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铝电解电容器在新能源领域的应用

2021-04-07

太阳能作为一种新能源,可以为我们的生活提供清洁无污染的能源。因为光伏发电系统产生的电流是DC的,但民用电源主要是交流电源,太阳能发电最终会走向并网运行,这意味着太阳能发电必须通过逆变器将DC转换为交流,以驱动家电等负载。因此,逆变器在太阳能发电系统中起着重要的作用。




逆变器的主要功能是将电源的可变DC电压输入转换成无干扰的交流正弦波输出,供设备使用并反馈给电网。




1、光伏逆变器对太阳能发电的要求




对于熟悉电源管理的工程师来说,太阳能发电系统逆变器的设计要点是什么?首先,就现有光伏系统逆变器的使用而言,只能使用5到10年,而光伏板的使用寿命长达25年,逆变器已经成为光伏系统中可靠性最低的模块。IR的Alberto Guerra提出,设计人员必须考虑光伏系统逆变器的使用寿命。太阳能逆变器技术行业对产品寿命有很高的期望,一般能保证20到25年的使用寿命,所以特别强调各个部件的可靠性。




2、提高光伏逆变器寿命的关键




光伏逆变器的寿命取决于其部件的可靠性。虽然半导体元件通常达到这种可靠性水平,但对于无源元件,尤其是电解电容器来说,这可能是一个挑战。提高电解电容器的可靠性已成为提高光伏逆变器可靠性的关键之一。




3、电解电容器在光伏逆变器中的作用




光伏逆变器可视为DC电源供电的专用逆变器,输出频率为50 Hz或与电网同步的50 Hz。整流器产生的整流电路没有电流脉冲,所以DC母线上的铝电解电容器的作用是DC母线电容器或“DC环节”电容器,用来吸收逆变器产生的开关频率极高的谐波电流和输出频率的三次谐波电流和高次谐波电流。




4、光伏逆变器对电解电容器的要求




1.高电压




一般大功率光伏逆变器,转换后的交流电直接接入高压电网,但从安全调节的角度来看,光伏电池组的输出电压一般不高于900v,因此可以选择两个450V电解电容串联,但为了提高安全性,可以选择两个500V电解电容串联。因此,有必要提高串联电容器的可靠性。


2.高抗波纹性




一般情况下,流经光伏逆变器电容的电流是逆变器均方根输出电流的0.44倍。例如光伏逆变器的输出电压为250V,1kW输出功率对应的输出电流约为2.54a,流经DC母线电容的电流为1.12a,100kW光伏逆变器的DC母线电容需要流经112a RMS电流,所选电容的额定电流不应低于此值。如果一个电解电容器的额定电流达不到要求,应并联选择多个电解电容器,以获得所需的电流值。因此,需要单个具有高纹波电阻的电解电容器来减少并联电容器的数量并提高整体可靠性。




3.长寿




在太阳能发电系统中,光伏板的使用寿命长达25年,而逆变器成为光伏系统,只能使用5到10年,因此太阳能发电系统中光伏逆变器系统的寿命要求为25年。对于无源元件铝电解电容器,其负极为电解液,随着使用时间的增加,电解液会慢慢干涸失效。这必然要求电解电容器行业生产出更长寿命的电解电容器,以满足光伏逆变器的要求。






目前市场上的长寿命铝电解电容器是85 ℃和5000小时,而bit的ES6系列在同等条件下可以保证85 ℃和6000小时的寿命,耐纹波是普通长寿命型的1.7倍,提高了电解电容器的使用寿命和耐纹波能力,满足普通光伏逆变器的要求。Bit的el20超长寿命电解电容,寿命85 ℃,20000小时,耐纹波是普通长寿命型的1.9倍。它可以完全满足光伏逆变器的长寿命要求,大大提高光伏逆变器的可靠性水平,满足太阳能发电系统的要求。随着新能源领域和相关产业的不断进步,我们相信太阳能发电技术也会快速发展,太阳能发电系统的可靠性也会不断提高。我们比特人愿与您合作,为新能源的发展提供更高规格的电解电容器,为绿色地球的建设做出贡献。




电解电容内部有储存电荷的电解质材料,有正极和负极,类似电池,不能反接。正极是附着有氧化膜的金属基板,负极通过金属板与电解质(固体和非固体)连接。




电解电容器纸,又称电容器隔板纸,起着电解电容器阳极和阴极铝箔之间的隔离和绝缘作用。电解电容器纸质量越好,越能满足电容器电压、低阻抗、损耗小的要求。




非极性(双极)电解电容器采用双氧化膜结构,类似于两个极性电解电容器。两个电极由两块金属板(都有氧化膜)连接,电解液在两组氧化膜中间。极性电解电容通常在电源电路或中低频电路中起到电源滤波、去耦(μU)、信号耦合、时间常数设置、隔离DC灯的作用。非极性电解电容器通常用于音频分频电路、电视校正电路和单相发动机起动电路。




电解电容器的工作电压为6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63v、80V、100V、160V、200V、300V、400V、450V、500V、600V、700V,工作温度为- 40 ~ + 105 ℃ (6.3 ~ 100V),-40 ~+85℃(100V以上)。它的特点是容量大,体积大,极性强。它通常用于DC电路中的滤波和整流。目前最常用的电解电容器有铝电解电容器和钽电解电容器。