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光伏逆变器对铝电解电容器的要求


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molly 发表于 2013-11-25 13:58:12 |只看该作者 |倒序浏览

逆变器的主要功能是将电源的可变直流电压输入转变为无干扰的交流正弦波输出，既可供设备使用，也可反馈给电网。
一、太阳能发电对光伏逆变器的要求
对于熟悉功率管理的工程师而言，设计太阳能发电系统的逆变器有什么要点需要额外注意。首先，就现有光伏系统逆变器的使用情况来看，它们一般只能使用5到10年，而光伏电池板的使用寿命长达25年，逆变器成为光伏系统中可靠性最低的组件。IR的Alberto Guerra提出，设计师必须考虑光伏系统逆变器的使用寿命。太阳能逆变技术业界对于产品寿命有很高的期望，一般都能保证20至25年的使用期，因此特别着重每种元件的可靠性。
二、提高光伏逆变器寿命的关键
决定光伏逆变器的寿命为其各元件的可靠性，尽管半导体元件通常都达到这种可靠性水平，但对于无源元件来说却有可能是一个挑战，特别是电解电容器。电解电容器的可靠性提高成为了提高光伏逆变器可靠性的关键之一。
三、电解电容器在光伏逆变器中的作用
光伏逆变器可看成是用直流电源供电的特殊用途的变频器，输出频率为50Hz或与电网同步的50Hz。也就没有整流器产生的整流电路的电流脉冲，这样直流母线上的电容器的功能为直流母线电容器或者成为“DC-Link”电容器，其作用为吸收由逆变器产生的开关频率极高次谐波电流和输出频率的三倍频电流和高次谐波电流。
四、光伏逆变器对电解电容器的要求
1.高电压
一般大功率的光伏逆变器，将转化后的交流电直接并入高压电网中，但从安规角度考虑，光伏电池组的输出电压一般不高于900V，可以选择两只450V电解电容器串联，但为了提高安全性，可以选择2只500V电解电容器串联。所以需要高电压等级的电容器来减少电容器的串接而提高可靠性。
2.高耐纹波能力
一般光伏逆变器流过电容器的电流为逆变器输出电流有效值的0.44倍。如光伏逆变器的输出电压为线电压250V，每输出1kW功率对应的输出电流约2.54A，流过直流母线电容器的电流为1.12A。100kW光伏逆变器的直流母线电容器需要流过112A有效值电流，所选择的电容器的额定电流不应低于这个数值。如果一只电解电容器的额定电流不能满足要求，要选择多只电解电容器并联方式获得所需要的电流值。所以要求单只高耐纹波能力的电解电容器来减少电解电容器的并联数量，提高整体可靠性。
3.长寿命
在太阳能发电系统中光伏电池板的使用寿命长达25年，而逆变器成为光伏系统一般只能使用5到10年，所以太阳能发电系统对光伏逆变系统的寿命要求为25年的水平。对于无源元件电解电容器，它的负极为电解液，会随着使用时间的增长慢慢干涸而失效。这势必需要电解电容器行业制造出更长寿命的电解电容器来符合光伏逆变器的要求。

逆变器