Pienikokoisia aurinkokennoinverttereitä

Yhdysvaltalainen Ideal Power Converters tuo markkinoille uudenlaiseen virtamoduloituun topologiaan ja kaksisuuntaisiin IGBT-komponentteihin perustuvaa suurille aurinkokennojärjestelmille suunnattua invertteritekniikkaa.

Uudenlainen kytkentätopologia mahdollistaa erittäin pienet laiteyksiköt, koska siitä voidaan jättää pois muuntajat ja muut kookkaat suotokomponentit.

Laitekoko pienenee peräti 90 prosenttia ja tällä on merkitystä sillä valmistajan mukaan aurinkokennojen hintojen laskiessa muunnostekniikan ja sen asennuksen vaatimasta tilasta ja hinnasta tulee aiempaa merkittävämpi tekijä.

Koska invertterin tulo ja anto eivät ole koskaan suorassa yhteydessä toisiinsa linkki tuottaa tulo- ja antopiirien erottelun ilman kookasta, painavaa ja kallista muuntajaa. Tulo- ja antokytkimien välillä energia varastoidaan suuritaajuiseen vaihtovirtalinkkiin, joka koostuu induktanssista ja kapasitanssista.

Täysin epäsuorassa energian siirto-operaatiossa aurinkokennojen tasajännitepuoli lataa linkki-induktorin, joka sitten puretaan antopuolen vaiheiksi. Välillä vaihtovirtalinkki resonoi, jolloin se nostaa jännitteen tarvitulle antotasolle. Tämä onnistuu myös pienemmillä tulotehoilla ja -jännitteillä sillä konvertteri on luonnostaan buck-boost -tyyppinen, mikä eliminoi tasajänniteväliasteen.

Kaikki päälle kytkennät tapahtuvat nollajännitteellä ja poiskytkentähäviöt ovat pieniä koska niiden yli on kapasitiivinen puskuri. Uudentyyppisellä aurinkokennoinvertterillä päästään peräti 97 prosentin CEC-hyötysuhteeseen ja harmonistenkin määrä pysyy alle kolmessa prosentissa.

Topologiassa tarvitaan kuitenkin kaksisuuntaisia tehokytkimiä. Perinteiset IGBT-komponentit eivät tätä toteuta, joten valmistaja joutuu rakentamaan ne erillistä komponenteista eli kahdesta IGBT:tä ja kahdesta piidiodista.

Yhtiö tekeekin nykyään yhteistyötä Rensselaer Polytechnic Instituten ja Virginia Techin kanssa kehittääkseen uusia kaupallisia kaksisuuntaisia IGBT-moduulikomponentteja.