RT20 | Leistungsüberprüfung eines neuartigen einphasigen Mikro-Wechselrichters für PV-Anlagen mittels Echtzeitsimulation

In dieser Arbeit wird ein neuartiger Einphasen-Mikro-Wechselrichter vorgestellt, der für die Verarbeitung der Leistung von zwei Photovoltaikmodulen (PV-Modulen) ausgelegt ist und modular aufgebaut ist. Die vorgeschlagene Topologie kombiniert einen Vollbrücken-Wechselrichter, der mit zwei DC/DC-Aufwärtswandlern integriert ist, sowie einen Gleichstromzwischenkreis, der aus Switched-Capacitor-Netzwerken (SC-Netzwerken) besteht. Zur Bewertung der vorgeschlagenen Topologie im Vergleich zu bisherigen Lösungen wird ein neuer Faktor, der sogenannte Qualitätsfaktor, eingeführt. Die vorgeschlagene Topologie erreicht einen Qualitätsfaktor, der etwa doppelt so hoch ist wie bei bisherigen Lösungen. Dies belegt den Vorteil der vorgeschlagenen Topologie gegenüber bisherigen Lösungen. Im Vergleich zu anderen transformatorlosen Mikro-Wechselrichtern kann der vorgeschlagene Wechselrichter mit einem oder zwei Eingängen betrieben werden und bietet eine einstellbare, höhere Spannungsverstärkung, sodass er weltweit einsetzbar ist. Darüber hinaus reduziert die mehrstufige Formung der Ausgangsspannung den Oberwellenanteil der Ausgangsspannung und damit den THD gemäß IEEE 519. Zur Überprüfung der Leistung der 7-stufigen Version der vorgeschlagenen Topologie unter Netzanschlussbedingungen bei verschiedenen Betriebsbedingungen – einem PV-Eingang, zwei PV-Eingängen sowie bei teilweiser Verschattung – wird eine Echtzeitsimulation mit RT-LAB von Opal-RT (OP4510) durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigen die Überlegenheit der vorgeschlagenen Topologie. Die Ergebnisse zeigen einen Spannungsverstärkungsfaktor von 14 bei einem Wirkungsgrad von 91 % und einer vollständig verteilten MPPT.