Yenilenebilir Enerjide Seninristorsa Giriş

Yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş verimli bir güç elektronikine bağlıdır. fotovoltaik Solar (PV) dizilerine, rüzgar türbinlerine ve batarya depolama sistemlerine tüm güçlü yarı iletken anahtarlar dönüştürmeyi, düzenlemeyi ve elektriksel güç için gerekli olan temelleri on yıllar boyunca, özellikle yüksek güç uygulamaları için önemli bir rol üst düzeyde tutar.Forristokratlar, düşük maliyetli bir yük devretme ve mevcutları tercih ederken, onları yenilenebilir sistemler için ideal hale getirmek için gerekli olan elektrik santrallerini değiştirmek için gerekli olan ham geçiş güçlerini sağlar.

IGBTs ve MOSFET gibi modern cihazlar daha düşük güç dönüştürücülerine hükmediyor olsa da, aristorsınız her yenilenebilir enerji uygulamaları, verimlilik, hız ve sistem maliyet gibi en yüksek enerji uygulamaları için doğru topolojiyi seçmeye yardımcı olur.

Senristors Nedir?

Temel Yapı ve Operasyon

Bir yourristor dört katmanlı, üç parça yarı iletken bir cihaz (PNPN) bir latching geçişi olarak hareket eder.Mevcut bir darbeyi, mevcut (IH) veya ters-bibias'a karşı pozitif bir şekilde uygulamanız gerekir.Bir kez tetiklenene kadar, cihaz bir devlete girer ve kapı sinyali kaldırılırsa bile latılır.

En yaygın yourristor, kontrol edilen retifier (SCR) SCRs birkaç amperden binlerce amperden ve on voltdan fazla kilometreye kadar puan alıyor. Diğer varyantlar geçiş hızı, iletim kayıpları ve sürücü karmaşıklığı arasında ticaret yapan.

Anahtar Elektrik Özellikleri

Yenilenebilir enerji uygulamaları için önemli parametreler, çekme gerilimi (V)DRM) içerir (I).T(RMS)), mevcut kapasiteye sahiptir (I) ve di / dv / dv / dv / not ratings.Youristors yüksek basınçlı ortamlarda başarılıdır.

Yenilenebilir Enerji Sistemleri Uygulamaları

Thyristors birden fazla yenilenebilir enerji domaini ile dağıtılırlar. En az kayıplarla yüksek gücü işlemek, onları son derece hızlı geçiş gerektirmez görevler için ideal kılar - örneğin, Pump Hz hattı komünitesi, yumuşak dönüştürücüler ve DC bağlantı düzenlemeleri gibi.

Güneş Fotovoltaic Systems

Büyük ölçekli güneş PV bitkilerinde, aristors birkaç alt sistem blokta görünür:

  • [FONT=0)DC-to-DC dönüştürücüler [Dönetici:0) maksimum güç noktası izleme (MPPT) yüksek gerilimli dizeleri için.Modern MPPT dönüştürücüleri genellikle IGBTs kullanıyor, bazı tasarımları çok-megawatt merkezi inverterlerde izolasyon ve sağlamlığı için SCRs kullanıyor.
  • [FONT:0)Inverter çıktı aşamalar[Dönder: 1) SCRs bir çizgiye dönüşen bir dönüştürücünün anahtarını oluşturur.Bu dönüştürücüler, aristokratların doğal olarak her yarı döngüsünden (doğal kompresyon) geçmek için AC şebeke gerilimine güvenir.
  • [FONT=0) Koruma devreleri[Döneticileri kullanan kalabalık devreleri, aristokratları kısa süreli hataların yanlış akımlarını kullanarak, ağ rahatsızlıkları sırasında aşırı yükleme bileşenlerinden korumak.

Thyristors ayrıca şu anda ortaya çıkıyor:0)solar şarj kontrolörleri [Döneticileri 1 ), mevcut akışları PV panellerden pillere düzenler, gece boyunca şarj etmeyi ve geri dönmelerini engeller.

Rüzgar Enerji Sistemleri

Rüzgar türbinleri, özellikle jeneratörün (DFIG) türlerinde, rotorlu dönüştürücüler ve line-side dönüştürücüler içinde yer alan jeneratörün yaklaşık% 30'unu ele alır, kısmi ölçekli frekans dönüştürücüleri sağlar.The Rotor devreleri.The Rotor devreleri.In the grid tarafında, aristors-based AC-to-DC retts (six-pulse or on iki-pulse düzenlemeleri) sık sık sık kullanılan bir DC bağlantı için kullanır.

Enerji Depolama Sistemleri

Battery enerji depolama sistemleri (BESS), özellikle de orta gerilimde çalışan iki yönlü dönüştürücülere güveniyor (örneğin, 4.16 kV veya 13.8 kV) Burada, yourristor valfleri kontrol yoluyla harmonik bozulmaları sağlar ve kontrol yoluyla harmonik bozulmaları azaltır.Ayrıca, özellikle de orta gerilimde (ortalama korumada çalışır).

Yüksek-Voltage Direct Current (H999) Transmission

Senristors, uzaktan yenilenebilir enerji kaynaklarına bağlanmak için H999 sistemlerinin arka kemiğidir - deniz rüzgar çiftlikleri veya çöl güneş santralleri gibi - AC iletimlerinden daha düşük kayıplarla binlerce kilometreye kadar güç aktarma birimlerini 800 kV'ye kadar kullanıyor ve kıtasal yenilenebilir enerji akışlarını entegre eden süper-bağlantıları da güçlendirdi.

Solar Holfers'teki Rol

Solar PV için İndüktörler

Güneş dönüştürücüleri üç ana kategoriye girer: dize dönüştürücüler (örneğin, 150 kW’a kadar), merkezi inverterler (100 kW'a birkaç MW'a kadar), ve mikroinverterler ([D:0) Merkezi inverterler ([Dönetici dönüştürücüler), gerilim seviyelerinin 1.000 999'u aştığını ve güç derecelendirmelerini birkaç megawatt çizgiye ulaştığını belirtir.

Bir line-commutated inverterde, AC grid gerilimi, giden yourristor'ı kapatmak için komponasyon gerilimi sağlar.Bu doğal komünleme, yardımcı devreleri için ihtiyacını ortadan kaldırır, bileşen sayısını azaltır ve maliyetle azaltır. ancak, line-commutlu inverterler reaktif güç (ya dakırtıcı güç faktörü) ve pasif filtreler üretir.Bu sorunları azaltmak için, dönüştürücüler genellikleFLT'yi içerir.

Kendi kendini kınayan nefseler ile

Çünkü, alginç veya zayıf-grid uygulamaları, öz-kommutlu inverterler gereklidir çünkü hiçbir grid gerilimi sizin aristokratları kapatmaktadır. İşte, 03:0) Güçlendirme[Döneticiler için[Döneticiler için) eklenir: yardımcı kapasitör ve inductor, ana siteleri yok eden mevcut bir puls yaratır, bu yaklaşım karmaşıklıkları ve maliyeti artırır, bu yüzden dönüştürücü tasarımcılar genellikle IGBT'ye kadar yüksek güç için aşırı güç için aşırı yüklemeye veya MOSFET'ler.

Hibrit Topolojiler ve Modern Trendler

Modern merkezi inverterler giderek daha fazla kullanımlıdır:0)IGBT tabanlı gerilim-kaynak dönüştürücüler (VSI)), daha iyi güç kalitesi ve dinamik yanıt için.[FLTristokratlar hala bir niş üst düzeye çıkarlar:2 )-d-d-d-düşükümlü-dönüşümlülükler (örneğin, iki-aktif köprü dönüştürücüler) ve bazen yüksek çözünürlükte (Nic-state dönüştürücüler)[FLTristokratlar (Dönetici) ve diğer taraftan, geleneksel line-frezeler, daha yüksek çözünürlükte (örneğin, çok sayıdaki) ve daha yüksek çözünürlükte (örneğin, yüksek çözünürlükte) ve yüksek çözünürlükte)

Avantajları ve Sınırlamaları

Avantajları Avantajları Avantajları Avantajları

  • [FONT:0) Yüksek güç kullanımı[[Dönetici: 0:1): Thyristors binlerce voltu engelleyebilir ve sadece 1-2 V'nin ileri gerilim damlasıyla binlerce ampsülebilir. Bu onları yüksek akım uygulamalarında son derece verimli hale getirir.
  • [FONT:0) Düşük iletim kayıpları): Bir kez, devlet gerilimi, benzer bir derecenin IGBT veya güç MOSFET'nin, genel sistem verimliliğini artırmaktan daha düşük.
  • [FONT:0)Eksik dalgalanmalar [Dönderin: “Döneticiler, birkaç döngü için puanlanan mevcut artışları 10 kata kadar hayatta kalabilirler, ki bu da şebeke hatası için kritiktir.
  • [FONT:0]Cost efekti[[[Dönetici: 1000 V ve 500 A’nin üzerindeki notlar için, yourristors IGBT modüllerinden çok daha az pahalı.
  • [FONT:0)Robustness[Dönetici: “Zristokratlar, kapı kaynaklı cihazlardan daha az elektrostatik deşarj ve gerilim aksanlarına, paketleme ve korumayı basitleştirmekten daha az hassastır.

Sınırlamalar

  • [FONT:0] Hiçbir kapı dönüşünden ayrılma [[Dönetici: Standart SCRs kapıdan çıkamaz; kendi kendine bağlı topolojilerde kontrole güvenirler.
  • [FONT=0]Limited switch frekansı[[Dönemli: “Senristors genellikle 2 kHz'nin altından çıkarma ve kurtarma kayıpları nedeniyle sınırlı. Modern GTO ve IGCTs birkaç kHz ulaşabilir, ancak hala IGBT'nin arkasında kalır.
  • [FONT:0)Reaktif güç tüketimi[[[Dönetici: 1): Line-commutated inverterler her zaman bir lagging güç faktörü ile çalışır, reaktif güç tazminat ekipmanı gerektiren.
  • [FONT=0) Yüksek kompresyon kayıpları[Dönem: 1))[Döneticileri kendi kendini kınayan dönüştürücüler için gerekli olan zorla kommutlu devreler kayıpları ve karmaşıklığı ekler.

Future Prospects

Gelişmiş Thyristor Teknolojileri

Geniş bantlı yarı iletkenlere ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Silikon teknolojisi içinde, aristokratlı kapı-kommutlu bir senristokrat (IGCT)) 2-10 MW dönüştürücüler için önde gelen bir seçim olarak ortaya çıktı. IGCTs, IGBT'nin dönüş kapasitesi ile bir IGBT'nin düşük iletim gerilimini birleştirir, düşük ücretli bir kapı sürücüsünü hızlı bir şekilde çıkarmak için.

Dijital Kontrol ve Grid Entegrasyon

Gelişmiş dijital sinyal işlemcileri ve alan programlanabilir kapı dizileri (FPGA) etkinleştirmiş durumda, [[0) varsayılan kontrol algoritmaları), sizinristokrat tabanlı dönüştürücüler için, bu kontrolörler harmonikleri en aza indirmek için gerçek zamanlı olarak, güç faktörü geliştirmek ve ağ stabilitesini desteklemek için hıza sahip olacaktır.

[FONT=0]modular multi seviye dönüştürücü (MMC)) mimarlık, HUBE'de zaten baskın olan, güneş ve rüzgar dönüştürücü pazarının nüfuzuna başlamak için başlangıçtır. MMC'ler, her biri yarı-sonuçlu (tipik olarak IGBTs ile) içerir.

Enerji Depolama ve Hidrojen ile entegrasyon

Thyristors ayrıca, hidrojen üretimi için ortaya çıkan uygulamaları da düşük gerilimde (1-50 kA) ve Thyristor-based retifier (bazen hipers veya elektrokimyasal reaktif redüksiyonlar olarak adlandırılır) genel sistem için %98'i aşan büyük DC akımları (-50 kA) gerektirir.Yeşil hidrojen, uzun vadeli bir enerji depolama alanı, sizin için yüksek enerji depolama sistemleri altında olacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Thyristors yenilenebilir enerji alanında eskilerden uzaktır. IGBTs ve MOSFETs daha düşük güç dönüştürücü segmentleri ele geçirdi, yourristors, SiC yourristors, mevcut taşıma ve sağlamlığı nedeniyle en yüksek enerji tiorlarına hükmedmeye devam ediyor.

Güç elektroniklerindeki aristokrat uygulamaları hakkında daha fazla okuma için, [DÜSÜSÜyetim Teknolojilerine Giriş Yapıyoruz:0)Hitachi Enerjinin H999 yourristokratlı Sertifikalar).