Los amigos del campo fotovoltaico no son ajenos a los microinversores. El CC2340 no es familiar para todos. ¿Quién es? ¿Qué tiene que ver con los microinversores? ¿También dijo que podría conducir a la próxima era de los microinversores? No te preocupes, echemos un vistazo juntos.
En un momento en el que el mundo está trabajando hacia una visión dual del carbono y la crisis europea de las energías fósiles provocada por la guerra ruso-ucraniana, la nueva comunidad energética valora cada vez más la generación de energía fotovoltaica distribuida por su capacidad para suministrar energía verde y mejorar resiliencia de la red, algo bien recibido y alentado por las autoridades reguladoras de varios países. Desde la aparición de los microinversores a principios de este siglo, después de varios desarrollos, se ha convertido en una parte indispensable del campo de la generación de energía fotovoltaica distribuida en áreas desarrolladas y no solo puede mejorar la eficiencia de conversión de los módulos fotovoltaicos en el campo real. Trabajo, pero también mejorar en gran medida la seguridad y estabilidad de todo el sistema de generación de energía. Se espera que los envíos mundiales de microinversores alcancen los 13,39 GW en 2023 y mantengan una tasa de crecimiento anual del 70 % en los próximos cinco años. Actualmente existen dos métodos de comunicación para microinversores fotovoltaicos, uno es la comunicación por conexión de cable y el otro es el método de comunicación inalámbrica (principalmente tecnología ZigBee). El método inalámbrico se ha convertido en una tendencia de desarrollo en el mercado debido a su conveniente instalación, efecto de aislamiento eléctrico natural y mayor seguridad. La aplicación a gran escala de nuevas tecnologías, además de resolver nuestros problemas, también debe brindar suficientes ventajas rentables y reducir el costo de entrada de la promoción de aplicaciones. El CC2340, un chip de comunicación inalámbrica lanzado por Texas Instruments que soporta Zigbee, nació precisamente para esta nueva tendencia. Esto puede ser algo de lo que su desarrollador, TI, tampoco sea consciente. ¿por qué? Señor, por favor continúe leyendo.
ZigBee es una tecnología de comunicación inalámbrica de corta distancia y baja velocidad. Su característica más importante es que admite naturalmente redes MESH, lo que hace que su estabilidad y capacidades de conexión en red sean excelentes. Además, el despliegue localizado de ZigBee aporta buena estabilidad a diversas situaciones especiales. Los productos basados en ZigBee pueden completar el trabajo en sistemas de microinversores y tienen alta estabilidad y capacidades de conexión en red. Los microinversores son adecuados para sistemas domésticos o pequeños industriales y comerciales, y son muy adecuados para redes ZigBee.
Figura 1 Microinversor
TI ya ha hecho planes en el campo ZigBee. Su CC2530 y CC265x se utilizan ampliamente. El CC2340 recientemente lanzado por TI logra ventajas continuas en términos de rentabilidad. El SoC está disponible en paquetes 4x4 RGE QFN24 y 5x5 RKP QFN40, con una MCU de 48 MHz, consumo de energía en espera de 710 nA, consumo de energía en suspensión de 150 nA, corriente de recepción de 5,3 mA y la corriente de transmisión es inferior a 11 mA en la transmisión más alta. potencia de +8dbm. Estas prestaciones han mejorado mucho en comparación con las generaciones anteriores de chips. En este caso, TI publicó un precio inicial de sólo 0,79 dólares. El uso de TI CC2340 seguramente mejorará el rendimiento de la comunicación inalámbrica de los microinversores y reducirá efectivamente el costo terminal de la solución, creando suficientes ventajas competitivas para los fabricantes. La siguiente tabla es una comparación de parámetros de TI CC2340, CC2530 y CC265x Soc.
Tabla comparativa de SoC TI 2340, CC2530 y CC265x
En el sistema de microinversor, cada componente tiene un MPPT independiente. La generación de energía entre los componentes no se afecta entre sí. Se puede lograr el control de cada componente, es decir, el control a nivel de componente. A través del sistema inteligente de operación y mantenimiento, se puede ver cada componente. La ubicación y el estado de generación de energía y otra información se pueden utilizar para localizar fallas de manera más rápida y precisa.
El sistema de microinversor adopta el método de comunicación inalámbrica ZigBee. La ECU del comunicador de energía y el microinversor tienen módulos ZigBee integrados para lograr la autorreparación de la red, saltos de múltiples niveles y comunicación de ruta optimizada. A través de la red de malla ZigBee MESH, la ECU comunicadora de energía es responsable de recopilar y transmitir los datos de generación de energía del microinversor. Los datos se pueden cargar a la plataforma en la nube a través del acceso por cable/Wi-Fi/4G a Internet. Los usuarios pueden verificar el estado de generación de energía del sistema en cualquier momento y en cualquier lugar a través de dispositivos terminales como computadoras o teléfonos móviles para lograr un monitoreo en tiempo real. , alarmas inteligentes, análisis estadístico, control de actualización remota, etc. La topología de red MESH tiene un modo de comunicación flexible. Cuando uno de los inversores tiene un problema, los datos también se pueden transmitir automáticamente a través de otros inversores o directamente a la ECU del comunicador de energía, sin problemas de comunicación con un inversor. Y afectar la comunicación del sistema entero. Cada ECU puede monitorear cientos de inversores. Los microinversores tienen funciones de retransmisión de señal inalámbrica y pueden transmitir información de comunicación. Toda la red del sistema está integrada en una red autoorganizada MESH, con velocidades de transmisión más rápidas y estables.
Figura 2 Conexión en red ZigBee del sistema de microinversor
► ► ► Funciones de la tecnología de comunicación inalámbrica ZigBee
01. Bajo consumo de energía
El modo de espera de bajo consumo de energía de ZigBee permite que dos baterías secas AA mantengan el funcionamiento de un nodo durante 6 a 24 meses, o incluso más. En comparación, Bluetooth sólo puede funcionar durante unas pocas semanas y Wi-Fi sólo puede funcionar durante unas pocas horas, que es la ventaja sobresaliente de ZigBee.
02. Bajo costo
Al simplificar enormemente el protocolo, el coste de ZigBee es muy bajo, menos de 1/10 del de Bluetooth, lo que reduce los requisitos de controladores de comunicación. Según el análisis predictivo, utilizando un microcontrolador 8051 de 8 bits, un nodo maestro de función completa requiere 32 KB de código y un nodo de subfunción solo requiere 4 KB de código. Además, la patente del protocolo ZigBee es gratuita.
03.Tasa baja
La velocidad de comunicación de ZigBee es de 250 kbps, lo que es adecuado para los requisitos de aplicaciones para transmisión de datos a baja velocidad.
04. A corta distancia
El rango de transmisión de ZigBee suele estar entre 10 y 100 metros. Al aumentar la potencia de transmisión de RF, el rango de transmisión se puede ampliar a 1-3 kilómetros. Estas distancias de transmisión son las distancias entre nodos adyacentes. La distancia de transmisión se puede ampliar aún más mediante enrutamiento y retransmisiones entre nodos.
05. Breve demora
ZigBee tiene una velocidad de respuesta rápida, solo toma 15 ms para pasar del estado de suspensión al estado de trabajo y solo toma 30 ms para que un nodo se conecte a la red. No sólo mejora la velocidad de respuesta, sino que también ahorra energía. En comparación, Bluetooth tarda entre 3 y 10 segundos en establecer una conexión y Wi-Fi tarda entre 3 y 10 segundos en completar la conexión.
06.Alta capacidad
ZigBee puede adoptar estructuras de red en estrella, en sectores y en malla, con un nodo maestro gestionando múltiples nodos secundarios. Un nodo maestro puede administrar hasta 254 subnodos y, al mismo tiempo, el nodo maestro también puede ser administrado por los nodos de red de la capa superior, que pueden formar una gran red de hasta 65,000 nodos. Esta arquitectura de alta capacidad puede adaptarse a aplicaciones de distintos tamaños y complejidad.
07. Alta seguridad
ZigBee proporciona tres niveles de modos de seguridad, que incluyen ninguna configuración de seguridad, el uso de listas de control de acceso (ACL) para evitar la adquisición ilegal de datos y el uso de cifrados simétricos que utilizan el Estándar de cifrado avanzado (AES128) para determinar sus atributos de seguridad. Esta configuración de seguridad flexible puede satisfacer las necesidades de seguridad de diferentes aplicaciones y proteger los datos del acceso no autorizado.
08. Banda de frecuencia sin licencia
ZigBee utiliza la banda de frecuencia Industrial Scientific Medical (ISM), que incluye 915 MHz (Estados Unidos), 868 MHz (Europa) y 2,4 GHz (global), y se puede utilizar de forma gratuita sin necesidad de aplicación.
Shenzhen Xinchida Technology combina las necesidades de los sistemas de microinversores y la pista compuesta de IoT. Después de lanzar los módulos ZigBee de la serie CC2530 y los módulos inalámbricos multiprotocolo de la serie CC265x (que admiten el protocolo ZigBee), lanzó el SoC inalámbrico TI CC2340 basado en RF. El módulo ZigBee de la serie BM-2340Bx puede incorporar un microinversor, lo que permite a los usuarios leer de forma remota los datos del microinversor y controlarlos de forma remota.
Los módulos inalámbricos de la serie RF-BM-2340Bx admiten la tecnología de red autoorganizada ZigBee, potencia de transmisión de +8 dBm, tienen múltiples tamaños de paquete, admiten métodos de salida inalámbrica de antenas PCB y enchufes IPEX, y tienen alto rendimiento, bajo consumo de energía, alta confiabilidad. Tiene las características de rendimiento de alto costo, conexión en red flexible y conveniente y admite redes de nodos a gran escala. Con el lanzamiento del SoC de la serie CC2340 de TI, podemos esperar que tenga aplicaciones a gran escala en el mercado de microinversores, especialmente los módulos ZigBee basados en CC2340. Por lo tanto, esperemos y veamos cómo se desempeña el SoC CC2340 en el mercado.
Sobre Xinchida
El equipo de I + D de Xinchida Technology tiene muchos años de experiencia y acumulación de tecnología en la industria de módulos de comunicación inalámbrica y está comprometido a brindar a los clientes soluciones y servicios de productos de radiofrecuencia inalámbrica de alta calidad. Como IDH externo de TI en los Estados Unidos, Xinchida Technology continuará promoviendo la popularización del mercado y el progreso tecnológico de Bluetooth y productos multiprotocolo, brindando soporte integral para el SoC inalámbrico de cuarta generación de TI----CC2340 y acelerar su éxito en el mercado, promoción y aplicación.