Rofaflæðisgjafar (SMPS) eru grundvallaratriði til að nýta möguleika sólarorkukerfa (PV), fyrst og fremst vegna einstakrar skilvirkni þeirra og sveigjanlegrar spennubreytingargetu. Ólíkt minna skilvirkum línulegum stjórntækjum kveikja og slökkva SMPS hratt á rafeindatransistorum (eins og MOSFET eða IGBT) við háar tíðnir (kHz til MHz).

Kjarnaregla og mikilvægi sólarorku:

Þessi hátíðni rofi býr til púlsað jafnspennu. Með því að stjórna rofanum vinnuhringrás (hlutfallið á milli kveiktíma og slökktíma) er hægt að stjórna meðalútgangsspennu eða -straumi nákvæmlega. Þessi púlsspenna er síðan jöfnuð í stöðugan jafnstraumsútgang með því að nota spólur, þétta og spennubreyta. Mikilvægast er að lágmarksorka losnar sem hiti við rofaskipti, sem gerir skilvirkni oft yfir 90-95% mögulega. Þetta er afar mikilvægt í sólarorkuforritum þar sem hámarksnýting orku úr dýrum sólarrafhlöðum er mikilvæg.

Helstu notkunarsvið í sólarorku:

1. Hleðslustýringar fyrir hámarksaflspunktamælingar (MPPT): Þetta er mikilvægasta notkunin. Afköst sólarsella (spenna x straumur) eru mjög breytileg eftir sólarljósstyrk og hitastigi. MPPT reiknirit finnur stöðugt besta rekstrarpunkt sólarsellunnar (hámarksaflspunktur - MPP). SMPS-byggður DC-DC breytir virkar sem vinnuhestur. Hann aðlagar virka inntaksviðnám sitt á kraftmikinn hátt með því að breyta rekstrarhlutfalli sínu, sem neyðir sólarsellurnar til að starfa við MPP spennuna. Samtímis breytir hann þessari inntaksspennu á skilvirkan hátt í nákvæma spennu sem þarf til að hlaða rafhlöðuna (t.d. með því að lækka 30-40V sólarsellaspennu í 12V eða 24V rafhlöðuspennu). Mikil skilvirkni SMPS tryggir lágmarks orkutap á þessu mikilvæga umbreytingar- og hagræðingarskrefi.

2. DC-DC hagræðingar (Aflrafmagnstæki á einingastigi - MLPE): Þessi tæki eru tengd við einstakar sólarsellur og innihalda SMPS spennugjafa. Þau framkvæma MPPT spennu fyrir hverja sólarsellu fyrir sig, sem dregur úr neikvæðum áhrifum skugga eða misræmis milli sólarrafhlöðu í streng. Þau umbreyta einnig breytilegri jafnstraumsúttaki sólarrafhlöðunnar í stöðlaða, fínstillta jafnstraumsspennu fyrir inntak í miðlægan inverter, sem eykur heildarafköst kerfisins.

3. Rafmagnsspennubreytar (DC-AC stig): Þó að lokaúttakið sé riðstraumur, þá felur upphafsstigið í nettengdum invertera í sér mjög skilvirka DC-DC umbreytingu með SMPS tækni. Þetta stig eykur oft tiltölulega lága jafnspennu frá strengnum eða fínstillingunni (t.d. 200-600V) í mun hærri jafnspennu (t.d. 600-800V). Þessi hærri jafnspenna er nauðsynleg fyrir næsta inverterastig til að mynda á skilvirkan hátt riðspennu sem er samhæf nettengingunni. Skilvirkni SMPS hefur bein áhrif á heildar umbreytingarnýtni invertersins.

Í meginatriðum gerir mikil afköst, nákvæm stjórnanleiki og tvíátta spennubreytingargeta (upp/upp eða niður/niður) rofaaflgjafa þá ómissandi til að hámarka orkuöflun, gera kleift snjalla MPPT-stýringu, samþættingu við rafhlöður og auðvelda skilvirka tengingu við raforkukerfi innan nútíma sólarorkukerfa.