光伏水泵逆变器的选择
在交流光伏水泵系统中,水泵驱动器(对于交流系统为水泵逆变器)也是核心部件,是起承上启下的作用,所选择的水泵逆变器应应具有如下性能和功能:
1 具备MPPT功能,即可实时检测并控制光伏阵列输出特性,使之按照最大功率方式发电;
2 水泵逆变器能有效控制水泵(马达和叶轮系统)进行变频变压,即V/F控制,使系统输出功率随光照变化并在启动时平缓、无冲击;
3 水泵逆变器需对外围设备进行管理和信息交互,构建控制和保护功能,如和直流汇流箱、流量计、水源水位传感器、储水装置的水位传感器、辐照度计等装置通讯;实现自动运行、无人值守、远程监控;
4 由于马达和叶轮系统组成的扬水系统一般会有30%的效率损失,因此水泵逆变器的过载能力也是重要指标。
5 考虑到安装成本和维护方便,逆变器应选择室外型、即IP65防护等级;同时考虑系统寿命和可靠性,尽量选择逆变器的散热系统为无风扇自冷散热方式,以提高核心部件的抗污染等级和对恶劣的环境适应性;
6 如前文所述,对于小功率光伏水泵系统,一般多采用220Vac/50Hz的水泵,系统输入直流电压值应不大于500Vdc,因此,选择的水泵逆变器应是采用600Vdc电压等级设计的系统,同时为满足电池组串的电压多样性,逆变器需在较宽的输入电压范围内工作,即选择的光伏水泵逆变器应加入BOOST升压电路,如图4;使系统在配置不同规格的电池板时均会稳定运行,特别是低电压高功率的光伏阵列时,系统能够稳定工作并可延长提水时间,提高日提水量。
另外,通过技术比对和测试,发现有通过修改室内安装型的通用变频器接口参数,来实现光伏水泵系统控制功能,但是其很难在可靠性和综合性能上和专门开发的光伏水泵逆变器相媲美,如无准确的最大功率点跟踪技术和较低的防护等级等。
图4 光伏水泵逆变器的系统功能图