マイクロ・インバータ

太陽光発電(PV)装置マイクロ・インバータ・ソリューション設計

設計上の考慮事項

グリッドに接続された太陽光発電(PV)装置は、通常、ストリング・インバータに直列に接続されたモジュール・アレイで構築されます。近年、需要が拡大しているマイクロインバータは、1 つの PV モジュールから AC グリッドに電力を変換し、通常、最大出力電力が 180 ~ 300W の範囲となるように設計されています。マイクロインバータは、設置の容易さ、局所的な最大電力点追従(MPPT)、および障害に対する堅牢性を備えた冗長性の面で優れています。

インバータの中核となるのは MPPT アルゴリズムであり、マイコンまたは MPPT コントローラにより実行できます。コントローラは、DC-DC 変換および DC-AC 変換を調整してグリッドに対して出力 AC 電圧を生成しながら、パネルを最大電力抽出点に維持するのに必要な高精度のアルゴリズムを実行します。加えて、コントローラによってグリッドに対する周波数に固定されます。また、コントローラはすべての電力管理機能に必要な制御ループを実行するようにプログラムされています。PV の最大出力電力は動作条件に依存し、温度、遮光、汚れ、雲量、および時間帯によって常に変動するため、最大出力は常にトラッキングと調整を行う必要があります。コントローラには、制御ループを実装するため、高精度 PWM 出力や ADC などの高度なペリフェラルが搭載されています。ADC は、PV 出力電圧や電流などの変数を測定し、負荷に応じて PWM デューティ・サイクルを変更することにより、DC/DC コンバータおよび DC/AC インバータを調整します。部分的に日陰になった PV モジュールでも正しく最大値を追跡するために複雑な仕組みが存在します。

ADC を読み取り、単一クロック・サイクル内で PWM を調整するように設計されたリアルタイム・プロセッサが適しています。単純なシステム上の通信は単一のプロセッサで処理できますが、複雑なモニタリングのレポートを行う精巧なシステムではセカンダリ・プロセッサが必要になる場合があります。電流はフラックスゲート・センサまたはシャント・レジスタで検出されます。安全性の観点より、プロセッサとライン電流および電圧、さらには外部への通信バスとの絶縁が必要となる場合があります。絶縁装置が内蔵されたデルタ・シグマ変調器が好適です。また、高電圧を処理でき、検出機能が内蔵された MOSFET/IGBT ドライバも適しています。バイアス電源では、DC-DC コンバータを使用してインバータ上の電子機器に電力を供給します。通信機能が内蔵されている場合は、コンバータの監視、電力状態および動作条件のレポート、、ファームウェアの更新が可能です。一般的に、有線または無線(Bluetooth、ZigBee/IEEE802.15.4、6loWPAN)のネットワーク・オプションを減らすために、電力線通信(PLC)が使用されます。

技術資料

アプリケーション・ノート

アプリケーション・ノート (5)

タイトル 概要 種類 サイズ (KB) 日付 表示回数 英語版
PDF 140 KB 2018年 3月 16日 0
PDF 161 KB 2018年 2月 5日 0
HTM 8 KB 2016年 7月 5日 0
HTM 8 KB 2013年 5月 6日 0
HTM 8 KB 2013年 1月 16日 0

ツール/ソフトウェア

名称 型番 会社名 ソフトウェア/ツール・タイプ
ソーラー・マイクロ・インバータ開発キット TMDSSOLARUINVKIT Texas Instruments 評価モジュールと評価ボード

製品カタログ/ホワイト・ペーパー

ホワイト・ペーパー (6)

タイトル 概要 種類 サイズ (MB) 日付 表示回数 英語版
PDF 2.24 MB 2018年 6月 6日 0
PDF 707 KB 2018年 4月 16日 0
PDF 675 KB 2017年 1月 31日 0 英語版をダウンロード
PDF 960 KB 2016年 3月 21日 0
PDF 1.07 MB 2014年 5月 28日 0
PDF 1.72 MB 2012年 8月 3日 0

ブログ

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