POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT.
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- Francesco Coppola
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1 Power Forum 2010 Vishay Semiconductor Italiana Topologie innovative per gli inverter del fotovoltaico Claudio Damilano Market Development Manager POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
2 Grid Connected Inverter DC 110 / 380V AC 50/60 Hz 1f or 3f NO ENERGY STORAGE SOLAR PANEL SOLAR INVERTER GRID POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
3 In breve POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
4 Grid Connected Inverter DC STRING & MULTI-STRING L approccio a due stadi è il più diffuso 110 / 380V AC 50/60 Hz 1f or 3f (some 20kV for solar parks) MPPT CONTROLLER (DC/DC) INVERTER (DC/AC) DC POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
5 Grid Connected Inverter CENTRAL DC 110 / 380V AC 50/60 Hz 1f or 3f (some 20kV for solar parks) MPPT + INVERTER (DC/AC) L approccio a singolo stadio è il più diffuso, l inverter svolge anche la funzione MPPT POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
6 MPPT CONTROLLER Sommario Specifiche MPPT Controller 1. Ampio range di tensione in ingresso (50 to 100%) 2. Uscita ad alta tensione (400V 1F 800V 3F) 3. Alta efficienza 4. Bassa rumorosità (no corrente HF nelle celle) 5. Possibiltà di mettere in parallelo più uscite 6. Isolamento (facoltativo) POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
7 MPPT CONTROLLER singolo canale BOOST 150 / 400V DC (10kW) < 800V DC (100kW) <1000V DC (1MW) 400 / 1000V DC POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
8 MPPT CONTROLLER canali multipli BOOST 150 / 400V DC (10kW) < 800V DC (100kW) <1000V DC (1MW) 400 / 1000V DC POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
9 MPPT CONTROLLER - DIODO 150 / 400V DC (10kW) < 800V DC (100kW) <1000V DC (1MW) 400 / 1000V DC 600V (1f) and 1200V (3f) DCM / Soft SW : Low V F Types CCM : Low Q RR Types POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
10 Caratteristiche DIODO FRED Pt TM 600V - V F / T RR Trade-off DCM CCM POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
11 MPPT CONTROLLER - SWITCH 150 / 400V DC (10kW) < 800V DC (100kW) <1000V DC (1MW) 400 / 1000V DC 600V (1f) MosFets & IGBTs 1200V (3f) IGBTs DCM / Soft SW : Trench IGBTs Mainly CCM : High Speed MosFets POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
12 (E on + E off ) / A [uj/a] Famiglie di IGBT a 600V 360 PT (S) Line Frequency (<1kHz) 20 KHz 40 KHz 60 TFS NPT (U & K) 60 KHz PT (W1) 80 khz 30 NPT (W2) V ce_sat [V] POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
13 INVERTER MONOFASE 400 / 1000V DC 220 V AC 50/60 Hz 1f INVERTER (DC/AC) POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
14 INVERTER MONOFASE Si ottiene una sinusoide con tecniche PWM a partire dalla tensione DC in ingresso DC 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f La tensione DC in ingresso deve essere ragionevolmente maggiore della tensione di picco in uscita POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
15 INVERTER MONOFASE - Modulazione DC 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f 2 Switch Alta Velocità 2 Switch Bassa Velocità POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
16 INVERTER MONOFASE - Modulazione DC PWM: D OFF 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f PWM: 1-D ON MEZZO CICLO POSITIVO POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
17 INVERTER MONOFASE- Modulazione PWM: D DC OFF 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f ON PWM: 1-D MEZZO CICLO NEGATIVO POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
18 INVERTER MONOFASE- IGBT khz TUTTI I DIODI DC SONO ULTRAFAST (COMMUTATI ALLA PORTANTE PWM) 50/60 Hz IGBT HIGH SIDE SONO PILOTATI IN PWM 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f IGBT LOW SIDE sono commutati alla frequenza di rete POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
19 Soluzione FULL IGBT Vishay 50/60 Hz TFS V CE = 1.6 V SCELTA IGBT OTTIMIZZATA PER EFFICIENZA E COSTI DC 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f khz TFS V CE = 1.6 V POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
20 PIU VELOCE? POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
21 INVERTER MONOFASE Soluzione HF 100 khz DC 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f 50/60 Hz POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
22 INVERTER MONOFASE Soluzione HF 100 khz DC 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f 50/60 Hz POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
23 INVERTER MONOFASE Soluzione HF DC PWM: D OFF 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f PWM: 1-D ON NB: solo il diodo lavora ad HF, non l IGBT MEZZO CICLO POSITIVO POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
24 Soluzione Monofase Vishay Ottimizzata per alta frequenza VS-EME050T60N SiC Schottky Boost Diode High Speed 100 khz Optimized High Speed C 600V MPPT CONTROLLER w/boost DC/AC INVERTER TRENCH IGBTs 50/60 Hz Optimized + FRED Pt High Frequency Optimized HF LC FILTER POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
25 Soluzione Monofase Vishay Ottimizzata per alta frequenza VS-EME050T60N POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
26 INVERTER MONOFASE Soluzione HF 100 khz OK PER EROGARE POTENZA ATTIVA 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f 50/60 Hz Current Voltage POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
27 INVERTER MONOFASE Soluzione HF 100 khz NON PER QUELLA REATTIVA! 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f 50/60 Hz Current Voltage POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
28 INVERTER MONOFASE Soluzione HF 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f Current TENSIONE POSITIVA CORRENTE NEGATIVA Voltage POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
29 INVERTER MONOFASE Soluzione HF 110 / 240V AC 50/60 Hz 1f Current MOSFET BODY DIODE Voltage POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
30 Soluzione Monofase Vishay ottimizzata per gestire potenza reattiva VS-EMJ050T60N TRENCH IGBTs + FRED Pt 50 Hz to 20 khz Optimized SiC Schottky Boost Diode High Speed C 600V MPPT CONTROLLER w/boost DC/AC INVERTER HF LC FILTER POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
31 Soluzione Monofase Vishay ottimizzata per gestire potenza reattiva VS-EMJ050T60N POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
32 INVERTER TRIFASE 400 / 1000V DC 220 / 380V AC 50/60 Hz 3f (some 20kV for solar parks) INVERTER (DC/AC) POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
33 INVERTER TRIFASE FACILE 400 / 1000V DC AC 50/60 Hz 3f (some 20kV for solar parks) 1200V IGBTs POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
34 INVERTER TRIFASE FACILE 400 / 1000V DC ma non molto efficiente AC 50/60 Hz 3f (some 20kV for solar parks) POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
35 INVERTER TRIFASE - NPC 400 / 1000V DC 3 LEVEL Neutral Point Clamped 600V Switches AC 50/60 Hz 3f (some 20kV for solar parks) REALIZZATO INTERAMENTE CON DISPOSITIVI 600V POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
36 INVERTER TRIFASE 3LEV vs 2LEV V OUT V OUT POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
37 INVERTER TRIFASE 3LEV vs 2LEV MENO EMI, PIU EFFICIENZA V OUT V OU T POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
38 INVERTER TRIFASE NPC POTENZA ATTIVA E REATTIVA Q1 D1 D5 D6 Q2 D2 Q3 D3 Q4 D4 POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
39 INVERTER TRIFASE NPC POTENZA ATTIVA E REATTIVA V OUT Q2 = ON D2 = OFF Q1 = ON D5 = OFF Q2 = ON D2 = OFF Q1 = OFF D5 = ON I OUT D5 Q1 Q2 D2 D5 Q1 Q2 D2 POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
40 INVERTER TRIFASE NPC POTENZA ATTIVA E REATTIVA V OUT D1 = OFF D2 = OFF Q3 = ON D6 = ON D1 = ON D2 = OFF Q3 = OFF D6 = OFF D1 D1 2 1 D2 D5 D2 3 4 I OUT D6 Q3 Q3 POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
41 INVERTER TRIFASE NPC ANALISI DISPOSITIVI Q1 D1 ULTRAFAST D5 D6 Q2 D2 Q3 D3 Q4 D4 POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
42 INVERTER TRIFASE NPC ANALISI DISPOSITIVI Q1 D1 ULTRAFAST D5 D6 Q2 D2 Q3 D3 Q4 D4 POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
43 INVERTER TRIFASE NPC ANALISI DISPOSITIVI Q1 D1 S-SPEED SE LA POTENZA REATTIVA E BASSA D5 D6 Q2 D2 Q3 D3 ULTRAFAST Q4 D4 POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
44 Soluzione Vishay 3LEV NPC Ottimizzata per alta frequenza (SiC) VS-EMF050T60N High Speed 100 khz Optimized TRENCH IGBTs 50/60 Hz Optimized + FRED Pt High Frequency Optimized FRED Pt Hyperfast Diodes SiC Schottky Clamping Diodes POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
45 Soluzione Vishay 3LEV NPC Ottimizzata per alta frequenza (SiC) VS-EMF050T60N POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
46 Soluzione Vishay 3LEV NPC Ottimizzata per alta frequenza (Si) VS-EMF050T60U High Speed 100 khz Optimized TRENCH IGBTs 50/60 Hz Optimized + FRED Pt High Frequency Optimized FRED Pt Hyperfast Diodes FRED Pt Clamping Diodes POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
47 400 / 1000V DC INVERTER TRIFASE NPC ANALISI DISPOSITIVI AC 50/60 Hz 3f (some 20kV for solar parks) MOSFET BODY DIODEs POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
48 Soluzione Vishay 3LEV NPC ottimizzata per gestire potenza reattiva VS-EMF050J60U POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
49 Soluzione Vishay 3LEV NPC ottimizzata per gestire potenza reattiva VS-EMF050J60U IGBTs ad ALTA VELOCITA FRED Pt Hyperfast Diodes FRED Pt Clamping Diodes POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
50 GRAZIE! POWER FORUM 2010 BOLOGNA 23 SETT /50
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