Коммутатор режимінің қуат көздері (SMPS) күн фотоэлектрлік (PV) жүйелерінің әлеуетін ашу үшін негізгі болып табылады, ең алдымен олардың ерекше тиімділігі мен кернеуді икемді түрлендіру мүмкіндіктеріне байланысты. Тиімділігі аз сызықтық реттегіштерден айырмашылығы, SMPS қуатты электрондық транзисторларды (мысалы, MOSFET немесе IGBT) жоғары жиілікте (кГц-тен МГц-ке дейін) жылдам қосады және өшіреді.

Негізгі принцип және күн өзектілігі:

Бұл жоғары жиілікті коммутация импульстік тұрақты кернеуді жасайды. Ауыстыруды басқару арқылы жұмыс циклі (қосу уақыты мен өшіру уақыты қатынасы), орташа шығыс кернеуі немесе ток дәл реттелуі мүмкін. Содан кейін бұл импульстік кернеу индукторлар, конденсаторлар және трансформаторлар арқылы тұрақты тұрақты шығысқа тегістеледі. Ең бастысы, коммутациялық ауысулар кезінде минималды энергия жылу ретінде бөлінеді, бұл тиімділікті жиі 90-95% -дан асады. Бұл қымбат панельдерден энергия жинауды арттыру маңызды болып табылатын күн қолданбаларында өте маңызды.

Күн сәулесінің негізгі қолданбалары:

1.Максимум қуат нүктесін бақылау (MPPT) зарядтау контроллері: Бұл ең маңызды қолданба. Күн панелінің шығысы (кернеу x ток) күн сәулесінің қарқындылығы мен температурасына байланысты айтарлықтай өзгереді. MPPT алгоритмі панельдің оңтайлы жұмыс нүктесін (Максималды қуат нүктесі - MPP) үздіксіз табады. SMPS негізіндегі тұрақты ток түрлендіргіші жұмыс күші ретінде әрекет етеді. Ол жұмыс циклін өзгерту арқылы тиімді кіріс кедергісін динамикалық түрде реттейді, панельдерді MPP кернеуінде жұмыс істеуге мәжбүр етеді. Бір мезгілде ол кіріс кернеуін батарея қорын зарядтау үшін қажетті нақты кернеуге тиімді түрлендіреді (мысалы, 30-40 В панельдік кернеуді 12 В немесе 24 В батарея кернеуіне төмендету). SMPS жоғары тиімділігі осы маңызды түрлендіру және оңтайландыру қадамы кезінде энергияның минималды жоғалуын қамтамасыз етеді.

2.DC-DC оңтайландырғыштары (модуль деңгейіндегі қуат электроникасы - MLPE): Жеке күн панельдеріне бекітілген бұл құрылғыларда SMPS бар. Олар жолдағы панельдер арасындағы көлеңкелеудің немесе сәйкессіздіктің теріс әсерін азайта отырып, әр панель үшін MPPT жұмысын дербес орындайды. Олар сонымен қатар панельдің айнымалы тұрақты ток шығысын орталық инверторға енгізу үшін стандартталған, оңтайландырылған тұрақты кернеуге түрлендіреді, бұл жүйенің жалпы өнімділігін арттырады.

3. Торлы инверторлар (тұрақты тоқ айнымалы ток сатысы): Соңғы шығыс айнымалы ток болғанымен, торлы инвертордағы бастапқы кезең SMPS технологиясын пайдаланып жоғары тиімді тұрақты тұрақты ток түрлендіруін қамтиды. Бұл кезең жиі жолдан немесе оңтайландырудан (мысалы, 200-600 В) салыстырмалы түрде төмен тұрақты ток кернеуін әлдеқайда жоғары тұрақты кернеуге (мысалы, 600-800 В) арттырады. Бұл жоғары тұрақты кернеу тормен үйлесімді айнымалы ток кернеуін тиімді синтездеу үшін келесі инвертор сатысы үшін өте маңызды. SMPS тиімділігі инвертордың жалпы түрлендіру тиімділігіне тікелей әсер етеді.

Шын мәнінде, коммутатор режиміндегі қуат көздерінің жоғары тиімділігі, дәл басқарылуы және екі жақты кернеуді түрлендіру мүмкіндігі (қадамды жоғарылату/көбейту немесе төмендету/бағдарлама) оларды энергия жинауды ұлғайту, ақылды MPPT басқару мүмкіндігін беру, батареялармен біріктіру және заманауи күн энергиясы жүйесінде тиімді желілік қосылымды жеңілдету үшін таптырмас етеді.