0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

利用一体化充电器/逆变器简化离网光伏供电解决方案

海阔天空的专栏 来源:Steven Keeping 作者:Steven Keeping 2025-10-03 17:42 次阅读
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

作者:Steven Keeping

投稿人:DigiKey 北美编辑

随着用户不断采用替代能源,离网电力解决方案正变得越来越流行。由于方案中的光伏 (PV) 电池板使用最大功率点跟踪技术 (MPPT),因此这些系统的安装和配置非常复杂。同时选件组合需要多个逆变器和充电器,从而增加了成本。

设计人员现在可以通过使用单个一体化 AC/DC 充电、DC/AC 逆变和 AC 旁路装置,来简化离网供电和电池充电过程并降低成本。

本文首先简要回顾了离网供电应用和光伏电池板/MPPT 充电的复杂性。然后介绍 [MEAN WELL] 的一体化装置,说明它们如何简化安装和操作,同时降低成本。同时使用一个居家应用展示了使用一体化产品的优势。

什么是离网供电应用?

离网供电之所以越来越受欢迎,是因为技术已经成熟,这些系统既可靠、高效,又具有成本效益,能够让用户摆脱电网设施的束缚。

顾名思义,离网电力不是来自公用电网,而是通常来自将阳光转化为电能的光伏板。风能也是一种选择。

要实现完全的电网自主,离网系统需要几个关键组件:

  • 光伏电池板:将太阳光转换为直流电
  • 外部太阳能 MPPT 充电器:优化流向蓄电池的电能,最大限度地储存能量
  • 电池:用于储存光伏电池板产生的能量
  • DC/AC 逆变器:将电池电量转换为家用电器所需的交流电

虽然许多用户都在努力实现完全的能源自主,但他们也明白,光伏电池板可能无法持续为所有家用系统提供足够的电力,因此他们会采取明智的预防措施,与电力公司建立联系。电网输入的交流电被转换成直流电,以提升电池能量(图 1)。

光伏板供电的离网供电系统图片(点击放大)图 1:所示为光伏板供电的离网电力系统,带有备用公用电网交流输入。(图片来源:MEAN WELL)

自主离网系统切实可行,但实现起来并不简单。安装和维护都需要注意,而增加回电装置为电池充电则增加了复杂性。假设光伏电池板安装在最佳位置和角度,蓄电池有足够的容量来储存足够的能量,以便在日照时间有限或为零的情况下为住宅供电,那么外部太阳能 MPPT 充电器、AC/DC 充电、DC/AC 逆变和 AC 旁路就是决定系统功效的关键因素。

逆变器的工作之一是将光伏电池板和电池组成的系统产生的直流电转换成 230 V/60 Hz 的输出。像 MEAN WELL [ISI-501-212B] 逆变器这样的产品可接受 12 VDC 输入,提供 450 W 真正弦波输出,总谐波失真 (THD) <3% ,AC 调节为 ±3%。

在图 1 所示的架构中,逆变器作为 MPPT 光伏充电器运行,包括铅酸电池所需的恒流和恒压充电特性。MEAN WELL 设备的充电电流高达 30 安培 (A),MPPT 电压范围为 25 V 至 50 V,可为开放式或密封式铅酸蓄电池充电。

什么是 MPPT?

MPPT 与光伏电池板等可变电源一起使用,以便在条件变化时最大限度地提取能量。MPPT 可解决光伏电池的功率传输效率随太阳光通量、遮阳、光伏电池板温度和负载电气特性的变化而变化所带来的挑战。随着这些条件的变化,能提供最高功率传输的负载特性(阻抗)也会发生变化。当负载特性使功率传输保持在最高效率(即最大功率点 (MPP))时,系统就实现了优化。MPPT 是根据条件变化调整负载特性以达到 MPP 的过程。

大多数现代 MPPT 的转换效率约为 93 至 97%。MEAN WELL ISI-501-212B 的典型转换效率为 98%。

ISI-501-212B 的 MPPT 充电器的输出可利用光伏电池板的输出为离网供电系统的电池充电。这是通过定义好的恒流/恒压充电曲线来实现的,使用 MPPT 来确保最高的电池容量和最大的电池充电周期数(图 2)。浮充阶段将电池保持在接近满电的水平,以防止自放电。

恒流/恒压充电曲线图图 2:所示为使用 MPPT 的恒流/恒压充电曲线,可优化电池容量,同时最大限度地增加电池充电循环次数。(图片来源:MEAN WELL)

纯正弦波交流电压的重要性

虽然 ISI-501-212B 的 MPPT 充电器非常关键,但它只是离网供电系统的一部分。例如,要将铅酸电池或锂离子电池的电能转换为家用电器所需的交流电压,就需要进行 DC/AC 逆变。家电必须使用纯正弦波交流电压,以避免功率因数校正等电气挑战。

DC/AC 逆变器使用 H 桥电路和控制电路(如脉宽调制 (PWM))来实现这一功能。将 H 桥和 PWM 相结合,可产生近似正弦波的平均电压。PWM 通常由一个或多个微控制器单元 (MCU) 控制,包括改变脉冲宽度以产生平均电压,从而形成近似正弦波。电感电容 (LC) 滤波可进一步降低谐波失真,使波形更平滑,并产生更纯净的正弦波。

例如,MEAN WELL 的 [NTN-5K-148] 连续逆变器使用 MCU 生成真正的正弦波,总谐波失真 <3%(图 3)。

MEAN WELL NTN-5K-148 连续逆变器示意图(点击放大)图 3:NTN-5K-148 连续逆变器使用 MCU 生成真正的正弦波交流输出,THD <3%。(图片来源:MEAN WELL)

一机多用

使用光伏电池板、MEAN WELL ISI-501-212B 逆变器和 NTN-5K-148 连续逆变器,设计人员可以构建一个完整的离网系统,而连续逆变器还能提供更多功能。在一个产品中,开发人员可以为电池提供 AC/DC 充电、为电器提供 DC/AC 反向供电以及交流旁路装置。

NTN-5K-148 需要 48 V 输入,并产生 110 VAC 输出。它可以连续提供 4000 W 的功率,峰值效率为 93%。它是 MEAN WELL [NTN-5K] 系列的一部分,拥有多个变体。例如,[NTN-5K-2380] 是一款高度可靠的离网真正弦波 DC/AC 电源逆变器,内置交流充电器和 UPS 功能(交流旁路)。其主要特性包括:采用 MCU 控制的数字设计、可快速响应环境变化并提高了可靠性的精简控制电路、低噪音的高品质风扇、连续 5,000 W 输出以及 380 VDC 输入的 230 VAC 输出。峰值效率为 94.5%(图 4)。

MEAN WELL NTN-5K-2380 离网真正弦波 DC/AC 电源逆变器图片图 4:NTN-5K-2380 是一款离网真正弦波 DC/AC 电源逆变器,内置交流充电器和 UPS 功能(交流旁路)。它可从 380 VDC 输入提供持续 5,000 W 的功率和 230 VAC 输出。(图片来源:MEAN WELL)

NTN-5K 系列适用于住宅、商业、船舶、汽车、矿山、建筑工地和没有市电的偏远地区(图 5)。该系列具有内置的有源电流共享功能,最多可并联 6 台装置,以提供更高的交流输出功率。

NTN-5K 典型国内应用图片图 5:所示为 NTN-5K 的典型家庭应用(图片来源:MEAN WELL)。

结语

离网供电系统的吸引力在于其独立性。然而,这些系统的安装和配置都很复杂。MEAN WELL 的连续逆变器采用一体化 AC/DC 充电、DC/AC 逆变和 AC 旁路装置,简化并降低了离网供电和电池充电的成本。例如,NTN-5K 系列充电器/逆变器可处理离网家用电源和电池充电所需的功能。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 充电器
    +关注

    关注

    100

    文章

    4374

    浏览量

    121168
  • 逆变器
    +关注

    关注

    300

    文章

    5093

    浏览量

    214712
  • 光伏供电
    +关注

    关注

    0

    文章

    5

    浏览量

    6205
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

    评论

    相关推荐
    热点推荐

    聚焦企业能源管理的务实解决方案——储充一体化

    在 “双碳” 目标推进过程中,“储充一体化” 已从概念走向落地。对多数企业而言,选择这类方案的核心需求是解决实际问题 —— 降低用电成本、提升能源利用效率、
    的头像 发表于 11-11 16:44 367次阅读
    聚焦企业能源管理的务实<b class='flag-5'>解决方案</b>——<b class='flag-5'>光</b>储充<b class='flag-5'>一体化</b>

    一体化ROS智能驾驶小车及实训教学平台解决方案

    一体化ROS智能驾驶小车及实训教学平台解决方案
    的头像 发表于 09-26 17:34 1256次阅读
    <b class='flag-5'>一体化</b>ROS智能驾驶小车及实训教学平台<b class='flag-5'>解决方案</b>

    安科瑞家庭储能一体化监测系统解决方案

    销售工程师 王鑫杰13524471462 、背景和需求 全球一体化趋势明显,家庭储能市场潜力巨大,尤其在持续发展和渗透率提升的背景
    的头像 发表于 07-28 16:42 630次阅读
    安科瑞家庭<b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>储能<b class='flag-5'>一体化</b>监测系统<b class='flag-5'>解决方案</b>

    绿色出行新选择:储充一体化充电站,让能源更智能、更高效!

    站 应运而生,以“发电+储能+智能充电”的创新模式,打造高效、低碳、可持续的能源解决方案、什么是
    的头像 发表于 07-16 16:54 1672次阅读
    绿色出行新选择:<b class='flag-5'>光</b>储充<b class='flag-5'>一体化</b><b class='flag-5'>充电</b>站,让能源更智能、更高效!

    CET一体化智能微系统解决方案,助力零碳园区建设

    系统由发电+储能设备,配套搭建能量转换设备、用电设备、保护监控设备及智能监控 平台组成完整的智能储用一体化系统。
    的头像 发表于 06-20 16:43 599次阅读
    CET<b class='flag-5'>光</b>储<b class='flag-5'>一体化</b>智能微<b class='flag-5'>网</b>系统<b class='flag-5'>解决方案</b>,助力零碳园区建设

    电站一体化管控系统是如何实现对电站的管理的?

    实现电站一体化管控需要从技术集成、系统设计、管理流程优化三个维度入手,结合物联网、大数据、人工智能等先进技术,构建高效、智能的管控体系。
    的头像 发表于 04-24 11:22 483次阅读

    文读懂科士达储充一体化解决方案

    近年来,随着全球电动汽车(EV)保有量的持续增加,充电基础设施的建设压力日益凸显。传统充电站依赖电网供电,面临用电高峰期电力紧张、扩容成本高、新能源消纳能力不足等问题。在此背景下,“
    的头像 发表于 04-16 09:20 1068次阅读
    <b class='flag-5'>一</b>文读懂科士达<b class='flag-5'>光</b>储充<b class='flag-5'>一体化解决方案</b>

    实现园区储充一体化建设 实现低碳 智能管理

    发电、储能系统、充电桩等资源,实现园区能源的优化配置和高效利用。 二、 系统概述 本方案旨在构建个集
    的头像 发表于 03-25 16:16 801次阅读
    实现园区<b class='flag-5'>光</b>储充<b class='flag-5'>一体化</b>建设  实现低碳 智能<b class='flag-5'>化</b>管理

    浅谈发电储能充电一体化技术的应用

    可持续发展的战略目标。就目前来看,发电系统逐步呈现出储能、充电一体化的发展趋势,为相关产业的技术应用提供了很大便利。
    的头像 发表于 03-18 16:20 887次阅读
    浅谈<b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>发电储能<b class='flag-5'>充电</b><b class='flag-5'>一体化</b>技术的应用

    浅析一体化的屋顶电站设计

    解决方案。 关键词: 屋顶;分布式电站;一体化;运行效果 曹华伟,男,现任职于安科瑞电气股份有限公司 询价/采购Tel:137/7
    的头像 发表于 03-17 15:48 1036次阅读
    浅析<b class='flag-5'>光</b>储<b class='flag-5'>一体化</b>的屋顶<b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>电站设计

    储充一体化防护,智能保护配置

    在当今能源转型的大背景下,储能一体化电动汽车充电站应运而生。这种新型的充电站不仅集成了
    的头像 发表于 03-14 15:58 822次阅读
    <b class='flag-5'>光</b>储充<b class='flag-5'>一体化</b>防护<b class='flag-5'>网</b>,智能保护配置

    浅谈储能一体化系统的解决方案

    本文从储能一体化系统的种类和应用入手,分别介绍它的技术、设计原理和示范应用,并将相关研究成果在分布式系统中推广。通过研究,以期促进我
    的头像 发表于 03-07 15:35 802次阅读
    浅谈<b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>储能<b class='flag-5'>一体化</b>系统的<b class='flag-5'>解决方案</b>

    天合光能一体化解决方案落地西班牙

    日前,由天合光能供货的西班牙瓦尔卡萨多园(Valcasado Solar Park)正式投入运营。该园容量22MW,配备天合“至尊系列组件和开拓者1P跟踪支架”
    的头像 发表于 03-05 15:31 779次阅读

    +储能+充电一体化站式解决方案,迎接每束,善用每度电

    “极简、智能、安全”为理念并将“”“储”充”结合形成的综合性能源系统,通过绿色发电和高效用电实现能源的高效利用和管理,为能源转型提供技术保障 储充一体化是指
    的头像 发表于 02-10 14:48 1111次阅读

    储能一体化充电站继电保护配置及运管平台解决方案

    和标准,从保护需求、配置原则、控制要求及合规性等方面进行分析。01储能一体化充电站的电气设计电动汽车充电站属于三级负荷,可由
    的头像 发表于 02-08 12:10 1081次阅读
    <b class='flag-5'>光</b><b class='flag-5'>伏</b>储能<b class='flag-5'>一体化</b><b class='flag-5'>充电</b>站继电保护配置及运管平台<b class='flag-5'>解决方案</b>