Aurinkopaneelien valmistajat yrittävät luoda tehokkaampia aurinkopaneeleja käyttämällä uusia teknisiä ratkaisuja ja  materiaaleja. Vaikka ne ovat viime vuosina parantuneet, on niiden tehokkuuden lisäämiseksi vieläkin helpompi tapa. Voit käyttää esimerkiksi Aimtecin AM10/15/40/45/200-NZ-sarjan DC-DC-muuntimia, jotka takaavat erittäin laajan tulojännitealueen (200 V DC – 1500 V DC).  Voit lisätä niillä tehokkuutta 1,5–2 prosenttiyksikköä verrattuna tällä hetkellä tarjolla oleviin tuhannen voltin DC -muuttajiin. Tässä TME:n artikkelissa esitellään Aimtecin uusimpia aurinkokennoihin ja inverttereihin sopivia DC-DC-ratkaisuja ja -tekniikoita.

Vuonna 2015 YK:n Pariisin ilmastonmuutoskonferenssin jälkeen allekirjoitettiin sopimus maailman kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Sillä oli myönteinen vaikutus kehitykseen ja se kasvatti uusiutuvien energialähteiden, kuten aurinkosähköpaneelien ja tuulienergian, suosiota. Myös julkinen tuki uusiutuville energialähteille, laskevat tuotantokustannukset ja tehokkuutta lisäävät uudet tekniikat ovat tekijöitä, joiden uskotaan kasvattavan edelleen aurinkosähköjärjestelmien ja tuulienergian kysyntää.

Aurinkoenergian suorituskykyä parantaa myös uusien muuntimien käyttö. Nykyiset aurinkokennojärjestelmät (PV) suunnitellaan sellaisen mallin perusteella, joka käyttää 1000 voltin tasajännitettä – 33 prosenttia alhaisempaa jännitettä kuin uusien Aimtec-ratkaisujen tukema 1500 voltin tasajännite.

Markkinatutkimuslaitos GTM-yritys on laskenut, että korkeammat jännitejärjestelmät lisäävät tehokkuutta 1,5–2 prosenttiyksikköä. Näiden havaintojen perusteella on selvä, että seuraavana aurinkosähkölaitteistojen kehittämisessä on näiden erittäin sisäisten osien korvaaminen uusilla rakenteilla.

Aimtecin AM10/15/40-800xxS-NZ -sarjan DC-DC-muuntimet tarjoavat tulojännitealueen 200-1500 V DC, 4000 V AC eristyksen ja sisäänrakennetut moniulotteiset suojaustoiminnot, jotka voivat olla käyttökelpoisia aurinkosähköjärjestelmissä ja muissakin sovelluksissa, jotka vaativat vakaata ja luotettavaa virtalähdettä (esimerkiksi tuuliturbiinit).

Aimtecin ratkaisu tarjoaa innovatiivisen rakenteen ja saumattoman integraation  laajaan valikoimaan tuotteita. Niiden käyttö tuottaa selvää etua laitevalmistajille, koska ne lyhentävät uuden tuotteen markkinoille saattamiseen tarvittavaa aikaa, vähentää kustannuksia ja lisää järjestelmän tehokkuutta.

Aimtecin DC-DC-muunninsarjat eroavat muista tämän tyyppisistä laitteista seuraavasti:

• Erityinen, erittäin laaja tulojännitealue: 200 – 1500 V DC;
• Vakio lähtöjännite: 5 V/12 V/15 V/24 V;
• Voidaan käyttää pienempien ja pienempien tuotteiden luomiseen (invertteri, valvontajärjestelmä);
• Useita suojauksia:
  • Alijännitesuoja tulossa
  • Käänteisen napaisuuden suojaus
  • Ylivirtasuoja lähdössä
  • Oikosulkusuojaus
  • Ylijännitesuojaus
• Suuri luotettavuus vaikeissa ympäristöolosuhteissa;
• Teollinen käyttölämpötila-alue: -40°C~+70°;
• Suuri suorituskyky, alhainen aaltoilu ja häiriötaso;
• EN62109 -sertifiointi, odottaen UL508-sertifiointia;
• Piirilevykokoonpano, voidaan asentaa DIN-kiskoon.

Aimtecin DC-DC-muunnin mahdollistaa aurinkopaneelimatriisin tehomoduulin ottamaan yli tuhannen voltin lähtöjännitteen. Tämä on ratkaisevan tärkeää, koska lähtöjännite vaihtelee auringonvalon voimakkuuden mukaan.Pitkäaikaisesti liian korkea lähtöjännite voi johtaa käyttöjännitteen vakauden menetykseen, kaapeliongelmiin ja oikosulkuihin, mikä puolestaan voi johtaa koko järjestelmän sähkökatkokseen.

Aimtecin DC-DC-toteutusperustuu Flyback-rakenteeseenja PWM-ohjausjärjestelmällö. Muunnin käyttää kahta sarjaan kytkettyä korkeajännitetransistoria ja virranerotusta. Korkeajännitteinen käynnistysjärjestelmä on rakennettu käyttämällä Aimtecin patentoitua käynnistystekniikkaa, ja siinä on useita sisäänrakennettuja suojavarusteita.

Ratkaisu 1:  Aimtecin AM10/15/40-800xxS-NZ -sarjan DC-DC-muuntimen käyttö PV-aurinkosähköjärjestelmässä

Tätä tyypillistä aurinkopaneelijärjestelmän liittymävalvontayksikköä varten DC-DC-muuntimen laaja tulojännitealue ja 4000 voltin AC-eristys yksinkertaistavat prosessia, jolla muunnetaan teho paneelimatriisista valvontayksikön tarvitsemaan 24 voltin DC-jännitteeseen. Aimeticin DC-DC AM1DS-0505SH30-NZ-muunnin syöttää Hall-anturin virran ja eristää korkeajännitteen pienjännitteestä. AM2LS-0503S-NZ -muunnin tarjoaa 3,3 V:n eristetyn jännitteen mikrokontrolleriin. Lopuksi RS-485-lähetin-vastaanotin tarjoaa eristetyn sarjalähetyksen ja tehon, mikä vähentää sähkömagneettisia häiriöitä ja estää maasilmukan aiheuttamia häiriöitä. Tämä ratkaisu on toimiva ja takaa korkean turvallisuuden.

Ratkaisu 2: Aimtecin AM10/15/40-800xxS-NZ -sarjan DC-DC-muuntimen käyttö PV-aurinkosähköjärjestelmässä

Liitäntärasia kerää virtaa aurinkopaneelien joukosta, joka kulkee sitten tasavirtakaapin läpi ja joka muutetaan vaihtovirraksi vaihtosuuntaajassa. Tätä prosessia on tarkkailtava sen varmistamiseksi, että jännite täyttää vaatimukset.

Kaaviosta näemme, että Aimtecin AM10/15.40W-800-NZ kuluttaa virtaa korkeajänniteväylältä ja vähentää jännitettä 24 voltin DC:iin. Sitten AMSRI-7805-NZ-muuntimet ja AMSRI-7815-NZ-muuntimet tarjoavat erittäin korkean virran tehokkuuden seuraavalle järjestelmälle sopivalla jännitteellä. AM2LS-0503S-NZ -muunnin antaa eristetyn tasavirran mikro-ohjaimelle.

Aimtecin AM10/15/40-800xxS-NZ -sarjan muuntimet tarjoavat laajan syöttöjännitealueen: 200 V DC – 1500 V DC. Niitä täydentää tuotevalikoima, jonka avulla aurinkokennojärjestelmien tehokkuutta voidaan lisätä kaksi prosenttiyksiköllä. Lisäksi luokansa paras suojaus takaa laitteen turvallisen ja luotettavan toiminnan ratkaisuille.

Lisätietoja saat Aimtecin valtuuttamalta jälleenmyyjä TME:n verkkosivustolta (LINKKI).

Artikkeli on TME:n tuottamaa materiaalia Amtecin ratkaisuista ja tekniikoista.