BR112021001151A2 - inversor fotovoltaico e método para operar um inversor fotovoltaico - Google Patents
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Abstract
inversor fotovoltaico e método para operar um inversor fotovoltaico. a presente invenção refere-se a método para operar inversor fotovoltaico (2), e ao inversor fotovoltaico (2) com uma entrada cc (3) para conexão com uma fonte cc (4), um transformador cc-cc (9), um barramento cc (10), um conversor cc-ca (11), e um isolante ca (8), um dispositivo de controle (13), uma conexão ca (5) para conexão com uma rede de alimentação (6) e, talvez um consumidor (7), um estágio de bateria (16), e uma conexão de bateria (14) para conexão com uma bateria reserva (15), e a um método para operar um inversor fotovoltaico (2) deste tipo. de acordo com a invenção, é fornecida uma fonte de alimentação de modo comutado (18), cuja fonte de alimentação de modo comutado (18) é conectada no lado de entrada na conexão ca (5) e no lado de saída no estágio de bateria (16) de modo que, se a fonte cc (4) está desativada, o barramento cc (10) pode ser carregado em um valor limite através da fonte de alimentação de modo comutado (18) e o estágio de bateria (16), em que o isolante ca (8) pode ser atuado e o inversor fotovoltaico (2) pode ser conectado na rede de alimentação (6).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “INVER-
[0001] A presente invenção refere-se a um inversor fotovoltaico com uma entrada de CC para conexão com uma fonte de CC, um con- versor CC-CC, um circuito intermediário, um conversor CC-CA, um desconector CA, uma conexão CA para conexão com uma rede de alimentação e, se presente, um consumidor, um estágio de bateria, e uma conexão de bateria para conexão com uma bateria reserva.
[0002] A invenção também se refere a um método para operar um inversor fotovoltaico, em que o inversor fotovoltaico tem uma entrada CC para conexão com uma fonte CC, um conversor CC-CC, um circui- to intermediário, um conversor CC-CA, um desconector CA, uma co- nexão CA para conectar em uma rede de alimentação e, se presente, um consumidor, um estágio de bateria, e uma conexão de bateria para conectar em uma bateria reserva.
[0003] Por exemplo, WO 2008/138020 A1 e US 2011/0133552 A1 descreve tal inversor híbrido que pode ser conectado a uma rede de alimentação e operado como um inversor autônomo para suprir os consumidores com energia elétrica, e um método para seu controle.
[0004] US 2018/0037121 A1 descreve um inversor hibrido especi- ficamente desenhado para carregar a bateria de um veículo elétrico.
[0005] Em US 2005/0006958 A1 é descrito um inversor que pode ser estendido com um “módulo de energia de reserva adicional”. Ela descreve fluxos de energia relacionados com armazenamento de energia para suprir energia aos consumidores.
[0006] A fim de conectar um inversor em uma rede de alimenta- ção , a tensão de circuito intermediário deve ser elevada para a tensão de linha de pico antes do desconector CA ser fechado. Isto é obtido convertendo a tensão da fonte CC (painel solar ou bateria reserva) de acordo. No entanto, se os painéis solares ou a bateria reserva não es- tão suprindo uma tensão, normalmente não é possível aumentar a tensão de circuito intermediária.
[0007] Uma opção é uma interconexão especial de capacitores de filtro, de modo que podem ser usados como capacitores em série para carregar o circuito intermediário por meio do conversor de CC-CA. A desvantagem desta variante, no entanto, é que pode resultar em cor- rentes de vazamento adicionais por meio de painéis solares. Além dis- so, a complexidade do circuito é aumentada.
[0008] Outra opção é o uso de um circuito separado para carregar uma tensão de circuito intermediária sem uma fonte CC da rede de alimentação. No entanto, esta solução também exige espaço no painel de circuito impresso do inversor e incorre em custos adicionais.
[0009] Pelas razões acima, em alguns inversores fotovoltaicos sem uma fonte CC ou bateria reserva, o processo de carregamento da rede de alimentação também é omitida, o que degrada o desempenho de gerenciamento de energia do inversor fotovoltaico, no entanto.
[0010] O objetivo da presente invenção é a criação de um inversor fotovoltaico como mencionado acima, e um método para operar tal in- versor fotovoltaico, de modo que o inversor fotovoltaico pode ser inici- ado a qualquer momento e independentemente de se uma tensão da fonte CC está presente, por exemplo, durante o crepúsculo ou à noite. A complexidade de circuito e os custos de fabricação adicionais incor- ridos devem ser tão baixos quanto possível.
[0011] A solução para o objetivo de acordo com a invenção é for- necida por um inversor descrito acima, em que é fornecida uma fonte de alimentação de modo comutado, cuja fonte de alimentação de mo- do comutado é conectada a uma conexão de CA no lado de entrada e na conexão de bateria no lado de saída, de modo que quando a fonte CC é desativada, o circuito intermediário pode ser carregado até um valor limite por meio da fonte de alimentação de modo comutado e o estágio de bateria, em que o desconector CA pode ser atuado. De acordo com a invenção, portanto, é previsto que, se a fonte CC é de- sativada ou inativa, isto é, quando os painéis solares não estão su- prindo energia durante o crepúsculo ou durante a noite, ou devido à neve, ou se a fonte CC está desconectada do inversor fotovoltaico, o circuito intermediário é carregado por meio da fonte de alimentação de modo comutado e o estágio de bateria até que a tensão exigida para conectar o inversor fotovoltaico na rede de alimentação é alcançada no circuito intermediário. O inversor fotovoltaico é então comutado pa- ra a rede de alimentação pela atuação ou fechamento do desconector CA, isto é, fechando o desconector CA. Depois disto, tanto a bateria reserva pode ser carregada por meio da rede de alimentação ou ener- gia pode ser alimentada na rede de alimentação da bateria reserva. Igualmente, a potência reativa pode ser compensada pelo inversor fo- tovoltaico. A complexidade de circuito é baixa, à medida que o estágio de bateria existente pode também ser usado para esta função e ne- nhum circuito de carregamento separado é exigido, o que exigiria es- paço correspondente no painel de circuito impresso do inversor fo- tovoltaico. Nenhuma medição de corrente, portanto é necessária para o carregamento controlado por tensão do circuito intermediário. Um sensor de corrente que pode estar presente, adicionalmente, para me- dir as correntes de carga/descarga maiores da bateria reserva seria muito imprecisa para estes propósitos. O dispositivo de controle con- trola e ativa ou desativa todos os componentes do inversor fotovoltai- co.
[0012] Um diodo está vantajosamente disposto no lado de saída da fonte de alimentação de modo comutado, este diodo entre a fonte de alimentação de modo comutado e o estágio de bateria impede um fluxo de corrente do estágio de bateria para a fonte de alimentação de modo comutado.
[0013] Um comutador de bateria é vantajosamente fornecido para conectar e desconectar a bateria reserva. Tal comutador de bateria permite que a bateria reserva seja conectada somente quando exigido, quando a energia está sendo extraída da bateria para suprir os con- sumidores ou quando a bateria precisa ser carregada.
[0014] O estágio de bateria é de preferência formado por um con- versor CC-CC, em particular por um conversor de reforço (conversor de boost) com retificação síncrona tendo dois comutadores semicon- dutores. Tal conversor CC-CC bidirecional ou conversor de reforço (conversor de boost) pode ser operado em ambas as direções, isto é, para carregar a bateria reserva transformando a tensão de circuito in- termediário até a tensão de carga de bateria desejada e para trans- formar a tensão fornecida pela bateria reserva até a tensão de circuito intermediário desejada para suprir os consumidores com energia elé- trica, ou para alimentar em energia da bateria reserva para a rede de alimentação ou rede autônoma.
[0015] Vantajosamente, o estágio de bateria é conectado ao dis- positivo de controle, cujo dispositivo de controle é projetado para car- regar o circuito intermediário com drenagem de energia essencialmen- te constante a partir da fonte de alimentação de modo comutado per- mitindo que os comutadores semicondutores do conversor de reforço (conversor de boost) sejam controlados com um ciclo de trabalho es- pecificado, a fim de não sobrecarregar a fonte de alimentação de mo- do comutado durante o carregamento da tensão de circuito intermediá- ria, os comutadores semicondutores do estágio de bateria, implemen- tados como um conversor de reforço (conversor de boost) , são ativa- dos com um ciclo de trabalho apropriado, o que assegura que a dre- nagem de energia da fonte de alimentação de modo comutado é es- sencialmente constante.
[0016] O dispositivo de controle é conectado a uma memória pro- gramável, na qual a regra respectiva para a ativação dos comutadores semicondutores do estágio de bateria é armazenada de acordo, a fim de ser capaz de impedir a sobrecarga da fonte de alimentação de mo- do comutado. Fórmulas correspondentes para o ciclo de trabalho da ativação dos comutadores semicondutores do estágio de bateria ou tabelas correspondentes podem ser armazenadas na memória pro- gramável.
[0017] O objetivo de acordo com a invenção também é obtido por um método como mencionado acima para operar um inversor fotovol- taico, em que a fonte de alimentação de modo comutado é alimentada a partir da conexão CA e, quando a fonte CC é desativada, é usada para carregar o circuito intermediário por meio do estágio de bateria até um valor limite, em cujo ponto o desconector CA é atuado e o in- versor fotovoltaico é conectado na rede de alimentação. Isto resulta em gerenciamento de energia otimizado mesmo quando a fonte CC do sistema fotovoltaico está desativada, carregando o circuito intermediá- rio por meio da fonte de alimentação de modo comutado e o estágio de bateria até que seja possível conectar o inversor fotovoltaico na re- de de alimentação atuando ou fechando o desconector CA. Depois que o inversor fotovoltaico foi conectado, a bateria reserva pode ser carregada por meio da rede de alimentação ou energia pode ser ali- mentada na rede de alimentação da bateria reserva. Igualmente, a po- tência reativa pode ser compensada pelo inversor fotovoltaico. Para detalhes de vantagens ainda obtidos, como resultado é feita referência à descrição acima do inversor fotovoltaico.
[0018] De preferência, a bateria reserva é conectada e desconec- tada por meio de um comutador de bateria.
[0019] De acordo com outro aspecto da invenção, o circuito inter- mediário é carregado por meio da alimentação de energia e modo co-
mutado com potência constante, pelo estágio de bateria sendo forma- do por um conversor CC-CC bidirecional, em particular um conversor de reforço (conversor de boost) com retificação síncrona tendo dois comutadores semicondutores, que são ativados com um ciclo de tra- balho apropriado. O carregamento com potência constante leva em conta o fato de que a fonte de alimentação de modo comutado pode somente fornecer uma energia limitada ou tensão. A sobrecarga da fonte de alimentação de modo comutado, portanto, é impedida.
[0020] Vantajosamente, antes de carregar o circuito intermediário por meio da fonte de alimentação de modo comutado, a tensão no cir- cuito intermediário é medida e usada como uma tensão de partida, e o ciclo de trabalho para ativar os comutadores semicondutores do está- gio de bateria é determinado como uma função da tensão de partida. Isto pode assegurar que a fonte de alimentação de modo comutado não é sobrecarregada, mas sem a necessidade de medição de corren- te.
[0021] Vantajosamente, o inversor fotovoltaico é conectado fe- chando o desconector CA quando o valor limite da tensão de circuito intermediária é pelo menos igual à tensão de linha de pico da rede de alimentação. Para um inversor trifásico, isto corresponde com a tensão de pico de fase para fase.
[0022] A invenção será explicada em detalhe adicional por refe- rência aos desenhos anexos. São mostradas: a figura 1 é um diagrama de circuito de bloco de um siste- ma fotovoltaico comum; a figura 2 é um diagrama de circuito de bloco de uma mo- dalidade de um inversor fotovoltaico de acordo com a presente inven- ção; e a figura 3 é uma diagrama de bloco de uma modalidade do estágio de bateria do inversor fotovoltaico de acordo com a invenção.
[0023] A figura 1 mostra um diagrama de circuito de bloco esque- mático de um sistema fotovoltaico comum 1. O sistema fotovoltaico 1 compreende um inversor fotovoltaico 2, que de preferência é formado por um inversor RF.
A fonte de tensão CC ou fonte CC 4 é conectada à entrada de tensão CC ou entrada CC 3 do inversor fotovoltaico 2, e de preferência é formada por um ou mais painéis solares conectados em paralelo e/ou em série.
A saída de tensão CA ou saída CA 5 do inversor fotovoltaico 2 é conectada na rede de alimentação 6 e, se presente, consumidores 7. Por exemplo, os consumidores 7 são for- mados por um motor, um refrigerador, um conjunto de rádio, etc.
Igualmente, o consumidor 7 pode também ser uma alimentação do- méstica.
Um desconector CA 8 está localizado antes da saída de CA 5 no inversor fotovoltaico 2, a fim de ser capaz de desconectar o último da rede de alimentação 6 e de quaisquer consumidores 7 que podem estar presentes, ou conectar o inversor fotovoltaico 2 na rede de ali- mentação 6 e os consumidores 7 somente quando energia suficiente é fornecida pela fonte CC 4. O inversor fotovoltaico 2 tem um conversor CC-CC 9 no lado de entrada, um circuito intermediário 10 e um con- versor CC-AC 11 no lado de saída.
Os componentes individuais do inversor fotovoltaico 2 são normalmente conectados a um dispositivo de controle 13 por meio de um barramento de dados 12. O dispositivo de controle 13 é formado por um microprocessador, um microcontrola- dor ou um computador, por exemplo.
O dispositivo de controle 13 pode ser usado para realizar um controle apropriado dos componentes indi- viduais, tal como o conversor CC-CC 9 ou o conversor CC-CA 11, em particular, os elementos de comutação dispostos no mesmo, bem co- mo o desconector CA 8. Para este propósito, as sequências de contro- le de circuito aberto ou circuito fechado individuais, são armazenadas no dispositivo de controle 13 por meio de programas de software apro- priados e/ou dados ou curvas características.
[0024] O gerenciamento de energia de tal inversor fotovoltaico acoplado na rede 2 é otimizado para distribuir o consumo de energia máximo, ou alimentar dependendo da tarifa. Além disso, o gerencia- mento de energia pode implementar a cobertura de picos de corrente (redução de pico). É claro, múltiplos inversores fotovoltaicos 2 podem também ser conectados me paralelo, resultando em mais energia sen- do disponível e mais energia sendo capaz de ser fornecida para operar os consumidores 7, ou alimentar na rede de alimentação 6.
[0025] A figura 2 mostra um diagrama de circuito de bloco de um inversor fotovoltaico 2 de acordo com a invenção, em que uma bateria reserva 15 pode ser conectada por meio de uma conexão de bateria 14, a fim de ser capaz de suprir pelo menos consumidores seleciona- dos 7 com energia elétrica mesmo se a fonte CC 4 não está suprindo qualquer energia, por exemplo durante o crepúsculo, à noite, quando existe neve no painel solar, ou se o painel solar foi desconectado do inversor fotovoltaico 2 (por exemplo, devido ao trabalho de manuten- ção, dano por animais selvagens, ou roubo). A bateria reserva 15 é conectada por meio de um estágio de bateria 16 no circuito intermediá- rio 10 tendo o capacitor de circuito intermediário correspondente CZK. Um comutador de bateria 17 pode ser disposto entre a conexão de ba- teria 14 e a bateria reserva 15, que é formada por um relé, por exem- plo. O comutador de bateria 17 pode estar disposto no inversor fotovol- taico 2, na bateria reserva 15 ou entre a bateria reserva 15 e o inversor fotovoltaico 2. Se o comutador de bateria 17 é integrado no inversor fotovoltaico 2, então a fonte de alimentação de modo comutado 18 é conectada no lado de saída no estágio de bateria 16 em vez da cone- xão de bateria 14. Tal inversor fotovoltaico 2 também é projetado como um inversor híbrido. Se o comutador de bateria 17 está disposto inter- namente no inversor fotovoltaico 2, a conexão de bateria 14 está loca- lizada antes do comutador de bateria 17, isto é, entre o estágio de ba-
teria 16 e o comutador de bateria 17. O comutador de bateria 17 tam- bém é usado para assegurar que a fonte de alimentação de modo co- mutado 18 não é carregada pelos componentes da bateria reserva 15.
[0026] De acordo com a invenção, é fornecido uma fonte de ali- mentação de modo comutado 18, que é conectada no lado de entrada com a saída CA 5 ou saída do conversor CA-CC 11 do inversor fo- tovoltaico 2. No lado de saída, a fonte de alimentação de modo comu- tado 18 é conectada com a conexão de bateria 14 ou a saída do está- gio de bateria 16 por meio de um diodo 19, que impede um fluxo de corrente na direção da fonte de alimentação de modo comutado 18. Se a fonte CC 4 é desativada, o circuito intermediário 10 é carregado por meio do estágio de bateria 16 por meio da fonte de alimentação de modo comutado 18 a um valor limite, que é necessário para permitir que o inversor fotovoltaico 2 seja conectado na rede de alimentação 6 e em quaisquer consumidores 7 presentes fechando o desconector CA
8.
[0027] Os componentes individuais são conectados de modo cor- respondente com um dispositivo de controle 13 (não mostrado) e, por- tanto, pode ser ativado ou desativado e/ou controlado ou regulado de acordo. O dispositivo de controle 13 também compreende um sistema de gerenciamento de energia interna e/ou externa. Igualmente, os componentes do inversor fotovoltaico 2 e o dispositivo de controle 13 podem ser conectados à fonte de alimentação de modo comutado 18 e podem ser alimentados consequentemente. Neste caso, uma fonte de alimentação de modo comutado dedicada para suprir os componentes do inversor fotovoltaico 2 poderia ser omitido.
[0028] A fonte CC 4 pode também ser conectada diretamente no circuito intermediário 10 sem o conversor CC-CC 9. Sob irradiação so- lar, a fonte CC 4 supre energia correspondente e o circuito intermediá- rio 10 do inversor fotovoltaico 2 é carregado com uma tensão de 600
V, por exemplo. Isto permite que energia elétrica seja alimentada na rede de alimentação 6 ativando o conversor CC-CA 11 de acordo e fechando o desconector CA 8, que é constituído por um relé, por exemplo.
[0029] Pode também existir uma exigência que a bateria reserva 15 deva também estar carregada. Isto significa que o estágio de bate- ria 16 também está ativado, o comutador de bateria 17 está fechado e a bateria reserva 15 é carregada por meio do circuito intermediário 10. Quando a bateria reserva 15 é carregada ou a fonte CC 4 não esta mais suprindo energia, por exemplo, no crepúsculo, os componentes correspondentes podem também ser desativados novamente. Tal sis- tema fotovoltaico 1 pode também ser usado para extrair energia da bateria reserva 15 durante a noite, que é suprida aos consumidores 7 por meio da saída CA 5.
[0030] Se a bateria reserva 15 está vazia, os consumidores 7 de- vem então ser alimentados por meio da rede de alimentação 6. Por várias razões (tais como preço baixo de eletricidade, riscos de tempes- tades, previsão de mau tempo, etc.) pode ser necessário carregar a bateria reserva 15 por meio da rede de alimentação 6 mesmo se a fon- te CC 4 está desativada.
[0031] Para este propósito, o conversor CC-CA 11 deve ser ativa- do de acordo e o desconector CA 8 deve ser atuado ou fechado, o que exige que a tensão U ZK do circuito intermediário 10 seja carregado pa- ra um valor limite correspondente. Em tais casos, em que a fonte CC 4 está desativada, o circuito intermediário 10, portanto, deve primeiro ser carregado a fim de permitir que o inversor fotovoltaico 2 seja conecta- do à rede de alimentação 6 fechando o desconector CA 8. De acordo com a invenção, isto é realizado por meio do estágio de bateria 16, que é alimentada por meio da fonte de alimentação de modo comuta- do 18 a partir da saída CA 5 do inversor fotovoltaico 2.
[0032] Uma vez que a bateria reserva 15 é descarregada, o comu- tador de bateria 17 é aberto, isto é, a bateria reserva 15 é desconecta- da do inversor fotovoltaico 2.
[0033] Depois que a fonte de alimentação de modo comutado 18 pode fornecer somente uma potência/tensão limitada, esta é carrega- da de acordo a partir do estágio de bateria 16, que de preferência é projetado como um conversor CC-CC bidirecional, em particular como um conversor de elevação ou reforçador. Fazendo assim, é assegura- do que a fonte de alimentação de modo comutado 18 não está sobre- carregada e o comutador de bateria 17 está aberto. Para evitar a so- brecarga da fonte de alimentação de modo comutado 18, o estágio de bateria 16 é ativado de acordo ao carregar a tensão do circuito inter- mediário UZK. Para este propósito, o estágio de bateria 16 é conectado ao dispositivo de controle 13 do inversor fotovoltaico 2. As regras de controle correspondentes podem ser armazenadas em uma memória programável 20 conectada ao dispositivo de controle 13.
[0034] O estágio de bateria 16 é projetado, por exemplo, de acor- do com a figura 3, como um conversor de reforço (conversor de boost) com retificação síncrona. Os comutadores semicondutores, o comuta- dor do lado inferior 21 e o comutador do lado superior 22 são ativados com um ciclo de trabalho D(t). O comutador de lado inferior 21 é ativa- do com o ciclo de trabalho D(t) e o comutador de lado superior 22 com o ciclo de trabalho invertido 1-D(t). Para assegurar que a corrente I através da indutância L1, suprida pela fonte de alimentação de modo comutado 18, permanece constante na média, o ciclo de trabalho D(t) é consequentemente controlado.
[0035] O ciclo de trabalho D(t) é selecionado de tal maneira que a potência/energia aceitável e essencialmente constante (em relação à sobrecarga da fonte de alimentação de modo comutado 18) é extraída da fonte de alimentação de modo comutado 18 – por exemplo, uns poucos Watts (3 W). Para assegurar isto, a energia ou tensão U ZK no circuito intermediário 10 deve aumentar de acordo com uma função predefinida de um valor inicial existente da tensão de circuito interme- diário UZK, o valor inicial, para o valor final desejado, por exemplo, a tensão de linha de pico. Por exemplo, o ciclo de trabalho é calculado como D(t) = 1 – (USNT/UZK,soll (t)), onde USNT representa a tensão de saída da fonte de alimentação de modo comutado 18 ou a tensão no circuito intermediário 10 no início do processo de carregamento, e UZK,soll (t) o valor alvo dependente de tempo da tensão de circuito in- termediário. A tensão de circuito intermediário UZK (t) aumenta como uma função de tempo t de acordo com uma função raiz, de acordo com que aumento de tensão é mais pronunciado no começo e a taxa de aumento nivela com o aumento de tempo. Quanto mais demorado circuito intermediário 10 é carregado, portanto, mais a corrente que flui no circuito intermediário 10 diminui.
[0036] Na primeira etapa, para determinar o ciclo de trabalho D(t) o valor real da tensão de circuito intermediária UZK é medido e definido como o valor de início. Isto significa que a energia inicial da fonte de alimentação de modo comutado 18 é constante e é 130 V, por exem- plo.
[0037] Depois de a potência constante ser extraída da fonte de alimentação de modo comutado 18, a tensão/energia do circuito inter- mediário 10 aumenta de acordo com a energia inicial mais a energia suprida. Por exemplo, a taxa de amostragem é 1 ms (1 kHz), de modo que uma quantidade de energia correspondente é suprida ciclicamente a cada ms. Isto resulta em um aumento na tensão de circuito interme- diário UZK de acordo com esta energia suprida. Desde que a energia suprida é constante, a tensão de circuito intermediário U ZK é determi- nada e não tem que ser medida continuamente. O ciclo de trabalho D(t) é determinado continuamente de acordo com a fórmula acima, por exemplo, cada ms, e os comutadores semicondutores 21 e 22 do es- tágio de bateria 16 são ativados de acordo. A tensão de circuito inter- mediária desejada UZK(t), que é pelo menos igual à tensão de linha de pico ou a tensão de fase para fase de pico e depende da topologia do inversor fotovoltaico 2, portanto é alcançado depois de um tempo cur- to, por exemplo, uns poucos minutos (por exemplo, 2 minutos). O des- conector CA 8 pode então ser fechado e o conversor CC-CA 11 ativa- do, de modo que a bateria reserva 15 é carregada a partir da rede de alimentação 6 por meio do circuito intermediário 10.
[0038] O inversor fotovoltaico presente 2 e o método para operar o mesmo permite a conexão com a rede de alimentação 6 ou os consu- midores 7 mesmo se a fonte CC 4 não está suprindo qualquer energia de modo que a bateria reserva 15 pode ser carregada por meio da re- de de alimentação 6 ou energia pode ser alimentada na rede de ali- mentação 6 a partir da bateria reserva 15. Igualmente, a potência rea- tiva pode ser compensada pelo inversor fotovoltaico 2. O custo desta função, que melhora o gerenciamento de energia, é particularmente baixo, quando componentes já existentes do inversor fotovoltaico 2 são usados.
Claims (9)
1. Inversor fotovoltaico (2) com uma entrada CC (3) para conexão com uma fonte CC (4), um conversor CC-CC (9) conectado à entrada CC (3), um circuito intermediário (10), um conversor CC-CA (11), e um desconector CA (8), um dispositivo de controle (13) conec- tado aos componentes do inversor fotovoltaico (2), uma saída CA (5) para conexão com uma rede de alimentação (6), um estágio de bateria (16) constituído pelo conversor CC-CC bidirecional e conectado ao cir- cuito intermediário (10), e uma conexão de bateria (14) para conexão a uma bateria de reserva (15) e um comutador de bateria (17) para co- nectar e desconectar a bateria reserva (15), caracterizado pelo fato de que uma fonte de alimentação de modo comutado (18) é conectada no lado de entrada na conexão CA (5) e no lado de saída no estágio de bateria (16), em que o dispositivo de controle (13) é projetado para carregar o circuito intermediário (10) para um valor limite por meio da fonte de alimentação de modo comutado (18) e o estágio de bateria (16) quando a fonte CC (4) é desativada e a bateria reserva (15) é desconectada do inversor fotovoltaico (2) e então atuar o desconector CA (8) e conectar o inversor fotovoltaico (2) à rede de alimentação (6), a fim de carregar a bateria reserva (15) por meio da rede de alimenta- ção ou para compensar a potência reativa do inversor fotovoltaico (2) depois da conexão.
2. Inversor fotovoltaico (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um diodo (19) está disposto no lado de saída da fonte de alimentação de modo comutado (18).
3. Inversor fotovoltaico (2), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o estágio de bateria (16) é for- mado por um conversor de reforço (conversor de boost) com retifica- ção síncrona com dois comutadores semicondutores (21, 22).
4. Inversor fotovoltaico (2), de acordo com a reivindicação
3, caracterizado pelo fato de que o estágio de bateria (16) é conectado no dispositivo de controle (13), que é projetado para carregar o circuito intermediário (10) com drenagem de potência essencialmente constan- te a partir da fonte de alimentação de modo comutado (18) permitindo que os comutadores semicondutores (21, 22) do conversor de reforço (conversor de boost) sejam ativados com um ciclo de trabalho predefi- nido (D(t)).
5. Inversor fotovoltaico (2), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle (13) é co- nectado a uma memória programável (20).
6. Método para operar um inversor fotovoltaico (2), em que o inversor fotovoltaico (2) possui uma entrada CC (3) para conexão com uma fonte CC (4), um conversor CC-CC (9) conectado à entrada CC (3), um circuito intermediário (10), um conversor CC-CA (11), um desconector CA (8), um dispositivo de controle (13) conectado com os componentes do inversor fotovoltaico (2), uma saída CA (5) para co- nexão com uma rede de alimentação (6), um estágio de bateria (16) formado por um conversor CC-CC bidirecional, e uma conexão de ba- teria (14) para conexão com uma bateria reserva (15) por meio de um comutador de bateria (17), caracterizado pelo fato de que uma fonte de alimentação de modo comutado (18) é alimentada pela saída CA (5) e o dispositivo de controle (13) é designado, quando a fonte CC (4) é desativada e a bateria reserva (15) está desconectada do inversor fotovoltaico (2), para carregar o circuito intermediário (10) por meio da fonte de alimentação de modo comutado (18) e do estágio de bateria (16) até um valor limite, onde o desconector CA (8) é atuado e o inver- sor fotovoltaico (2) é conectado à rede de alimentação (6) e após a conexão a bateria reserva (15) é carregada por meio da rede de ali- mentação ou potência reativa do inversor fotovoltaico (2) é compen- sada.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o circuito intermediário (10) é carregado com potência constante por meio da fonte de alimentação de modo comutado (18) pelo estágio de bateria (16) sendo formado por um conversor de refor- ço (conversor de boost), com retificação síncrona tendo dois comuta- dores semicondutores (21, 22), cujos comutadores semicondutores (21, 22) são ativados por meio de um ciclo de trabalho correspondente (D(t)).
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que antes de carregar o circuito intermediário (10) por meio da fonte de alimentação de modo comutado (18), a tensão (U ZK) no circuito intermediário (10) é medida e usada como uma tensão de partida, e o ciclo de trabalho (D(t)) é determinado como uma função da tensão de partida.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o desconector CA (8) é atuado quando o valor limite da tensão (U ZK) do circuito intermediário (10) é pelo menos igual à tensão de linha de pico da rede de alimentação (6).
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