Power oplossing voor 1500 VDC fotovoltaïsche power generatiesysteem

Om te voldoen aan de noden van 1500 VDC zonne-energiesystemen introduceert MORNSUN een nieuwe DC/DC converter, de PVxx-29Bxx serie. Deze DC/DC-serie werkt met een breed ingangsspanningsbereik van 200 – 1500 VDC. Ze levert standaard uitgangsspanningen van 5 VDC, 12 VDC en 24 VDC om de monitoring en controle circuits in het systeem van spanning te voorzien.

De PVxx-29Bxx maakt het design voor de bedrading van uw systeem eenvoudiger. Dit vermindert de kosten voor het onderhoud en de systeemfabricage in vergelijking met AC-spanning of batterijspanning. Deze converter heeft ook meerdere beveiligingsfuncties die de systeemveiligheid verbeteren wanneer een storing optreedt.

1. Basisstructuur en de noden van het PV-power generatiesysteem

PV-power generatiesystemen bevatten:

• Zonnepanelen
• PV-combiner box
• DC-stroomverdeling kabinet
• Inverter
• Boost transformator

Door zonnepanelen in groep te plaatsen en parallel te schakelen met elkaar krijg je een combinatie in de PV-combiner box, zo vermindert de bedrading tussen de zonnepanelen en de inverters. De combiner box stuurt de spanning naar het DC-kabinet om van hieruit naar de PV-inverter te gaan en uiteindelijk te belanden bij het elektriciteitsnet.

De PV-combiner box moet de conditie van de stroom, spanning en het vermogen van elke groep zonnepanelen detecteren om zo de storingswaarschuwing, lokalisatie en communicatie functies te realiseren. De PV-inverter moet de spanning en stroom detecteren en drijft de besturingskaart aan tijdens het converteren van DC spanning naar AC spanning.

Doordat de output van de zonnepaneel groepen normaal hoger ligt dan 1kv, kunnen de gebruikelijke elektronische voedingen de spanning van de hoogspanningslijn niet accepteren als input. Extern vermogen voor het aandrijven van meerdere detectie units voor PV- combiner boxen en inverters kan echter voor onstabiele spanning, bedradings- en kortsluitproblemen zorgen. Dit zou stroomuitval van het gehele detectiesysteem veroorzaken.

Daarom dient u rekening te houden met de volgende factoren van een elektronische voeding voor PV-systeem apparatuur:

• Ingangsspanning en uitgangsspanning: bv. 200 – 1500 VDC input en standaard output van 12 VDC, 15 VDC en 24 VDC
• Isolatie tussen de primaire en secundaire kant: 4000 VAC
• Meerdere beveiligingen: input onderspanningsbeveiliging, reverse-input beveiliging, kortsluitbeveiliging, output overspanningsbeveiliging.
• Hoge betrouwbaarheid ook in barre omstandigheden

MORNSUN heeft een reeks DC/DC converters met 200 – 1500 VDC input en 4000 VAC isolatie uitgebracht om te voldoen aan de eisen van een PV-power generatiesysteem. Bovendien heeft MORNSUN veel DC/DC oplossingen die de veiligheidsisolatie in verschillende units van het circuit garanderen.

2. Power oplossing voor de bewakingseenheid van een PV-combiner box

Om de betrouwbaarheid en uitvoerbaarheid te verbeteren, is de PV- combiner box uitgerust met een DC-zekering, thermische veiligheid en functionele circuits zoals een controle-, proces- en communicatiecircuit.

Diagram 2 toont een typische bewakingseenheid PV-combiner box bestaande uit volgende onderdelen:

• de PVxx-29B24 met 200 – 1500 VDC input en 4000 VAC isolatie maakt het veel eenvoudiger om de stroom uit de zonnepanelen te krijgen en om te zetten naar 24 VDC voor de bewakingseenheid
• De DC/DC converter F0505S-1WR2 wordt gebruikt om de hall sensor met isolatie tussen hoge en lage spanning aan te drijven.
• DC/DC converter B0503XT-2WR2 biedt de 3,3 VDC isolatie voor de MCU.
• De transceiver TD501D485H integreert het geïsoleerde communicatiesignaal en de isolatiestroom, en belemmert daardoor elektromagnetische interferentie en voorkomt aardlussen.

Deze oplossing is functioneel, voldoet aan de eisen en biedt ook een veiligheidsisolatie, die eenvoudig en betrouwbaar is.

3. Power oplossing voor bewakingseenhied van de PV-inverter 

De combiner box dient om alle stroom te bundelen. Na de DC schakelkast bewaking zal de inverter de DC spanning in AC spanning omzetten. Het proces van de inverter dient ook gemonitord , gecontroleerd en gecommuniceerd te worden om zeker te zijn dat de geconverteerde spanning voldoet aan alle eisen. Deze bewakingseenheidkan het brede ingangsspanningsbereik van 200 – 1500 VDC van de bus accepteren.

Diagram 3 toont het volgende:

• PVxx-29B24 krijgt zijn spanning direct van de input en verlaagt deze naar 24 VDC.
• De low-drop regulator K7805-500R3 en K7815-500R3 levert de juiste spanning met een hoge efficiëntie voor het circuit dat erachter komt.
• DC/DC converter B0503XT-2WR2 biedt 3,3 VDC isolatie voor de MCU.
• De transceiver TD501D485H integreert het geïsoleerde communicatiesignaal en de isolatiestroom en belemmer daardoor de elektromagnetische interferentie en voorkomt aardlussen.
• QP12W08S-37 is een isolatie DC/DC geïntegreerde IGBT driver, die zorgt voor een makkelijker design en de betrouwbaarheid verbetert.