Učinkovitost solarnih razsmernikov

Učinkovitost sončnih razsmernikov se nanaša na rastoči trg solarnih razsmernikov (fotovoltaičnih pretvornikov) zaradi povpraševanja po obnovljivi energiji. In ti pretvorniki zahtevajo izjemno visoko učinkovitost in zanesljivost. Raziskana so bila močnostna vezja, uporabljena v teh pretvornikih, in priporočene so bile najboljše izbire za stikalne in usmerniške naprave. Splošna struktura fotoelektričnega pretvornika je prikazana na sliki 1, na izbiro pa so trije različni pretvorniki. Sončna svetloba sije na zaporedno povezane solarne module, pri čemer vsak modul vsebuje niz zaporedno povezanih enot sončnih celic. Napetost enosmernega toka (DC), ki jo ustvarijo solarni moduli, se giblje v območju nekaj sto voltov, odvisno od svetlobnih pogojev niza modulov, temperature baterije in števila modulov v seriji.
Primarna funkcija te vrste pretvornika je pretvorba vhodne enosmerne napetosti v stabilno vrednost. Ta funkcija se doseže z ojačevalnim pretvornikom in zahteva ojačevalno stikalo in ojačevalno diodo. V prvi strukturi je po stopnji pospeševanja izoliran polni mostni pretvornik. Funkcija polnega mostičnega transformatorja je zagotoviti izolacijo. Drugi polni mostni pretvornik na izhodu se uporablja za pretvorbo enosmernega toka prvostopenjskega polnega mostičnega pretvornika v izmenično napetost. Njegov izhod je filtriran, preden je priključen na električno omrežje izmeničnega toka prek dodatnega dvojnega kontaktnega relejnega stikala, s ciljem zagotavljanja varne izolacije med okvarami in izolacije od električnega omrežja ponoči. Druga struktura je neizolirana shema. Med njimi je izmenična izmenična napetost neposredno ustvarjena z izhodno enosmerno napetostjo iz ojačevalne stopnje. Tretja struktura uporablja inovativno topološko strukturo močnostnih stikal in močnostnih diod, ki združuje funkcije ojačevanja in AC generiranja AC v namensko topologijo. Čeprav je izkoristek pretvorbe sončnih kolektorjev zelo nizek, je ključnega pomena, da je izkoristek razsmernika čim bližje 100 odstotkom. V Nemčiji naj bi modul serije 3kW, nameščen na strehi, ki gleda proti jugu, proizvedel 2550 kWh električne energije letno. Če izkoristek razsmernika povečamo s 95 odstotkov na 96 odstotkov, lahko letno proizvedemo dodatnih 25 kWh. Stroški uporabe dodatnih solarnih modulov za proizvodnjo teh 25 kWh so enakovredni dodajanju pretvornika. Ker povečanje učinkovitosti s 95 odstotkov na 96 odstotkov ne podvoji stroškov razsmernikov, je naložba v učinkovitejše razsmernike neizogibna izbira. Za nastajajoče modele je izboljšanje učinkovitosti pretvornika s stroškovno najučinkovitejšim pristopom ključno merilo načrtovanja. Zanesljivost in cena pretvornikov sta še dva merila zasnove. Večja učinkovitost lahko zmanjša temperaturna nihanja med cikli obremenitve in s tem izboljša zanesljivost. Zato so ti kriteriji pravzaprav med seboj povezani. Z uporabo modulov se izboljša tudi zanesljivost.