Entwicklung der Transformatortechnologie in Photovoltaik-Stromerzeugungssystemen: Eine Analyse der Kernausrüstung im Kontext neuer Energiesysteme

1.Die rasante Entwicklung der Photovoltaik-Stromerzeugung hat neue Anforderungen an Energieanlagen gestellt

Im globalen Kontext von “CO2-Neutralität” Und “Energiewende”, Photovoltaik (PV) Stromerzeugung hat sich zu einer der am schnellsten wachsenden Formen erneuerbarer Energien entwickelt. Von großen, zentralisierten Freiflächenkraftwerken bis hin zu dezentralen PV-Dachanlagen für Industrie- und Gewerbegebäude, Die installierte PV-Leistung steigt weiter. Jedoch, im Vergleich zu PV-Modulen und Wechselrichtern, Transformatoren werden oft unterschätzt, Dennoch sind sie die wichtigste Infrastrukturausrüstung für den Tresor, stabil, und effizienten Betrieb von PV-Anlagen.

Die photovoltaische Stromerzeugung weist intermittierende Eigenschaften auf, Variabilität, und starke Leistungselektronik, die die Betriebsmodi von Energiesystemen direkt verändern. Diese Eigenschaften stellen auch neue Herausforderungen an die Designphilosophie, technische Parameter, und Anwendungsszenarien von Transformatoren.

2.Analyse von Aufbau einer Photovoltaikanlage: Der Transformator nimmt eine zentrale Position ein, als Bindeglied zwischen dem Vorhergehenden und dem Folgenden dienen

Ein typisches Photovoltaik-Stromerzeugungssystem umfasst normalerweise::

• PV-Modul
• Combiner-Box
• Wechselrichter
• Aufwärtstransformator
• Netzgekoppeltes System

Photovoltaikmodule erzeugen Gleichstrom (Gleichstrom), der in Niederspannungs-Wechselstrom umgewandelt wird (Wechselstrom) (normalerweise 400V oder 690V) durch einen Wechselrichter. Dann, es wird auf 10 kV hochgestuft, 20kV, oder 35 kV über einen Photovoltaik-Aufwärtstransformator, und schließlich an das Stromnetz angeschlossen.

In diesem Prozess, Der Transformator führt nicht nur die Spannungspegelumwandlung durch, sondern auch unternimmt:

• Elektrische Isolierung
• Regulierung der Stromqualität
• Sicherung der Systemstabilität

Man kann das ohne hochzuverlässige Transformatoren sagen, Die Photovoltaik-Stromerzeugung kann nicht in großem Maßstab betrieben und ans Netz angeschlossen werden.

3.Wesentliche Unterschiede zwischen Photovoltaik-Transformatoren und herkömmlichen Verteilungstransformatoren

Im Vergleich zu herkömmlichen Verteilungstransformatoren, Photovoltaikanlagen stellen komplexere technische Anforderungen an Transformatoren.

3.1 Langzeit-Low-Load-Betriebseigenschaften

Die photovoltaische Stromerzeugung wird maßgeblich von der Beleuchtung beeinflusst, und Transformatoren arbeiten die meiste Zeit im Teillastbetrieb. daher, Photovoltaik-Transformatoren legen größeren Wert darauf:

• Kontrolle von Verlusten bei geringer Last
• Hocheffiziente Intervalloptimierung

Dies unterscheidet sich erheblich von herkömmlichen Verteilungstransformatoren, die Prioritäten setzen “Volllastausführung”.

3.2 Anpassungsfähigkeit an eine stark harmonische Umgebung

Photovoltaik-Wechselrichter sind typische nichtlineare Lasten, die Oberschwingungen höherer Ordnung erzeugen. Wenn der Transformator nicht speziell ausgelegt ist, es kann dazu führen:

• Der zusätzliche Verlust des Eisenkerns nimmt zu
• Anormaler Temperaturanstieg der Wicklung
• Die Lebensdauer wird verkürzt

daher, Photovoltaik-Transformatoren erfordern in der Regel einen höheren Widerstand gegen Oberschwingungen.

4.Anwendungsunterschiede von Transformatoren in zentraler und verteilter Photovoltaik

4.1 Transformatorkonfiguration für zentralisierte Photovoltaikkraftwerke

In großen bodengestützten Kraftwerken, Folgendes wird allgemein angenommen:

• Ölgefüllter Aufwärtstransformator
• Photovoltaik-Kasten-Umspannwerk

Seine Vorteile liegen darin:

• Wärmeableitungsleistung
• geringer Verlust

Geeignet für den Langzeitbetrieb im Freien

Zentralisierte Projekte legen größeren Wert auf die Gesamteffizienz und langfristige Zuverlässigkeit des Systems.

4.2 Transformatorschema in einem verteilten Photovoltaiksystem

Für Industrie- und Gewerbedächer und Orte mit hohen Schutzanforderungen, Die folgenden werden stärker bevorzugt:

• Trockentransformator
• Kompakte Umspannstation in Kastenbauweise

Diese Art von System legt mehr Wert auf:

• Feuerwiderstand
• Umweltfreundlichkeit
• Flexibilität bei der Installation

5.Die Aufwertung der Rolle des Transformators im Zuge des Trends zur Photovoltaik + Energiespeicher

Mit dem Aufkommen von “Photovoltaik + Energiespeicher” als Mainstream-Konfiguration, Energiesysteme beginnen, bidirektionale Leistungsflusseigenschaften aufzuweisen. Transformatoren sind nicht mehr nur Einweg-Übertragungsgeräte, aber man muss sich daran gewöhnen:

• Häufige Leistungsschwankungen
• Bidirektionaler Energiefluss
• Umschalten zwischen mehreren Betriebsbedingungen

Das hat getrieben:

• Hochleistungstransformator
• Intelligenter Überwachungstransformator

Die Entwicklung verlustarmer Materialanwendungen.

6.Die langfristigen Auswirkungen der Entwicklung des globalen Photovoltaikmarktes auf die Transformatorenindustrie

Regionen wie Europa, dem Nahen Osten, Afrika, und Lateinamerika haben ihre Investitionen in Photovoltaik kontinuierlich erhöht, Es werden spezifischere Anforderungen an Transformatoren gestellt:

• Entspricht IEC / IEEE-Standards
• Kundenspezifisches Spannungsniveau
• Hohe Zuverlässigkeit und langlebiges Design

Für Photovoltaik-Transformatorhersteller und Exportunternehmen, Es ist wichtiger, die Photovoltaikanlage selbst zu verstehen, als nur über den Preis zu konkurrieren.

Luoyang Datang Energy Technology Co., Ltd. ist ein High-Tech-Unternehmen, das R integriert&D, Herstellung und Lieferung von Energieanlagen wie Transformatoren, neue Energiekomponenten, Verteilerschränke und Wechselrichter. Mit technologischer Innovation als Kern, Wir konzentrieren uns auf die Entwicklung hochzuverlässiger und leistungsstarker Stromversorgungslösungen für globale Kunden. Mit einem strengen Qualitätskontrollsystem und internationaler Standardzertifizierung, Wir stellen weiterhin hervorragende Produkte her und ermöglichen unseren Kunden den Aufbau sicherer und stabiler Energiesysteme.