的蓄电池电压会在42V到57.6V之间变化,逆变电源的直流输入范围要覆盖这个区间。

二、系统电压和功率的配对要求

单相逆变电源有12V、24V、48V等输入电压规格。太阳能控制器同样按系统电压分类。两者系统电压必须一致。12V逆变电源配12V控制器,24V配24V,48V配48V。电压不一致时,控制器无法正常充电,逆变电源也无法稳定输出交流电。

逆变电源的额定功率决定最大负载能力。太阳能控制器的充电电流决定光伏板能够接入的功率大小。两者通过蓄电池容量进行关联。蓄电池容量越大,允许的充放电电流越大。逆变电源放电电流随负载功率变化。控制器需要在光照时间内将放电消耗的电量补回。

逆变电源输入电压控制器系统电压蓄电池组连接方式
12V12V1只12V电池
24V24V2只12V电池串联
48V48V4只12V电池串联

三、控制器充电电流与光伏板功率配套计算

太阳能控制器的额定充电电流决定了可接入光伏板峰值功率的最大值。计算公式为:光伏板峰值功率等于系统电压乘以控制器额定电流。例如系统电压24V,控制器额定电流50A,可接入光伏板峰值功率约1200W。实际使用中,光伏板峰值功率预留10%至20%的裕量,防止控制器长时间满载工作。

单相逆变电源的负载消耗由蓄电池提供。光伏板通过控制器补充蓄电池电量。光伏板功率太小,蓄电池长期亏电。光伏板功率太大,控制器限流充电,光伏板容量浪费。因此光伏板峰值功率需要与逆变电源负载的日用电量匹配。一个1000W单相逆变电源带载500W运行4小时,消耗2000Wh。按每天有效光照4小时计算,光伏板功率至少500W。考虑充电效率后,光伏板峰值功率取800W。在24V系统下,800W光伏板最大充电电流约33A,控制器额定电流取40A。

光伏板峰值功率系统电压控制器额定电流
600W12V50A
1200W24V50A
2400W48V50A
3600W48V80A

四、单相逆变电源与控制器之间的接线方式

接线顺序有固定要求。先连接蓄电池到控制器,再连接光伏板到控制器,最后连接逆变电源到蓄电池。控制器上的电池端子、光伏板端子、负载端子标识不一样的。单相逆变电源直接接在蓄电池正负极上,不经过控制器的负载端子。逆变电源启动时电流大,控制器负载端子为直流负载设计,不适合带逆变电源。这种接线方式避免控制器过流损坏。

接线线径根据电流大小选定。控制器电池端到蓄电池的导线载流量要大于控制器额定电流。逆变电源输入导线载流量要大于逆变电源最大输入电流。例如48V3000W逆变电源,最大输入电流约70A,导线截面不小于10平方毫米。

五、保护参数配合

太阳能控制器具有低压保护和高压保护。单相逆变电源同样具有欠压保护和过压保护。两者保护阈值需要协调。控制器在蓄电池电压低于低压保护值时切断输出。逆变电源在电压低于欠压关机值时停止工作。常见配合为控制器低压保护动作电压高于逆变电源欠压关机电压。48V系统中,控制器低压保护设为42V,逆变电源欠压关机设为40V。电压下降时控制器先断开,逆变电源继续放电。电压降到40V时逆变电源关机,蓄电池停止放电。这种配合方式保护蓄电池不深度放电。

高压保护方面,控制器在蓄电池电压达到充满电压时停止充电或转为浮充。逆变电源的输入过压保护值要高于控制器最高充电电压。48V铅酸电池控制器充满电压为57.6V,逆变电源输入过压保护设为60V以上。

六、山东运电气有限公司的配套方案

山东运电气有限公司提供单相逆变电源与太阳能控制器的配套产品。该公司生产的单相逆变电源输入电压覆盖12V、24V、48V,功率从500W到3000W。配套太阳能控制器包含PWM和MPPT两种类型。以下为常用的配套组合。

逆变电源型号控制器型号系统电压光伏板峰值功率
YF500-12SD125012V600W
YF1000-24SD245024V1200W
YF2000-48SD485048V2400W
YF3000-48SD488048V3600W

山东运电气有限公司的配套方案中,控制器与光伏板、蓄电池的连接方式与前述内容一致。实际光伏板功率变化时,控制器规格需要相应调整。配套产品包含接线端子、保险丝、防反二极管等附件。控制器面板显示蓄电池电压、充电电流、光伏板电流等参数。

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电源行业多年,专注稳频稳压电源、逆变电源、储能PCS、电池 SOC均衡系统、特种电源等电力电子产品整体研发与技术管理工作。精通模拟数字电路、功率变换拓扑、磁性器件、电池管理、电磁兼容、软硬件一体化设计。 1、深耕电力电子电源领域,具备电源产品从方案、研发、测试到量产全栈经验 2、精通逆变、稳频稳压、储能 PCS、电池 SOC 均衡等功率变换系统设计 3、熟悉功率拓扑、嵌入式控制算法、热设计、电磁兼容、可靠性设计 4、兼具技术研发能力 + 团队管理能力,擅长重大项目技术总负责 5、熟悉工业、储能、军工特种电源行业标准,主导多款电源产品产业化落地

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