Mens verden marcherer fremad i sin jagt på bæredygtige og rene energiløsninger, har solenergi vist sig som frontløber i kapløbet mod en grønnere fremtid. Ved at udnytte solens rigelige og vedvarende energi har solcelleanlæg (PV) vundet udbredt popularitet, hvilket baner vejen for en bemærkelsesværdig transformation i den måde, vi genererer elektricitet på. 
I hjertet af ethvert solcelleanlæg er der en afgørende komponent, der muliggør omdannelsen af sollys til brugbar energi:solar inverter. Solcelleinverterne fungerer som broen mellem solpanelerne og det elektriske net og spiller en afgørende rolle i den effektive udnyttelse af solenergi. At forstå deres arbejdsprincip og udforske deres forskellige typer er nøglen til at forstå den fascinerende mekanik bag solenergikonvertering. How gør ASolarInverterWork? En solcelle-inverter er en elektronisk enhed, der konverterer den jævnstrøm (DC) elektricitet, der produceres af solpaneler, til vekselstrøm (AC) elektricitet, der kan bruges til at drive husholdningsapparater og føres ind i elnettet. Arbejdsprincippet for en solcelleinverter kan opdeles i tre hovedtrin: konvertering, kontrol og output. Omdannelse: Solcelleinverteren modtager først den jævnstrøm, der genereres af solpanelerne. Denne DC-elektricitet er typisk i form af en fluktuerende spænding, der varierer med sollysets intensitet. Inverterens primære opgave er at omdanne denne variable DC-spænding til en stabil AC-spænding, der er egnet til forbrug. Konverteringsprocessen involverer to nøglekomponenter: et sæt elektriske strømafbrydere (normalt bipolære transistorer med isoleret port eller IGBT'er) og en højfrekvenstransformator. Kontakterne er ansvarlige for hurtigt at slå DC-spændingen til og fra, hvilket skaber et højfrekvent pulssignal. Transformatoren øger derefter spændingen til det ønskede AC-spændingsniveau. Kontrollere: Styringstrinnet for en solcelleinverter sikrer, at konverteringsprocessen fungerer effektivt og sikkert. Det involverer brug af sofistikerede kontrolalgoritmer og sensorer til at overvåge og regulere forskellige parametre. Nogle vigtige kontrolfunktioner omfatter: en. Maximum Power Point Tracking (MPPT): Solpaneler har et optimalt driftspunkt kaldet det maksimale effektpunkt (MPP), hvor de producerer den maksimale effekt for en given sollysintensitet. MPPT-algoritmen justerer kontinuerligt solpanelernes driftspunkt for at maksimere udgangseffekten ved at spore MPP. b. Spændings- og frekvensregulering: Inverterens styresystem opretholder en stabil AC-udgangsspænding og -frekvens, typisk efter standarderne for forsyningsnettet. Dette sikrer kompatibilitet med andre elektriske enheder og muliggør problemfri integration med nettet. c. Netsynkronisering: Nettilsluttede solcelle-invertere synkroniserer fasen og frekvensen af AC-udgangen med forsyningsnettet. Denne synkronisering gør det muligt for inverteren at føre overskydende strøm tilbage til nettet eller trække strøm fra nettet, når solenergiproduktionen er utilstrækkelig. Produktion: I sidste fase leverer solcelle-inverteren den konverterede AC-elektricitet til de elektriske belastninger eller nettet. Outputtet kan bruges på to måder: en. On-Grid eller Grid-Tied Systems: I grid-bundne systemer fører solcelle-inverteren AC-elektriciteten direkte ind i forsyningsnettet. Dette reducerer afhængigheden af kraftværker baseret på fossilt brændsel og giver mulighed for nettomåling, hvor overskydende elektricitet genereret i løbet af dagen kan krediteres og bruges i perioder med lav solcelleproduktion. b. Off-grid-systemer: I off-grid-systemer oplader solcelle-inverteren en batteribank ud over at levere strøm til de elektriske belastninger. Batterierne lagrer overskydende solenergi, som kan udnyttes i tider med lav solproduktion eller om natten, hvor solpanelerne ikke genererer elektricitet. Karakteristika for solcelle-invertere: Effektivitet: Solcelle-invertere er designet til at fungere med høj effektivitet for at maksimere energiudbyttet af solcelleanlægget. Højere effektivitet resulterer i mindre energitab under konverteringsprocessen, hvilket sikrer, at en større del af solenergien udnyttes effektivt. Strømudgang: Solcelle-invertere fås i forskellige effektklasser, lige fra små boligsystemer til store kommercielle installationer. Effekten af en inverter bør matches passende med solpanelernes kapacitet for at opnå optimal ydeevne. Holdbarhed og pålidelighed: Solcelle-invertere er udsat for varierende miljøforhold, herunder temperaturudsving, fugtighed og potentielle elektriske overspændinger. Derfor bør invertere være bygget med robuste materialer og designet til at modstå disse forhold, hvilket sikrer langsigtet pålidelighed. Overvågning og kommunikation: Mange moderne solcelle-invertere er udstyret med overvågningssystemer, der giver brugerne mulighed for at spore ydeevnen af deres solcelleanlæg. Nogle invertere kan også kommunikere med eksterne enheder og softwareplatforme, hvilket giver realtidsdata og muliggør fjernovervågning og -styring. Sikkerhedsfunktioner: Solcelle-invertere har forskellige sikkerhedsfunktioner for at beskytte både systemet og de personer, der arbejder med det. Disse funktioner omfatter overspændingsbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse, jordfejlsdetektering og anti-ø-beskyttelse, som forhindrer inverteren i at føre strøm ind i nettet under strømafbrydelser. Solar inverter klassificering efter effekt PV-invertere, også kendt som solcelle-invertere, kan klassificeres i forskellige typer baseret på deres design, funktionalitet og anvendelse. Forståelse af disse klassifikationer kan hjælpe med at vælge den bedst egnede inverter til et specifikt solcelleanlæg. Følgende er hovedtyperne af PV-invertere klassificeret efter effektniveau: Inverter i henhold til effektniveau: hovedsageligt opdelt i distribueret inverter (string inverter & mikro inverter), centraliseret inverter String Inverters: String-invertere er den mest almindeligt anvendte type PV-invertere i bolig- og kommercielle solcelleinstallationer, de er designet til at håndtere flere solpaneler forbundet i serie og danner en "streng". PV-strengen (1-5kw) er blevet den mest populære inverter på det internationale marked i dag gennem en inverter med maksimal effekt-peak tracking på DC-siden og parallel netforbindelse på AC-siden. DC-elektriciteten, der genereres af solpanelerne, føres ind i strenginverteren, som omdanner den til AC-elektricitet til øjeblikkelig brug eller til eksport til nettet. String-invertere er kendt for deres enkelhed, omkostningseffektivitet og lette installation. Hele strengens ydeevne afhænger dog af det lavest ydende panel, hvilket kan påvirke den samlede systemeffektivitet. Mikro-invertere: Mikroinvertere er små invertere, der installeres på hvert enkelt solpanel i et PV-anlæg. I modsætning til strenginvertere konverterer mikroinvertere DC-elektriciteten til AC lige på panelniveau. Dette design gør det muligt for hvert panel at fungere uafhængigt, hvilket optimerer systemets samlede energioutput. Mikro-invertere tilbyder adskillige fordele, herunder MPPT-sporing på panelniveau, forbedret systemydelse i skraverede eller uoverensstemmende paneler, øget sikkerhed på grund af lavere DC-spændinger og detaljeret overvågning af individuelle panelydelser. Imidlertid er de højere forudgående omkostninger og potentielle kompleksitet ved installation faktorer, der skal tages i betragtning. Centraliserede invertere: Centraliserede invertere, også kendt som invertere i stor skala eller utility-skala (>10kW), bruges almindeligvis i storskala solcelleanlæg, såsom solfarme eller kommercielle solenergiprojekter. Disse invertere er designet til at håndtere høje DC-effektinput fra flere strenge eller arrays af solpaneler og konvertere dem til vekselstrøm til nettilslutning. Den største egenskab er den høje effekt og lave omkostninger ved systemet, men da udgangsspændingen og strømmen af forskellige PV-strenge ofte ikke er nøjagtigt matchede (især når PV-strengene er delvist skyggede på grund af uklarhed, skygge, pletter osv.) , vil brugen af centraliseret inverter føre til lavere effektivitet af inverteringsprocessen og lavere elektrisk husholdningsenergi. Centraliserede invertere har typisk en højere effektkapacitet sammenlignet med andre typer, lige fra flere kilowatt til flere megawatt. De er installeret på en central placering eller en inverterstation, og flere strenge eller arrays af solpaneler er forbundet til dem parallelt. Hvad gør en solcelle-inverter? Fotovoltaiske invertere tjener flere funktioner, herunder AC-konvertering, optimering af solcellers ydeevne og systembeskyttelse. Disse funktioner omfatter automatisk drift og nedlukning, maksimal effektsporingskontrol, anti-ø-tilslutning (for nettilsluttede systemer), automatisk spændingsjustering (for nettilsluttede systemer), DC-detektion (for nettilsluttede systemer) og DC-jorddetektering (for nettilsluttede systemer) for nettilsluttede systemer). Lad os kort udforske den automatiske drift og nedlukningsfunktion og den maksimale effektsporingskontrolfunktion. 1) Automatisk drift og nedlukningsfunktion Efter solopgang om morgenen stiger intensiteten af solstråling gradvist, og solcellernes output stiger tilsvarende. Når den udgangseffekt, der kræves af inverteren, er nået, begynder inverteren at køre automatisk. Efter indtastning af driften vil vekselretteren overvåge udgangen af solcellekomponenterne hele tiden, så længe solcellekomponenternes udgangseffekt er større end den udgangseffekt, der kræves af inverteren, vil inverteren fortsætte med at køre; indtil solnedgangen stopper, selvom det regner Inverteren virker også. Når outputtet fra solcellemodulet bliver mindre, og inverterens output er tæt på 0, vil inverteren danne en standbytilstand. 2) Maksimal effektsporingskontrolfunktion Solcellemodulets output varierer med intensiteten af solstrålingen og temperaturen på selve solcellemodulet (chiptemperatur). Derudover fordi solcellemodulet har den egenskab, at spændingen falder med strømmens stigning, så der er et optimalt driftspunkt, der kan opnå den maksimale effekt. Intensiteten af solstrålingen ændrer sig, det bedste arbejdspunkt ændrer sig naturligvis også. I forhold til disse ændringer er solcellemodulets driftspunkt altid på det maksimale effektpunkt, og systemet opnår altid den maksimale effekt fra solcellemodulet. Denne form for kontrol er den maksimale effektsporingskontrol. Den største egenskab ved den inverter, der bruges i solenergiproduktionssystemet, er funktionen af maksimal power point tracking (MPPT). De vigtigste tekniske indikatorer for fotovoltaisk inverter 1. Stabilitet af udgangsspænding I solcelleanlægget bliver den elektriske energi, der genereres af solcellen, først lagret af batteriet, og derefter omdannet til 220V eller 380V vekselstrøm gennem inverteren. Batteriet er dog påvirket af dets egen opladning og afladning, og dets udgangsspænding varierer i et stort område. For eksempel har det nominelle 12V-batteri en spændingsværdi, der kan variere mellem 10,8 og 14,4V (ud over dette område kan det forårsage skade på batteriet). For en kvalificeret inverter, når indgangsterminalspændingen ændres inden for dette område, bør variationen af dens konstante udgangsspænding ikke overstige Plusmn; 5 % af den nominelle værdi. På samme tid, når belastningen pludselig ændres, bør dens udgangsspændingsafvigelse ikke overstige ±10% over den nominelle værdi. 2. Bølgeformsforvrængning af udgangsspænding For sinusbølgeinvertere bør den maksimalt tilladte bølgeformsforvrængning (eller harmonisk indhold) angives. Det udtrykkes normalt ved den totale bølgeformsforvrængning af udgangsspændingen, og dens værdi bør ikke overstige 5% (10% er tilladt for enfaset output). Da den højordens harmoniske strømudgang fra inverteren vil generere yderligere tab såsom hvirvelstrømme på den induktive belastning, hvis bølgeformsforvrængningen af inverteren er for stor, vil det forårsage alvorlig opvarmning af belastningskomponenterne, hvilket ikke er befordrende for sikkerheden af elektrisk udstyr og påvirker systemet alvorligt. driftseffektivitet. 3. Nominel udgangsfrekvens For belastninger inklusive motorer, såsom vaskemaskiner, køleskabe osv., da det optimale frekvensdriftspunkt for motorerne er 50Hz, vil for høje eller for lave frekvenser få udstyret til at varme op, hvilket reducerer systemets driftseffektivitet og levetid. så inverterens udgangsfrekvens bør være en relativt stabil værdi, normalt strømfrekvens 50Hz, og dens afvigelse skal være inden for Plusmn;l% under normale arbejdsforhold. 4. Belastningseffektfaktor Karakteriser inverterens evne med induktiv belastning eller kapacitiv belastning. Belastningseffektfaktoren for sinusbølge-inverteren er 0,7 ~ 0,9, og den nominelle værdi er 0,9. I tilfælde af en bestemt belastningseffekt, hvis effektfaktoren for inverteren er lav, vil kapaciteten af den nødvendige inverter øges. På den ene side vil omkostningerne stige, og samtidig vil den tilsyneladende effekt af solcelleanlæggets AC-kredsløb stige. Når strømmen stiger, vil tabet uundgåeligt stige, og systemets effektivitet vil også falde. 5. Inverter effektivitet Inverterens effektivitet refererer til forholdet mellem dens udgangseffekt og indgangseffekten under specificerede arbejdsforhold, udtrykt i procent. Generelt refererer den nominelle effektivitet af en fotovoltaisk inverter til en ren modstandsbelastning. Under betingelse af 80% belastningseffektivitet. Da de samlede omkostninger ved det fotovoltaiske system er høje, bør effektiviteten af den fotovoltaiske inverter maksimeres for at reducere systemomkostningerne og forbedre omkostningsydelsen for det fotovoltaiske system. På nuværende tidspunkt er den nominelle effektivitet for mainstream-invertere mellem 80% og 95%, og effektiviteten af laveffekt-invertere skal være ikke mindre end 85%. I selve designprocessen af et solcelleanlæg skal der ikke kun vælges en højeffektiv inverter, men også en rimelig konfiguration af systemet skal bruges for at få belastningen af solcelleanlægget til at arbejde tæt på det bedste effektivitetspunkt så meget som muligt . 6. Nominel udgangsstrøm (eller nominel udgangskapacitet) Angiver omformerens nominelle udgangsstrøm inden for det specificerede belastningseffektfaktorområde. Nogle inverterprodukter giver den nominelle udgangskapacitet, og dens enhed er udtrykt i VA eller kVA. Inverterens nominelle kapacitet er produktet af den nominelle udgangsspænding og den nominelle udgangsstrøm, når udgangseffektfaktoren er 1 (det vil sige ren resistiv belastning). 7. Beskyttelsesforanstaltninger En inverter med fremragende ydeevne bør også have komplette beskyttelsesfunktioner eller foranstaltninger til at håndtere forskellige unormale situationer, der opstår under faktisk brug, for at beskytte inverteren selv og andre komponenter i systemet mod skader. 1) Indtast underspændingsforsikringskontoen: Når indgangsterminalspændingen er lavere end 85 % af den nominelle spænding, skal inverteren have beskyttelse og display. 2) Indgangsoverspændingsbeskytter: Når indgangsterminalspændingen er højere end 130 % af den nominelle spænding, skal inverteren have beskyttelse og display. 3) Overstrømsbeskyttelse: Overstrømsbeskyttelsen af inverteren skal kunne sikre rettidig handling, når belastningen er kortsluttet, eller strømmen overstiger den tilladte værdi, for at forhindre, at den bliver beskadiget af overspændingsstrømmen. Når arbejdsstrømmen overstiger 150 % af den nominelle værdi, bør inverteren automatisk kunne beskytte. 4) udgangskortslutningsbeskyttelse Inverterens kortslutningsbeskyttelseshandlingstid bør ikke overstige 0,5 s. 5) Input omvendt polaritetsbeskyttelse: Når de positive og negative poler på indgangsterminalen er omvendt, skal inverteren have beskyttelsesfunktion og display. 6) Lynbeskyttelse: Inverteren skal have lynbeskyttelse. 7) Overtemperaturbeskyttelse osv. Derudover bør inverteren for invertere uden spændingsstabiliseringsforanstaltninger også have udgangsoverspændingsbeskyttelsesforanstaltninger for at beskytte belastningen mod overspændingsskader. 8. Startegenskaber At karakterisere inverterens evne til at starte med belastning og ydeevnen under dynamisk drift. Inverteren skal sikre pålidelig start under nominel belastning. 9. Støj Komponenter som transformere, filterinduktorer, elektromagnetiske kontakter og blæsere i kraftelektronisk udstyr vil generere støj. Når inverteren kører normalt, bør dens støj ikke overstige 80dB, og støjen fra en lille inverter bør ikke overstige 65dB. Udvælgelsesfærdigheder af solcelle-invertere
Indlægstid: maj-08-2024