wat is 'n sonkrag-omskakelaar?

Terwyl die wêreld vorentoe stap in sy strewe na volhoubare en skoon energie-oplossings, het sonkrag na vore getree as 'n voorloper in die wedloop na 'n groener toekoms. Deur die oorvloedige en hernubare energie van die son te benut, het fotovoltaïese (PV) sonkragstelsels wydverspreide gewildheid verwerf, wat die weg baan vir 'n merkwaardige transformasie in die manier waarop ons elektrisiteit opwek. In die hart van elke FV-sonkragstelsel lê 'n deurslaggewende komponent wat die omskakeling van sonlig in bruikbare energie moontlik maak: diesonkrag omskakelaar. Dien as die brug tussen die sonpanele en die elektriese netwerk, sonkrag-omsetters speel 'n belangrike rol in die doeltreffende benutting van sonkrag. Om hul werkingsbeginsel te verstaan ​​en hul verskillende tipes te verken, is die sleutel om die fassinerende meganika agter sonenergie-omskakeling te verstaan. How doen ASolêrInverterWork? 'n Sonkrag-omskakelaar is 'n elektroniese toestel wat die gelykstroom (GS) elektrisiteit wat deur sonpanele geproduseer word, omskakel in wisselstroom (AC) elektrisiteit wat gebruik kan word om huishoudelike toestelle aan te dryf en in die elektriese netwerk ingevoer te word. Die werkbeginsel van 'n sonkrag-omskakelaar kan in drie hoofstadia verdeel word: omskakeling, beheer en uitset. Omskakeling: Die sonkrag-omskakelaar ontvang eers die GS-elektrisiteit wat deur die sonpanele opgewek word. Hierdie GS-elektrisiteit is tipies in die vorm van 'n wisselende spanning wat wissel met die intensiteit van sonlig. Die omskakelaar se primêre taak is om hierdie veranderlike GS-spanning om te skakel in 'n stabiele WS-spanning wat geskik is vir verbruik. Die omskakelingsproses behels twee sleutelkomponente: 'n stel elektroniese kragskakelaars (gewoonlik geïsoleerde-hek bipolêre transistors of IGBT's) en 'n hoëfrekwensie-transformator. Die skakelaars is verantwoordelik om die GS-spanning vinnig aan en af ​​te skakel, wat 'n hoëfrekwensie-pulssein skep. Die transformator verhoog dan die spanning tot die verlangde WS-spanningsvlak. Beheer: Die beheerstadium van 'n sonkrag-omskakelaar verseker dat die omskakelingsproses doeltreffend en veilig werk. Dit behels die gebruik van gesofistikeerde beheeralgoritmes en sensors om verskeie parameters te monitor en te reguleer. Sommige belangrike beheerfunksies sluit in: a. Maksimum kragpuntnasporing (MPPT): Sonpanele het 'n optimale bedryfspunt wat die maksimum kragpunt (MPP) genoem word, waar hulle die maksimum krag vir 'n gegewe sonligintensiteit produseer. Die MPPT-algoritme pas voortdurend die werkingspunt van die sonpanele aan om die kraguitset te maksimeer deur die MPP op te spoor. b. Spanning- en frekwensieregulering: Die omskakelaar se beheerstelsel handhaaf 'n stabiele AC-uitsetspanning en -frekwensie, wat tipies die standaarde van die nutsnetwerk volg. Dit verseker verenigbaarheid met ander elektriese toestelle en laat naatlose integrasie met die rooster toe. c. Net-sinchronisasie: Net-gekoppelde sonkrag-omskakelaars sinchroniseer die fase en frekwensie van die AC-uitset met die nutsnetwerk. Hierdie sinchronisasie stel die omskakelaar in staat om oortollige krag in die netwerk terug te voer of krag uit die netwerk te trek wanneer sonkragproduksie onvoldoende is. Uitset: In die finale stadium lewer die sonkrag-omskakelaar die omgeskakelde AC-elektrisiteit aan die elektriese ladings of die netwerk. Die uitset kan op twee maniere gebruik word: a. On-Grid of Grid-Gebonde stelsels: In rooster-gebonde stelsels voer die sonkrag-omskakelaar die AC-elektrisiteit direk in die nutsnetwerk in. Dit verminder afhanklikheid van fossielbrandstof-gebaseerde kragsentrales en maak voorsiening vir netto meting, waar oortollige elektrisiteit wat gedurende die dag opgewek word, gekrediteer en gebruik kan word tydens lae sonkragproduksieperiodes. b. Off-Grid-stelsels: In off-grid-stelsels laai die sonkrag-omskakelaar 'n batterybank bykomend tot die verskaffing van krag aan die elektriese vragte. Die batterye stoor oortollige sonenergie, wat benut kan word tydens tye van lae sonkragproduksie of snags wanneer die sonpanele nie elektrisiteit opwek nie. Eienskappe van sonkrag-omskakelaars: Doeltreffendheid: Sonkrag-omsetters is ontwerp om met hoë doeltreffendheid te werk om die energie-opbrengs van die sonkrag-PV-stelsel te maksimeer. Hoër doeltreffendheid lei tot minder energieverlies tydens die omskakelingsproses, wat verseker dat 'n groter deel van die sonenergie effektief benut word. Kraguitset: Sonkrag-omsetters is beskikbaar in verskeie kraggraderings, wat wissel van klein residensiële stelsels tot grootskaalse kommersiële installasies. Die kraglewering van 'n omskakelaar moet toepaslik ooreenstem met die kapasiteit van die sonpanele om optimale werkverrigting te behaal. Duursaamheid en betroubaarheid: Sonkrag-omsetters word blootgestel aan verskillende omgewingstoestande, insluitend temperatuurskommelings, humiditeit en potensiële elektriese oplewings. Daarom moet omsetters met robuuste materiale gebou word en ontwerp word om hierdie toestande te weerstaan, wat langtermynbetroubaarheid verseker. Monitering en Kommunikasie: Baie moderne sonkrag-omskakelaars is toegerus met moniteringstelsels wat gebruikers in staat stel om die werkverrigting van hul sonkrag-PV-stelsel na te spoor. Sommige omsetters kan ook met eksterne toestelle en sagtewareplatforms kommunikeer, wat intydse data verskaf en afstandmonitering en beheer moontlik maak. Veiligheidskenmerke: Sonkrag-omsetters bevat verskeie veiligheidskenmerke om beide die stelsel en die individue wat daarmee werk, te beskerm. Hierdie kenmerke sluit in oorspanningbeskerming, oorstroombeskerming, grondfoutbespeuring en anti-eilandbeskerming, wat verhoed dat die omskakelaar krag in die netwerk invoer tydens kragonderbrekings. Sonkrag-omskakelaar klassifikasie volgens kraggradering PV-omsetters, ook bekend as sonkrag-omsetters, kan in verskillende tipes geklassifiseer word op grond van hul ontwerp, funksionaliteit en toepassing. Om hierdie klassifikasies te verstaan, kan help om die mees geskikte omskakelaar vir 'n spesifieke sonkrag-PV-stelsel te kies. Die volgende is die hooftipes PV-omsetters wat volgens kragvlak geklassifiseer word: Omskakelaar volgens kragvlak: hoofsaaklik verdeel in verspreide omskakelaar (string-omskakelaar en mikro-omskakelaar), gesentraliseerde omskakelaar String omkeerers: String-omskakelaars is die mees gebruikte tipe PV-omsetters in residensiële en kommersiële sonkraginstallasies, hulle is ontwerp om veelvuldige sonpanele wat in serie gekoppel is, te hanteer en 'n "string" te vorm. Die PV-string (1-5kw) het deesdae die gewildste omskakelaar in die internasionale mark geword deur 'n omskakelaar met maksimum kragpieknasporing aan die GS-kant en parallelle roosterverbinding aan die AC-kant. Die GS-elektrisiteit wat deur die sonpanele opgewek word, word in die string-omskakelaar ingevoer, wat dit in WS-elektrisiteit omskakel vir onmiddellike gebruik of vir uitvoer na die netwerk. String-omskakelaars is bekend vir hul eenvoud, koste-effektiwiteit en gemak van installasie. Die werkverrigting van die hele string is egter afhanklik van die paneel wat die laagste presteer, wat die algehele stelseldoeltreffendheid kan beïnvloed. Mikro-omskakelaars: Mikro-omsetters is klein omsetters wat op elke individuele sonpaneel in 'n FV-stelsel geïnstalleer word. Anders as string-omskakelaars, skakel mikro-omsetters die GS-elektrisiteit om na AC reg op die paneelvlak. Hierdie ontwerp laat elke paneel toe om onafhanklik te werk, wat die stelsel se algehele energie-uitset optimaliseer. Mikro-omskakelaars bied verskeie voordele, insluitend paneelvlak maksimum kragpuntnasporing (MPPT), verbeterde stelselwerkverrigting in geskakeerde of nie-ooreenstemmende panele, verhoogde veiligheid as gevolg van laer GS-spannings, en gedetailleerde monitering van individuele paneelwerkverrigting. Die hoër voorafkoste en potensiële kompleksiteit van installasie is egter faktore om in ag te neem. Gesentraliseerde omsetters: Gesentraliseerde omsetters, ook bekend as groot- of nutsskaal (>10kW) omsetters, word algemeen gebruik in grootskaalse sonkrag-PV-installasies, soos sonkragplase of kommersiële sonkragprojekte. Hierdie omsetters is ontwerp om hoë GS-kraginsette van verskeie stringe of reekse sonpanele te hanteer en dit om te skakel in WS-krag vir netwerkverbinding. Die grootste kenmerk is die hoë krag en lae koste van die stelsel, maar aangesien die uitsetspanning en stroom van verskillende PV-stringe dikwels nie presies ooreenstem nie (veral wanneer die PV-stringe gedeeltelik geskadu is as gevolg van troebelheid, skaduwee, vlekke, ens.) , sal die gebruik van gesentraliseerde omskakelaar lei tot laer doeltreffendheid van die omkeerproses en laer elektriese huishoudelike energie. Gesentraliseerde omsetters het tipies 'n hoër kragkapasiteit in vergelyking met ander tipes, wat wissel van etlike kilowatt tot verskeie megawatt. Hulle word op 'n sentrale plek of inverterstasie geïnstalleer, en veelvuldige stringe of skikkings sonpanele word parallel daaraan gekoppel. Wat doen 'n sonkrag-omskakelaar? Fotovoltaïese omsetters dien verskeie funksies, insluitend AC-omskakeling, optimalisering van sonselwerkverrigting en stelselbeskerming. Hierdie funksies sluit in outomatiese werking en afskakeling, maksimum kragnasporingbeheer, anti-eilanding (vir roostergekoppelde stelsels), outomatiese spanningaanpassing (vir roostergekoppelde stelsels), GS-bespeuring (vir roostergekoppelde stelsels) en GS-grondbespeuring ( vir netwerkgekoppelde stelsels). Kom ons ondersoek kortliks die outomatiese werking en afskakelfunksie en die maksimum kragopsporingsbeheerfunksie. 1) Outomatiese werking en afskakelfunksie Na sonop in die oggend neem die intensiteit van sonstraling geleidelik toe, en die uitset van sonselle neem dienooreenkomstig toe. Wanneer die uitsetkrag wat deur die omskakelaar benodig word, bereik word, begin die omskakelaar outomaties loop. Nadat die operasie binnegegaan is, sal die omskakelaar die uitset van die sonselkomponente heeltyd monitor, solank die uitsetkrag van die sonselkomponente groter is as die uitsetkrag wat deur die omskakelaar benodig word, sal die omskakelaar aanhou loop; totdat die sonsondergang ophou, al is dit reënerig Die omskakelaar werk ook. Wanneer die uitset van die sonselmodule kleiner word en die uitset van die omskakelaar naby aan 0 is, sal die omskakelaar 'n bystandstoestand vorm. 2) Maksimum kragopsporingsbeheerfunksie Die uitset van die sonselmodule wissel met die intensiteit van sonstraling en die temperatuur van die sonselmodule self (skyfietemperatuur). Daarby, omdat die sonselmodule die eienskap het dat die spanning afneem met die toename van die stroom, is daar dus 'n optimale bedryfspunt wat die maksimum krag kan verkry. Die intensiteit van sonstraling is besig om te verander, natuurlik verander die beste werkspunt ook. Relatief tot hierdie veranderinge is die werkingspunt van die sonselmodule altyd by die maksimum kragpunt, en die stelsel verkry altyd die maksimum kraguitset vanaf die sonselmodule. Hierdie soort beheer is die maksimum kragopsporingsbeheer. Die grootste kenmerk van die omskakelaar wat in die sonkragopwekkingstelsel gebruik word, is die funksie van maksimum kragpuntnasporing (MPPT). Die belangrikste tegniese aanwysers van fotovoltaïese omskakelaar 1. Stabiliteit van uitsetspanning In die fotovoltaïese stelsel word die elektriese energie wat deur die sonsel opgewek word, eers deur die battery gestoor, en dan omgeskakel na 220V of 380V wisselstroom deur die omskakelaar. Die battery word egter deur sy eie laai en ontlading beïnvloed, en sy uitsetspanning wissel in 'n groot reeks. Byvoorbeeld, die nominale 12V-battery het 'n spanningswaarde wat tussen 10,8 en 14,4V kan wissel (buiten hierdie reeks kan skade aan die battery veroorsaak). Vir 'n gekwalifiseerde omskakelaar, wanneer die insetterminaalspanning binne hierdie reeks verander, moet die variasie van sy bestendige-toestand uitsetspanning nie Plusmn oorskry nie; 5% van die gegradeerde waarde. Terselfdertyd, wanneer die las skielik verander, moet die uitsetspanningsafwyking nie ±10% oorskry nie. 2. Golfvormvervorming van uitsetspanning Vir sinusgolfomskakelaars moet die maksimum toelaatbare golfvormvervorming (of harmoniese inhoud) gespesifiseer word. Dit word gewoonlik uitgedruk deur die totale golfvormvervorming van die uitsetspanning, en die waarde daarvan moet nie 5% oorskry nie (10% word toegelaat vir enkelfase-uitset). Aangesien die hoë-orde harmoniese stroomuitset deur die omskakelaar bykomende verliese soos wervelstrome op die induktiewe las sal genereer, sal dit ernstige verhitting van die laskomponente veroorsaak as die golfvormvervorming van die omskakelaar te groot is, wat nie bevorderlik is vir die veiligheid van elektriese toerusting en die stelsel ernstig raak. bedryfsdoeltreffendheid. 3. Gegradeerde uitsetfrekwensie Vir vragte insluitend motors, soos wasmasjiene, yskaste, ens., aangesien die optimale frekwensie-bedryfspunt van die motors 50Hz is, sal te hoë of te lae frekwensies die toerusting laat verhit, wat die stelsel se bedryfsdoeltreffendheid en lewensduur verminder, dus die omskakelaar se Die uitsetfrekwensie moet 'n relatief stabiele waarde wees, gewoonlik kragfrekwensie 50Hz, en sy afwyking moet binne Plusmn;l% wees onder normale werksomstandighede. 4. Beladingskragfaktor Kenmerk die vermoë van die omskakelaar met induktiewe las of kapasitiewe las. Die laskragfaktor van die sinusgolfomskakelaar is 0,7 ~ 0,9, en die gegradeerde waarde is 0,9. In die geval van 'n sekere laskrag, as die drywingsfaktor van die omsetter laag is, sal die kapasiteit van die vereiste omsetter toeneem. Aan die een kant sal die koste toeneem, en terselfdertyd sal die oënskynlike krag van die AC-kring van die fotovoltaïese stelsel toeneem. Soos die stroom toeneem, sal die verlies onvermydelik toeneem, en die stelseldoeltreffendheid sal ook afneem. 5. Omskakelaar doeltreffendheid Die doeltreffendheid van die omskakelaar verwys na die verhouding van sy uitsetkrag tot die insetkrag onder gespesifiseerde werksomstandighede, uitgedruk as 'n persentasie. Oor die algemeen verwys die nominale doeltreffendheid van 'n fotovoltaïese omskakelaar na 'n suiwer weerstandslas. Onder die toestand van 80% vrag se doeltreffendheid. Aangesien die totale koste van die fotovoltaïese stelsel hoog is, moet die doeltreffendheid van die fotovoltaïese omskakelaar gemaksimeer word om die stelselkoste te verminder en die kosteprestasie van die fotovoltaïese stelsel te verbeter. Tans is die nominale doeltreffendheid van hoofstroom-omsetters tussen 80% en 95%, en die doeltreffendheid van laekrag-omsetters moet nie minder nie as 85% wees. In die werklike ontwerpproses van 'n fotovoltaïese stelsel moet nie net 'n hoë-doeltreffendheid-omskakelaar gekies word nie, maar ook 'n redelike konfigurasie van die stelsel moet gebruik word om die las van die fotovoltaïese stelsel so veel as moontlik naby die beste doeltreffendheidspunt te laat werk. . 6. Gegradeerde uitsetstroom (of gegradeerde uitsetkapasiteit) Dui die aangeslane uitsetstroom van die omskakelaar binne die gespesifiseerde laskragfaktorreeks aan. Sommige omskakelaarprodukte gee die gegradeerde uitsetkapasiteit, en die eenheid daarvan word uitgedruk in VA of kVA. Die gegradeerde kapasiteit van die omskakelaar is die produk van die aangeslane uitsetspanning en die aangeslane uitsetstroom wanneer die uitsetkragfaktor 1 is (dit wil sê suiwer weerstandslas). 7. Beskermingsmaatreëls 'n Omskakelaar met uitstekende werkverrigting moet ook volledige beskermingsfunksies of maatreëls hê om verskeie abnormale situasies wat tydens werklike gebruik voorkom, te hanteer, om sodoende die omskakelaar self en ander komponente van die stelsel teen skade te beskerm. 1) Voer die onderspanningversekeringsrekening in: Wanneer die insetterminaalspanning laer as 85% van die nominale spanning is, moet die omskakelaar beskerming en vertoon hê. 2) Insetoorspanningbeskermer: Wanneer die insetterminaalspanning hoër as 130% van die nominale spanning is, moet die omskakelaar beskerming en vertoon hê. 3) Oorstroombeskerming: Die oorstroombeskerming van die omskakelaar behoort tydige optrede te verseker wanneer die las kortgesluit word of die stroom die toelaatbare waarde oorskry, om te verhoed dat dit deur die oplewing beskadig word. Wanneer die werkstroom 150% van die aangeslane waarde oorskry, behoort die omskakelaar outomaties te kan beskerm. 4) uitset kortsluiting beskerming Die kortsluitingbeskermingsaksietyd van die omskakelaar moet nie 0.5s oorskry nie. 5) Invoer omgekeerde polariteitbeskerming: Wanneer die positiewe en negatiewe pole van die insetterminaal omgekeer word, moet die omskakelaar beskermingsfunksie en vertoon hê. 6) Weerligbeskerming: Die omskakelaar moet weerligbeskerming hê. 7) Oortemperatuurbeskerming, ens. Daarbenewens, vir omsetters sonder spanningstabiliseringsmaatreëls, moet die omskakelaar ook uitset-oorspanningbeskermingsmaatreëls hê om die las teen oorspanningskade te beskerm. 8. Beginkenmerke Om die vermoë van die omskakelaar om met las te begin en die werkverrigting tydens dinamiese werking te karakteriseer. Die omskakelaar moet betroubare begin onder gegradeerde las verseker. 9. Geraas Komponente soos transformators, filterinduktors, elektromagnetiese skakelaars en waaiers in krag elektroniese toerusting sal geraas genereer. Wanneer die omskakelaar normaal loop, moet sy geraas nie 80dB oorskry nie, en die geraas van 'n klein omskakelaar moet nie 65dB oorskry nie. Seleksievaardighede van sonkragomskakelaars