GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD光伏和儲能應用,迎接雙碳目標下的可再生能源新浪潮,GD32為“光伏+儲能產業的持續爆發注入了創新源的動力。近年來,太陽能光伏和儲能市場異?;鸨?。根據歐洲光伏產業協會發布的《全球市場展望-太陽能2022-2026》報告,2019-2021年全球新增光伏裝機容量分別為117.6GW,139.2GW和167.8GW,2020年同比增長19%,2021年同比增長21%。該協會預計今年全球新增光伏裝機容量將達到228%.5GW,比去年增長36%。
與傳統能源發電相比,太陽能光伏發電具有間歇性、波動性和隨機性的特點。通過儲能配置,提高用電質量,保持電網穩定,基本成為行業共識。隨著光伏發電的不斷發展和滲透率的穩步提高,家庭光伏儲存一體化已成為各國家庭光伏發電發展的主流方向。據統計,2021年全球家庭儲能裝機規模為6.6GWh,與2020年相比,增長了46%,預計今年將達到96%.4GWh。
光伏逆變器與儲能變流器技術相似,在系統中的作用也相似。GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD32MCU它已廣泛應用于光伏逆變和儲能領域,包括逆變控制、數據監控、通信傳輸、人機交互(HMI),拉弧檢測快速關閉,效率優化,BMS各種應用場景,包括監控保護、光伏配件等。
逆變器的市場趨勢和產品分類
逆變器作為光伏發電系統的核心設備,隨著全球光伏產業的發展,呈現出快速增長的趨勢。據介紹。WoodMackenzie據統計,從2015年599年開始,全球光伏逆變器出貨量.7GW,上升至2020年的185.1GW,復合年增長率達到25.40%。根據不同的技術路線,逆變器可分為集中式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器三種。
•集中式逆變器
輸出功率大,單機容量500KW以上,技術成熟,主要用于集中光伏發電系統。
•串聯逆變器
單機容量一般為200KW以下包括并網串逆變器和儲能串逆變器,功率密度高,安裝維護簡單,可滿足室內、室外等不同應用環境的要求,可用于小型電站或地形復雜的大型地面電站。
•微型逆變器
單機容量一般為5KW以下,功率密度高,安裝維護簡單,能自動適應復雜的電網環境,延長發電時間,內置防雷和高精度漏電流保護,儲能接口和各種通信方式,廣泛應用于住宅屋頂、庭院等家用光伏發電系統。
目前,市場主要是集中式逆變器和組串式逆變器。據公開數據顯示,2021年,組串式逆變器占光伏逆變器市場的69.6%,集中式逆變器占27.7%,微型逆變器占2.7%左右。近年來,隨著世界各國對光伏發電的日益重視,如出臺相關政策,鼓勵安裝民用屋頂光伏系統,分布式裝機需求旺盛,微型逆變器市場滲透率呈現高增長趨勢,預計2025年將提高到14%。
儲能逆變器集成光伏并網發電+儲能電站的功能是在電能過剩時儲存電能。當電能不足時,將儲存的電能逆變后輸出到電網中,平衡晝夜和不同季節的用電差異,起到削峰填谷的作用。
GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD32MCU如何逐“光”而行,逆變器在光伏系統中起著交/DC轉換、功率控制、/離網切換等重要作用。MCU它是逆變器中不可缺少的關鍵部件,是逆變器中不可缺少的關鍵部件MPPT(大功率點跟蹤)是光伏發電效率大化的關鍵技術。MPPT相當于逆變器的大腦,是一個自動優化的過程,可以實時檢測光伏組件的發電電壓,跟蹤高電壓電流值,使逆變器在不同的陽光和溫度環境下跟蹤大功率點,確保光伏陣列的輸出功率大化。
主控MCU硬件處理性能和軟件算法共同決定了MPPT的工作效率,也是決定光伏逆變器發電的關鍵因素。硬件效率主要取決于采樣電路的精度,MPPT電壓范圍,MPPT路數決定;軟件效率主要由控制算法決定。因此,為了滿足光伏逆變器的高效率和高可靠性要求,主控MCU需要配備多個高精度ADC來收集電壓和電流信號,高精度定時器用于輸出PWM控制和頻率捕獲功能,并支持硬件乘除法、浮點運算、三角函數加速器等模塊的高效運行控制算法。
太陽能逆變器的目的是從太陽能電池板中提取大功率,并將清潔能源輸入電網。為了確保這一點,必須準確地取樣功率級電壓和電流,并需要DC-DC和DC-AC準確生成脈寬調制中的電源開關(PWM)。也就是說,主控MCU必須具有高采樣率的ADC模塊和高精度定時器來實現這些功能。GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD32F47x/42x主頻高達24000系列MCUMHz的Arm®Cortex®-M4核心,大容量存儲優勢,可有效處理復雜的逆變器控制算法。多達兩組可輸出三相互補PWM波形的高級定時器,3個高達2.6MHz12位高速采樣率ADC,更有利于準確測量面板的電壓和電流,滿足逆變器驅動電路的高精度控制要求。
除逆變主控外,MCU還可用于逆變器內部的通信監控和HMI模塊。GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD32F47x/F42x該系列MCU提供了豐富的通信接口,包括多達8路USART/UART,6路SPI,3路I2C,CAN總線2路,以太網MAC,USB2.全速和高速通信接口集成了TFTLCD控制器和硬件圖形加速器IPA。它能滿足逆變電路過溫、過壓、欠壓等監控保護的需要,以及與外界通信、數據采集傳輸、人機交互等更智能化的控制。
與儲能逆變器相比,MCU并網逆變器的性能要求略低,人機交互界面要求也相對簡單,GD32F3系列MCU可以滿足需求。這是大多數工程師非常熟悉的基礎,基于大多數工程師。Arm®Cortex®-M4款經典主流MCU產品,高提供1200款MHz主頻、大容量存儲、多路高級定時器和高精度ADC,液晶屏接口和豐富的通信接口。在逆變器監控模塊中,收集并傳輸微逆變器運行數據DTU,BMS在許多場景中可以看到模塊等模塊GD32F光伏行業龍頭客戶采用3系列MCU。對于近年來增長勢頭明顯的微逆變器和單向并網光伏逆變器,DSP主要用于實現正弦波逆變器控制?,F在,在供應保障和降低成本、提高效率的要求下,很多逆變器廠商開始用高性能MCU代替DSP,兆易創新的GD32E5系列MCU提供成功案例和參考方案。
GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD32E5系列MCU具有傳統DSP控制器的功能特性,主頻高達180MHz的Arm®Cortex®-M33內核,內置硬件乘/除法器,提供完整的DSP指令集和單精度浮點運算單元,配備硬件三角函數加速器,提高計算能力,實現數字信號處理和開關電源控制,取代傳統DSP。此外,GD32E5內置90ps超高精度定時器(SHRTimer)5個獨立計數器可產生5組2路死區互補輸出的PWM控制信號,并可與其他外設聯動產生正弦波逆變所需的高頻波形。
此外,兆易創新正在積極推進超高性能MCU產品布局,以推動超高性能MCU產品布局Arm®Cortex®-M7內核提供800MHz上述處理能力支持更高的變頻特性,不斷豐富適用于光伏儲能系統的MCU產品組合。自去年以來,光伏和儲能市場的增長率已達到100%以上,預計今年仍將翻一番。特別是在歐洲市場,由于電價高,居民對新能源的需求旺盛。正是由于光伏和儲能市場的高度繁榮,MCU的出貨量不斷增加。
拓展光伏配件應用新“藍海”,在光伏和儲能系統中,除了核心逆變器外,還可以在周圍配件中找到多樣化的MCU應用場景。各種光伏配件解決方案已成為GD32用武之地。
•關斷器
安裝在光伏板上的可關閉光伏組件的裝置,可迅速將光伏板的輸出電壓降低到安全電壓以下,消除光伏系統陣列中的DC高壓,避免DC電弧,穿透空氣引起火災,確保人身安全。
GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD32E230系列MCU性價比高,功耗低,ADC采樣分辨率高、外部接口豐富等優點,通過電力載波通信,可實現快速關閉功能。根據關閉器和組件1:1的比例,未來對關閉器的需求將會越來越大。
•優化器
安裝在光伏組件和逆變器之間,采用預測電流和電壓技術,確保光伏組件始終處于佳工作狀態,主要解決組件堵塞、方向不一致導致不匹配,大大降低光伏發電的問題。能夠實時收集光伏組件的發電數據(如電量、電壓、電流、溫度),具有組件級關閉和管理功能,提高安全保障。目前,世界先進的逆變器企業已經在產品中配備了智能光伏優化器。
GD32E可替代高性能MCU系列DSP,運行MPPT算法實現模塊的大功率跟蹤,實現數據采集、通信監控和快速關閉功能。
•匯流箱
可減少光伏組件與逆變器在大型光伏并網發電系統中的連接線,具有可靠易維護的特點。GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD32F303系列MCU可用于智能匯流箱中的監控箱,實現光伏組件的電流電壓診斷、拉弧檢測和拉弧檢測,以及RS-485或無線網絡功能。它可以保證光伏系統的維護,檢查時容易切斷電路,減少光伏系統故障時的停電范圍。
目前,逆變器和儲能市場的變化正在推動光伏產業的下一波增長。未來,智能逆變器將集成更多的高端技術。例如,人工智能算法的集成可以使逆變器更智能、更積極地運行系統診斷功能,并減少維護需求。逆變器還可以通過網絡與其他設備連接到云,為用戶提供更多的數字、智能和可視化的家庭能源管理服務。光存儲和充電一體化綜合能源系統正逐步向環保、方便、安全等方面發展,可實現光伏發電、充電運行、配電容量增加等多重效益。作為核心部件之一,隨著GD32E230C8T6 gd兆易的一級代理商GD32MCU覆蓋面的增強將繼續幫助光伏和儲能市場的快速發展。