Conversion d'énergie verte du système de production d'énergie solaire photovoltaïque

L’application du système de production d’énergie solaire photovoltaïque raccordé au réseau a commencé au début des années 80. Les États-Unis, le Japon, l’Allemagne et l’Italie ont tous fait des efforts dans ce sens. A cette époque, de grandes centrales photovoltaïques raccordées au réseau ont été construites, allant de 100 kW à 1 MW. Et ce sont toutes des centrales expérimentales investies par le gouvernement. Cependant, les résultats des tests n'étaient pas très satisfaisants. Comme les cellules solaires étaient chères à l'époque, la compagnie d'électricité avait du mal à les accepter.

Le marché que les pays développés ont principalement développé au cours des dernières années est le système de production d’électricité raccordé aux toits. La raison en est que la distribution du réseau électrique dans les pays développés est très dense, que la production d’électricité connectée au réseau n’utilise pas de batteries et que le coût de la consommation électrique de pointe dans le réseau est élevé. Le prix de l'électricité produite par la production photovoltaïque dans les zones ensoleillées est proche du prix de la marchandise (estimé à 2000-2005). La période de calcul), il est prévu que le système de production d'électricité connecté au réseau de toiture sera largement appliqué après 10 ans.

Le système solaire photovoltaïque raccordé au réseau comprend un réseau de cellules photovoltaïques, un contrôleur et un onduleur connecté au réseau. L'onduleur connecté au réseau alimente directement l'énergie électrique dans le réseau public sans passer par le stockage de la batterie. Puisque l'énergie électrique est directement entrée dans le réseau électrique, que la batterie est supprimée, le processus de stockage et de libération de la batterie est sauvegardé, la perte d'énergie est réduite, l'espace occupé par le système et l'investissement et la maintenance du système sont sauvegardés. et le coût est réduit; d'autre part, la capacité de production d'électricité peut être très bonne. Large et peut garantir la fiabilité de l'alimentation de l'équipement électrique. Cependant, étant donné que la sortie de l’onduleur est connectée en parallèle avec le réseau électrique, il est nécessaire de maintenir la cohérence des caractéristiques électriques des deux ensembles de tension, phase, fréquence, etc. être chargé et déchargé les uns avec les autres, provoquant la consommation interne et l'instabilité de l'ensemble du système d'alimentation.

Le composant principal du système de production d'énergie photovoltaïque raccordé au réseau solaire est l'onduleur ou le conditionneur de puissance (PCU). Le PCU convertit le courant continu généré par le système de production d'énergie solaire photovoltaïque en un courant alternatif standard qui répond aux exigences du secteur de l'énergie. Lorsque le service d’alimentation cesse d’alimenter le secteur ou que le réseau est en panne Lorsque le réseau est défectueux, le PCU coupe automatiquement l’alimentation. La connexion réseau entre la sortie CA du système de production d'énergie photovoltaïque raccordé au réseau et le réseau public est définie. Lorsque le système de production d'énergie photovoltaïque raccordé au réseau dépasse la quantité réelle d'énergie requise par la charge du système, l'excès de puissance est transmis au réseau public. Lorsque l'énergie produite par le système solaire photovoltaïque est inférieure à la quantité réelle d'énergie requise par la charge du système, la puissance requise par la charge du système peut être complétée par le réseau public. Dans le même temps, il est également nécessaire de veiller à ce que le système solaire photovoltaïque n'alimente pas le réseau électrique public en cas de panne ou de maintenance du réseau électrique public, de sorte que le système puisse fonctionner de manière stable et fiable. La production d'énergie solaire connectée au réseau est la direction du développement de la production d'énergie solaire photovoltaïque, représentant la technologie potentielle de consommation d'énergie du 21ème siècle.

À la fin des années 1980, l'érudit japonais S.Nanaka et d'autres chercheurs ont été les premiers à mettre au point un onduleur connecté à un réseau de cellules solaires. Cet onduleur connecté au réseau est bien adapté aux caractéristiques des modules solaires. Meilleure performance. Cependant, en raison de l'utilisation du circuit principal de l'onduleur de la source actuelle, le circuit principal et la commande sont compliqués, de sorte qu'il n'a pas été bien développé. Depuis les années 1990, avec le développement de l'électronique de puissance et de la technologie de contrôle, la technologie de flux à onduleur PWM de type tension est devenue plus mature. Grâce à son convertisseur de puissance bidirectionnel supérieur et à ses performances de contrôle de courant, cette technologie est directement appliquée à la génération de courant des réseaux solaires connectés au réseau et les caractéristiques de courant sinusoïdales du côté réseau sont obtenues. Le système de commande à réseau de cellules photovoltaïques monophasé de type tension est représenté sur la Fig.

Lorsque la grille est en marche, le système de contrôle contrôle la tension Vd du côté CC du générateur solaire, et le système de commande alimente le réseau sous l'excitation du panneau solaire. Comme on le voit sur la figure 1, le système d'inverseur connecté au réseau est constitué d'un transformateur connecté au réseau T, d'une inductance CA L, d'un tube d'alimentation (T1 à T4), d'un condensateur de stockage CC, d'un système de commande à microprocesseur et d'un générateur solaire. PV. Le processus de contrôle sinusoïdal du côté du réseau pendant le fonctionnement en réseau est le suivant:


Tout d'abord, la tension de référence continue Vd * est comparée à la tension de rétroaction Vd. Le signal de tension d'erreur ΔVd, ΔVd est régulé par la tension et le signal de régulation de courant est Im *. La phase est obtenue par le signal sinusoïdal unitaire synchronisé avec la tension du réseau, et les deux sont multipliés par le signal de courant sinusoïdal iN *. Après avoir été contrôlé par le régulateur de courant, le générateur de mode PWM émet un signal de commande pour forcer le courant de sortie à suivre le courant d'entrée. Lorsque iN est inversé par rapport à VN, l'énergie électrique sera acheminée du réseau solaire au réseau.