ОГЛЯД МАСОГАБАРИТНИХ ТА ВАРТІСНИХ ПАРАМЕТРІВ КОМЕРЦІЙНИХ СОНЯЧНИХ ІНВЕРТОРІВ

УДК:621.3.08

DOI:10.25140/2411-5363-2018-4(14)-183-193

Автор:

Фесенко Артем Петрович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Гусев Олександр Олександрович , Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Чуб Андрій Іванович , Талліннський технологічний університет (вул. Будівників, 5, Таллінн, 19086, Естонія).

Вінніков Дмитро Валерійович , Талліннський технологічний університет (вул. Будівників, 5, Таллінн, 19086, Естонія).

Матюшкін Олександр Олександрович , Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. Одним з-поміж основних факторів, що стримують широке впровадження  систем електроживлення на основі фотоелектричних перетворювачів як у побуті, так і в складі рухомої техніки, є габаритні розміри та висока вартість таких систем. Суттєву частину вартості становить саме перетворювач, що займає помітний об’єм  та містить у своєму складі високовартісні матеріали. На ринку присутній широкий вибір інверторів із різними характеристиками та ціною. Статистичний аналіз та оптимальний вибір таких пристроїв є актуальним питанням сьогодення.

Постановка проблеми. Для ефективного подальшого покращення масогабаритних та вартісних параметрів перетворювача треба спочатку оцінити наявні на світовому ринку пристрої. Проаналізувати їх параметри, особливості та характеристики.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Детальний огляд сучасних досліджень та публікацій дозволив визначити такі особливості сучасних комерційних моделей перетворювачів. По-перше, виробники не розкривають особливостей внутрішньої побудови своїх виробів. По-друге, ефективність, функціональність та масогабаритні параметри сильно відрізняються залежно від потужності та вартості перетворювача.

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Для ґрунтовного порівняння перетворювачів за їхньою вартістю та масогабаритами необхідно запропонувати кількісні параметри. Потрібно встановити кількісний зв’язок між вартістю, об’ємом, потужністю та ефективністю перетворювача, що раніше зводився до питомої потужності.

Постановка завдання. Встановити критерії оцінки масогабаритних та вартісних характеристик інверторів, що можуть бути розраховані на основі вільно поширюваних даних.

Виклад основного матеріалу. Було виконано аналіз сучасного рівня розвитку комерційних моделей перетворювачів у складі сонячних систем у широкому діапазоні потужностей. Розглянуто пристрої провідних світових виробників, потужність яких коливається в діапазоні від 200 до 5000 Вт.

Одержані з відкритих джерел параметри пристроїв зведено в порівняльні таблиці. Розподіл на групи виконано за потужністю інверторів. Виділено три групи порівнюваних пристроїв: до першої належать інвертори потужністю до 1 кВт, до другої – від 1 до 3 кВт, до третьої – від 3 до 5 кВт відповідно.

Було запропоновано два чисельні показники для порівняння перетворювачів. Перший показує вартість одиниці потужності, другий – питому об’ємну вартість. За результатами розрахунків побудовано стовпчикові діаграми для кожного з показників у межах своєї групи.

Висновки. Запропоновані показники дозволяють оцінювати масогабаритні показники перетворювачів, зважаючи на вільно поширювані дані.

Ключові слова:

масогабаритні параметри; питома потужність;коефіцієнт корисної дії; силовий перетворювач.

Список використаних джерел:

  1. Renewables 2017 Global Status Report, Renewable Energy Policy Network for the 21st Century. Paris, France, June 2017.
  2. Mohannad J. Mn., Jameel K. A., Bozalakov D. V. Analytical and calculation DC-link capacitor of a three-phase grid-tied photovoltaic inverter. In proc of  IEEE 12th International Conference on Compatibility, Power Electronics and Power Engineering (CPE-POWERENG 2018). Doha, 2018. Quatar.
  3. Sharifi S., Jabbari M. Family of single-switch quasi-resonant converters with reduced inductor size. In proc. IET Power Electronics 7 (10). Pp. 2544 – 2554.
  4. Abdulslam A, Ismail Y. 5-Level buck converter with reduced inductor size suitable for on-chip integration. In proc. 5th International Conference on Energy Aware Computing Systems & Applications. Cairo, 2015. Egypt.
  5. Hoffmann St., Hoene E., Zeiter O. Inductor Size in High Frequency Grid Feeding Inverters. In proc. Proceedings of PCIM Europe 2015; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. Nuremberg, 2015. Germany.
  6. Neumayr D., Bortis D., Kolar J.W.  Ultra Compact Power Pulsation Buffer for Single-Phase DC/AC Converter Systems. In proc. Proceedings of the 8th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC 2016-ECCE Asia). Hefei city, 2016. China.
  7. Song C.Peng L., Brady D.,  Lehman D. Optimum inverter sizing in consideration of irradiance pattern and PV incentives. In proc. Twenty-Sixth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). Fort Worth, 2011. TX, USA.
  8. Moving object detection in unmanned aircraft images [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/254027035_Inverter_size_optimization_for_grid-connected_concentrator_photovoltaic_CPV_plants.
  9. International Energy Agency, "Cost and performance trends in grid-connected photovoltaic systems and case studies [Електронний ресурс]. – Режим доступу:https://www.researchgate.net/ profile/Iea_Pvps2/publication/324728019_Task_2_Cost_and_Performance_Trends_in_Grid-connected_Photovoltaic_systems_and_Case_Studies/links/5adf3abeaca272fdaf8986ca/Task-2-Cost-and-Performance-Trends-in-Grid-connected-Photovoltaic-systems-and-Case-Studies.pdf.
  10. How Much Does it Cost to Install Solar on an Average US House? [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://www.solarpowerauthority.com/how-much-does-it-cost-to-install-solar-on-an-average-us-house.
  11.  Bortis D., Neumayr D., Kolar J. W.. ηρ-Pareto optimization and comparative evaluation of inverter concepts considered for  the GOOGLE Little Box Challenge. In proc of IEEE 17th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL). Trondheim 2016. Norway.

Завантажити