Результат интеллектуальной деятельности: Инвертор для солнечных электростанций

Изобретение относится к области преобразовательной электронной техники и может быть использовано при создании автономных солнечных источников электроэнергии.

Известны машинные и прямые преобразователи солнечной тепловой энергии в электрическую. К машинным преобразователям относятся паротурбинные установки, а также двигатели внутреннего сгорания, двигатели Стерлинга, поршневые расширительные машины. Основными типами прямых преобразователей теплоты являются теплоэлектрические, термоэмиссионные и магнитогидродинамические. Помимо этих преобразователей теплоты известны также другие преобразователи первичной энергии, это химический - топливные элементы или электрохимические генераторы и световой - фотоэлектрические батареи (Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. - М.: Солон-P, 2001).

Известен преобразователь солнечной энергии, содержащий солнечную батарею, регулятор, средство управления преобразователем, тест-ключ, первым входом соединенный с солнечной батареей, вторым входом - с устройством управления тест-ключом, а третьим входом последовательно соединенный с входным фильтром и регулятором, который первым входом соединен с устройством управления ключом регулятора, а вторым входом последовательно соединен с мостовым коммутатором через двухтактный каскад, при этом мостовой коммутатор соединен с микропроцессором через выходной фильтр, с которого снимается напряжение, которое поступает с солнечной батареи (RU 95915, МПК Н02Н 1/06, опубл. 10.07.2010).

Недостаток известного устройства заключается в том, что он требует отключения солнечной батареи от нагрузки для изменения параметров солнечной батареи. Другим недостатком является отсутствие возможности обеспечивать питание нагрузки в периоды спада напряжения на солнечной батарее, например ночью или в облачную погоду.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является преобразователь солнечной энергии, содержащий блок солнечных батарей, регулятор точки максимальной мощности, преобразователь постоянного тока, измерительный блок, микропроцессорную систему управления регулятора точки максимальной мощности, демпфирующую систему, коммутационный блок, блок суперконденсаторов, блок аккумуляторных батарей, выходной преобразователь постоянного тока, силовой инвертор (RU 143104, МПК H02J 7/04, опубл. 10.07.2014).

Недостаток известного преобразователя заключается в том, что он дополнительно содержит демпфирующую систему, регулятор точки максимальной мощности, выходной преобразователь постоянного тока и за счет этого преобразователь имеет большие массогабаритные показатели и меньший коэффициент полезного действия.

Технический результат заключается в увеличении коэффициента полезного действия и уменьшении массогабаритных показателей.

Сущность изобретения заключается в том, что инвертор для солнечных электростанций содержит блок солнечных батарей, подключенный к преобразователю энергии. Первый параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется с первой первичной обмоткой трансформатора. Второй параллельно подключенный силовой модуль преобразователя энергии соединяется со второй первичной обмоткой трансформатора. Первичные обмотки трансформатора включаются встречно по отношению друг к другу. Вторичная обмотка трансформатора подключается параллельно с последовательно соединенным резистором и суперконденсатором.

Инвертор для солнечных электростанций содержит (см. чертеж) блок солнечных батарей 1, подключенный к преобразователю энергии 2. Преобразователь энергии 2 содержит параллельно включенные по входу силовые модули 3 и 4. В трансформаторе 5 первая первичная обмотка 6 подключена к выходу силового модуля 3, вторая первичная обмотка 7 подключена к выходу силового модуля 4. Первая 6 и вторая 7 первичные обмотки трансформатора 5 включены встречно по отношению друг другу. К вторичной обмотке 8 трансформатора 5, являющейся выходной цепью, параллельно подключены последовательно соединенные резистор 9 и суперконденсатор 10.

Инвертор для солнечных электростанций работает следующим образом. Напряжение от блока солнечных батарей 1 поступает на вход преобразователя энергии 2. Силовые модули 3 и 4 преобразователя энергии 2, работая по очереди со сдвигом 180° на обмотки 6 и 7 трансформатора 5, формируют на выходе обмотки 8 трансформатора 5 переменное напряжение частоты 350-450 кГц, которое, проходя через фильтр, образованный резистором 9 и суперконденсатором 10, принимает форму синусоидального напряжения частотой 50 Гц для питания нагрузки.

По сравнению с известным решением предлагаемое увеличивает коэффициент полезного действия за счет исключения дополнительных элементов и повышения частоты преобразования, а также уменьшает массогабаритные показатели.