mikä on aurinkoinvertteri?

Maailman marssiessa eteenpäin kestävien ja puhtaiden energiaratkaisujen tavoittelussa aurinkovoima on noussut edelläkävijäksi kilpailussa kohti vihreämpää tulevaisuutta. Auringon runsasta ja uusiutuvaa energiaa hyödyntävät aurinkosähköjärjestelmät (PV) ovat saavuttaneet laajan suosion, mikä tasoittaa tietä merkittävälle muutokselle sähköntuotannossamme. Jokaisen aurinkosähköjärjestelmän ytimessä on tärkeä komponentti, joka mahdollistaa auringonvalon muuntamisen käyttökelpoiseksi energiaksi:aurinko invertteri. Aurinkopaneelien ja sähköverkon välisenä siltana toimivat aurinkoinvertterit ovat tärkeässä roolissa aurinkoenergian tehokkaassa hyödyntämisessä. Niiden toimintaperiaatteen ymmärtäminen ja niiden eri tyyppien tutkiminen on avainasemassa ymmärtämään aurinkoenergian muuntamisen takana olevaa kiehtovaa mekaniikkaa. Hoi onko ASolarInverterWork? Aurinkoinvertteri on elektroninen laite, joka muuntaa aurinkopaneelien tuottaman tasavirtasähkön vaihtovirtasähköksi (AC), jota voidaan käyttää kodinkoneiden virtalähteenä ja syötettävänä sähköverkkoon. Aurinkoinvertterin toimintaperiaate voidaan jakaa kolmeen päävaiheeseen: muunnos, ohjaus ja lähtö. Muunnos: Aurinkoinvertteri vastaanottaa ensin aurinkopaneelien tuottaman tasavirtasähkön. Tämä tasavirtasähkö on tyypillisesti vaihtelevaa jännitettä, joka vaihtelee auringonvalon voimakkuuden mukaan. Invertterin ensisijainen tehtävä on muuntaa tämä muuttuva tasajännite vakaaksi kulutukseen sopivaksi AC-jännitteeksi. Muunnosprosessi sisältää kaksi avainkomponenttia: sarjan tehoelektroniikkakytkimiä (yleensä eristetyt bipolaariset transistorit tai IGBT:t) ja suurtaajuusmuuntaja. Kytkimet vastaavat DC-jännitteen nopeasta kytkemisestä päälle ja pois, luoden korkeataajuisen pulssisignaalin. Sitten muuntaja nostaa jännitettä halutulle AC-jännitetasolle. Ohjaus: Aurinkoinvertterin ohjausvaihe varmistaa, että muunnosprosessi toimii tehokkaasti ja turvallisesti. Se sisältää kehittyneiden ohjausalgoritmien ja antureiden käytön erilaisten parametrien valvontaan ja säätelyyn. Joitakin tärkeitä ohjaustoimintoja ovat: a. Maksimitehopisteen seuranta (MPPT): Aurinkopaneeleilla on optimaalinen toimintapiste, jota kutsutaan maksimitehopisteeksi (MPP), jossa ne tuottavat suurimman tehon tietyllä auringonvalon intensiteetillä. MPPT-algoritmi säätää jatkuvasti aurinkopaneelien toimintapistettä maksimoimaan tehon seuraamalla MPP:tä. b. Jännitteen ja taajuuden säätö: Invertterin ohjausjärjestelmä ylläpitää vakaata vaihtovirtalähtöjännitettä ja -taajuutta, tyypillisesti sähköverkon standardien mukaisesti. Tämä varmistaa yhteensopivuuden muiden sähkölaitteiden kanssa ja mahdollistaa saumattoman integroinnin verkkoon. c. Verkkosynkronointi: Verkkoon kytketyt aurinkoinvertterit synkronoivat vaihtovirtalähdön vaiheen ja taajuuden sähköverkon kanssa. Tämä synkronointi mahdollistaa sen, että invertteri syöttää ylimääräistä tehoa takaisin verkkoon tai ottaa sähköä verkosta, kun aurinkoenergian tuotanto ei ole riittävä. Lähtö: Viimeisessä vaiheessa aurinkoinvertteri toimittaa muunnetun vaihtosähkön sähkökuormille tai verkkoon. Tulosta voidaan käyttää kahdella tavalla: a. On-grid tai Grid-Tied Systems: Verkkoon sidottuissa järjestelmissä aurinkoinvertteri syöttää vaihtovirtasähkön suoraan sähköverkkoon. Tämä vähentää riippuvuutta fossiilisia polttoaineita käyttävistä voimalaitoksista ja mahdollistaa nettomittauksen, jossa päivän aikana tuotettu ylimääräinen sähkö voidaan hyvittää ja käyttää vähäisen aurinkotuotannon aikana. b. Off-grid-järjestelmät: Off-grid-järjestelmissä aurinkoinvertteri lataa akkupankkia sen lisäksi, että se syöttää virtaa sähkökuormille. Akut varastoivat ylimääräistä aurinkoenergiaa, jota voidaan hyödyntää vähäisen aurinkotuotannon aikana tai yöllä, kun aurinkopaneelit eivät tuota sähköä. Aurinkoinvertterien ominaisuudet: Tehokkuus: Aurinkoenergian invertterit on suunniteltu toimimaan korkealla hyötysuhteella aurinkosähköjärjestelmän energian tuoton maksimoimiseksi. Korkeampi hyötysuhde johtaa pienempään energiahäviöön muunnosprosessin aikana, mikä varmistaa, että suurempi osa aurinkoenergiasta hyödynnetään tehokkaasti. Teholähtö: Aurinkoinverttereitä on saatavana eri teholuokilla pienistä asuinjärjestelmistä suuriin kaupallisiin asennuksiin. Invertterin teho tulee sovittaa asianmukaisesti aurinkopaneelien kapasiteettiin optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Kestävyys ja luotettavuus: Aurinkoinvertterit ovat alttiina erilaisille ympäristöolosuhteille, kuten lämpötilan vaihteluille, kosteudelle ja mahdollisille sähköpiikeille. Siksi invertterit tulee rakentaa kestävistä materiaaleista ja suunnitella kestämään nämä olosuhteet, mikä takaa pitkän aikavälin luotettavuuden. Valvonta ja viestintä: Monet nykyaikaiset aurinkoinvertterit on varustettu valvontajärjestelmillä, joiden avulla käyttäjät voivat seurata aurinkosähköjärjestelmänsä suorituskykyä. Jotkut invertterit voivat myös kommunikoida ulkoisten laitteiden ja ohjelmistoalustojen kanssa tarjoamalla reaaliaikaista tietoa ja mahdollistaen etävalvonnan ja -ohjauksen. Turvaominaisuudet: Aurinkoinvertterit sisältävät erilaisia ​​turvaominaisuuksia, jotka suojaavat sekä järjestelmää että sen parissa työskenteleviä henkilöitä. Näitä ominaisuuksia ovat muun muassa ylijännitesuoja, ylivirtasuoja, maadoitusvian havaitseminen ja eristyssuoja, joka estää invertteriä syöttämästä virtaa verkkoon sähkökatkojen aikana. Aurinkoinvertterien luokitus teholuokituksen mukaan PV-invertterit, jotka tunnetaan myös nimellä aurinkoinvertterit, voidaan luokitella eri tyyppeihin niiden suunnittelun, toiminnallisuuden ja sovelluksen perusteella. Näiden luokittelujen ymmärtäminen voi auttaa valitsemaan sopivimman invertterin tiettyyn aurinkosähköjärjestelmään. Seuraavat ovat tärkeimmät PV-invertterityypit, jotka on luokiteltu tehotason mukaan: Invertteri tehotason mukaan: jaettu pääasiassa hajautettuun invertteriin (jonoinvertteri ja mikroinvertteri), keskitettyyn invertteriin String Inverters: Jousiinvertterit ovat yleisimmin käytetty PV-invertterityyppi asuin- ja kaupallisissa aurinkosähköasennuksissa, ja ne on suunniteltu käsittelemään useita sarjaan kytkettyjä aurinkopaneeleja, jotka muodostavat "jonon". PV-sarjasta (1-5kw) on tullut suosituin invertteri kansainvälisillä markkinoilla nykyään invertterillä, jossa on maksimitehohuipun seuranta DC-puolella ja rinnakkaisverkkoliitäntä AC-puolella. Aurinkopaneelien tuottama tasavirta syötetään invertteriin, joka muuntaa sen vaihtovirtasähköksi välittömään käyttöön tai verkkoon vietäväksi. Kieliinvertterit tunnetaan yksinkertaisuudestaan, kustannustehokkuudestaan ​​ja asennuksen helppoudesta. Koko merkkijonon suorituskyky riippuu kuitenkin heikoimmin suoriutuvasta paneelista, mikä voi vaikuttaa järjestelmän yleiseen tehokkuuteen. Mikroinvertterit: Mikroinvertterit ovat pieniä inverttereitä, jotka asennetaan jokaiseen aurinkopaneeliin aurinkosähköjärjestelmässä. Toisin kuin merkkijonoinvertterit, mikroinvertterit muuntavat tasavirtasähkön AC:ksi suoraan paneelitasolla. Tämän rakenteen ansiosta jokainen paneeli voi toimia itsenäisesti, mikä optimoi järjestelmän kokonaisenergian tuotannon. Mikroinvertterit tarjoavat useita etuja, mukaan lukien paneelitason maksimitehopisteen seuranta (MPPT), parannettu järjestelmän suorituskyky varjostetuissa tai yhteensopimattomissa paneeleissa, parempi turvallisuus alhaisempien tasajännitteiden ansiosta ja yksittäisten paneelien suorituskyvyn yksityiskohtainen valvonta. Kuitenkin korkeammat ennakkokustannukset ja asennuksen mahdollinen monimutkaisuus ovat tekijöitä, jotka on otettava huomioon. Keskitetyt invertterit: Keskitettyjä inverttereitä, jotka tunnetaan myös suurikokoisina (> 10 kW) inverttereinä, käytetään yleisesti suurissa aurinkosähköasennuksissa, kuten aurinkotiloilla tai kaupallisissa aurinkoprojekteissa. Nämä invertterit on suunniteltu käsittelemään suuria tasavirtatuloja useista aurinkopaneelien sarjoista tai ryhmistä ja muuttamaan ne vaihtovirtalähteeksi verkkoliitäntää varten. Suurin ominaisuus on järjestelmän suuri teho ja alhaiset kustannukset, mutta koska eri PV-jonojen lähtöjännite ja virta eivät usein täsmää (varsinkin kun PV-sarjat ovat osittain varjostettuja pilvisyyden, varjon, tahrojen jne. vuoksi), , keskitetyn invertterin käyttö heikentää invertointiprosessin tehokkuutta ja alentaa kotitalouksien sähköenergiaa. Keskitetyillä inverttereillä on tyypillisesti muita tyyppejä suurempi tehokapasiteetti, joka vaihtelee useista kilowateista useisiin megawatteihin. Ne asennetaan keskeiselle paikalle tai invertteriasemalle, ja niihin on kytketty useita aurinkopaneeleja tai -ryhmiä rinnakkain. Mitä aurinkoinvertteri tekee? Aurinkosähköinvertterit palvelevat useita toimintoja, mukaan lukien AC-muunnos, aurinkokennojen suorituskyvyn optimointi ja järjestelmän suojaus. Nämä toiminnot sisältävät automaattisen toiminnan ja sammutuksen, suurimman tehon seurannan, saartamisen eston (verkkoon liitetyille järjestelmille), automaattisen jännitteen säädön (verkkoon kytketyille järjestelmille), DC-tunnistuksen (verkkoon liitetyille järjestelmille) ja DC-maatunnistuksen ( verkkoon kytketyille järjestelmille). Tutustutaanpa lyhyesti automaattiseen käyttöön ja sammutustoimintoon sekä suurimman tehon seurannan ohjaustoimintoon. 1) Automaattinen toiminta ja sammutustoiminto Aamulla auringonnousun jälkeen auringon säteilyn voimakkuus kasvaa asteittain ja aurinkokennojen teho kasvaa vastaavasti. Kun taajuusmuuttajan tarvitsema lähtöteho saavutetaan, taajuusmuuttaja alkaa toimia automaattisesti. Käyttöönoton jälkeen invertteri valvoo aurinkokennokomponenttien tehoa koko ajan, niin kauan kuin aurinkokennokomponenttien lähtöteho on suurempi kuin invertterin vaatima lähtöteho, invertteri jatkaa toimintaansa; kunnes auringonlasku lakkaa, vaikka sataakin Invertteri toimii myös. Kun aurinkokennomoduulin teho pienenee ja invertterin teho on lähellä nollaa, invertteri siirtyy valmiustilaan. 2) Suurin tehon seurantatoiminto Aurinkokennomoduulin teho vaihtelee auringon säteilyn voimakkuuden ja itse aurinkokennomoduulin lämpötilan (sirun lämpötilan) mukaan. Lisäksi, koska aurinkokennomoduulilla on se ominaisuus, että jännite laskee virran kasvaessa, joten siellä on optimaalinen toimintapiste, joka voi saada suurimman tehon. Auringon säteilyn voimakkuus muuttuu, ilmeisesti myös paras työpiste muuttuu. Näihin muutoksiin nähden aurinkokennomoduulin toimintapiste on aina maksimitehopisteessä ja järjestelmä saa aina suurimman tehon aurinkokennomoduulista. Tällainen ohjaus on suurimman tehon seurantaohjaus. Aurinkoenergian tuotantojärjestelmässä käytetyn invertterin suurin ominaisuus on maksimitehopisteen seuranta (MPPT). Aurinkosähköinvertterin tärkeimmät tekniset indikaattorit 1. Lähtöjännitteen vakaus Aurinkosähköjärjestelmässä aurinkokennon tuottama sähköenergia varastoidaan ensin akkuun ja muunnetaan sitten 220 V tai 380 V vaihtovirraksi invertterin kautta. Akun oma lataus ja purkautuminen vaikuttavat kuitenkin akkuun, ja sen lähtöjännite vaihtelee laajalla alueella. Esimerkiksi 12 V:n nimellisakun jännitearvo voi vaihdella välillä 10,8 - 14,4 V (tämän alueen ylittäminen voi vahingoittaa akkua). Hyväksytyn invertterin tuloliittimen jännite muuttuu tällä alueella, sen vakaan tilan lähtöjännitteen vaihtelu ei saa ylittää arvoa Plusmn; 5 % nimellisarvosta. Samanaikaisesti kun kuorma muuttuu äkillisesti, sen lähtöjännitteen poikkeama ei saa ylittää ±10 % nimellisarvosta. 2. Lähtöjännitteen aaltomuodon vääristymä Siniaaltoinverttereille olisi määriteltävä suurin sallittu aaltomuodon vääristymä (tai harmoninen sisältö). Se ilmaistaan ​​yleensä lähtöjännitteen kokonaisaaltomuodon vääristymänä, eikä sen arvo saa ylittää 5 % (10 % sallitaan yksivaiheiselle lähdölle). Koska invertterin korkealuokkainen harmoninen virta aiheuttaa lisähäviöitä, kuten pyörrevirtoja induktiivisessa kuormassa, jos invertterin aaltomuodon vääristymä on liian suuri, se aiheuttaa kuormituskomponenttien vakavaa kuumenemista, mikä ei edistä sähkölaitteiden turvallisuutta ja vaikuttaa vakavasti järjestelmään. toimintatehokkuus. 3. Nimellislähtötaajuus Kuormille, mukaan lukien moottorit, kuten pesukoneet, jääkaapit jne., koska moottoreiden optimaalinen taajuustoimintapiste on 50 Hz, liian korkeat tai liian matalat taajuudet aiheuttavat laitteen kuumenemisen, mikä vähentää järjestelmän käyttötehoa ja käyttöikää, joten invertterin lähtötaajuuden tulee olla suhteellisen vakaa arvo, tavallisesti tehotaajuus 50Hz, ja sen poikkeaman tulee olla Plusmn;l%:n sisällä normaaleissa työoloissa. 4. Kuorman tehokerroin Kuvaile vaihtosuuntaajan kykyä käyttää induktiivista tai kapasitiivista kuormaa. Siniaaltoinvertterin kuormitustehokerroin on 0,7-0,9 ja nimellisarvo on 0,9. Tietyllä kuormitusteholla, jos invertterin tehokerroin on pieni, vaaditun invertterin kapasiteetti kasvaa. Toisaalta kustannukset nousevat, ja samalla aurinkosähköjärjestelmän AC-piirin näennäisteho kasvaa. Virran kasvaessa häviö väistämättä kasvaa ja myös järjestelmän tehokkuus laskee. 5. Invertterin tehokkuus Invertterin hyötysuhde viittaa sen lähtötehon ja ottotehon suhdetta tietyissä käyttöolosuhteissa prosentteina ilmaistuna. Yleensä aurinkosähköinvertterin nimellishyötysuhde viittaa puhtaaseen vastuskuormaan. Kuorman tehokkuuden ollessa 80 %. Koska aurinkosähköjärjestelmän kokonaiskustannukset ovat korkeat, aurinkosähköinvertterin tehokkuus tulisi maksimoida järjestelmän kustannusten vähentämiseksi ja aurinkosähköjärjestelmän kustannustehokkuuden parantamiseksi. Tällä hetkellä valtavirran invertterien nimellishyötysuhde on 80-95 %, ja pienitehoisten invertterien hyötysuhteen on oltava vähintään 85 %. Aurinkosähköjärjestelmän varsinaisessa suunnitteluprosessissa ei vain tulisi valita korkean hyötysuhteen invertteri, vaan myös järjestelmän järkevää konfiguraatiota tulisi käyttää, jotta aurinkosähköjärjestelmän kuormitus toimisi mahdollisimman lähellä parasta hyötysuhdetta. . 6. Nimellislähtövirta (tai nimellinen lähtökapasiteetti) Ilmaisee invertterin nimellislähtövirran määritetyllä kuormitustehokerroinalueella. Jotkut invertterituotteet antavat nimellislähtökapasiteetin, ja sen yksikkö ilmaistaan ​​VA:na tai kVA:na. Invertterin nimelliskapasiteetti on nimellislähtöjännitteen ja nimellislähtövirran tulo, kun lähtötehokerroin on 1 (eli puhtaasti resistiivinen kuorma). 7. Suojatoimenpiteet Erinomaisen suorituskyvyn omaavassa taajuusmuuttajassa tulee olla myös täydelliset suojatoiminnot tai -toimenpiteet erilaisten todellisen käytön aikana ilmenevien epänormaalien tilanteiden varalta, jotta taajuusmuuttaja itse ja järjestelmän muut osat voidaan suojata vaurioilta. 1) Syötä alijännitevakuutustili: Kun tuloliittimen jännite on alle 85 % nimellisjännitteestä, invertterissä tulee olla suojaus ja näyttö. 2) Tulon ylijännitesuoja: Kun tuloliittimen jännite on yli 130 % nimellisjännitteestä, invertterissä tulee olla suojaus ja näyttö. 3) Ylivirtasuojaus: Taajuusmuuttajan ylivirtasuojan tulee kyetä varmistamaan oikea-aikainen toiminta kuorman oikosulkussa tai virran ylittäessä sallitun arvon, jotta ylijännite ei vahingoita sitä. Kun käyttövirta ylittää 150 % nimellisarvosta, invertterin pitäisi pystyä suojaamaan automaattisesti. 4) ulostulon oikosulkusuojaus Invertterin oikosulkusuojausaika ei saa ylittää 0,5 s. 5) Tulon käänteisen napaisuuden suojaus: Kun tuloliittimen positiiviset ja negatiiviset navat käännetään, invertterissä tulee olla suojatoiminto ja näyttö. 6) Ukkossuojaus: Invertterissä tulee olla salamansuojaus. 7) Ylikuumenemissuoja jne. Lisäksi inverttereissä, joissa ei ole jännitteen stabilointitoimenpiteitä, invertterissä tulee olla myös ulostulon ylijännitesuojaus, joka suojaa kuormaa ylijännitevaurioilta. 8. Käynnistysominaisuudet Luonnehditaan invertterin kykyä käynnistyä kuormituksella ja suorituskykyä dynaamisen toiminnan aikana. Invertterin tulee varmistaa luotettava käynnistys nimelliskuormalla. 9. Melu Tehoelektroniikkalaitteiden komponentit, kuten muuntajat, suodatinkelat, sähkömagneettiset kytkimet ja puhaltimet, aiheuttavat melua. Kun taajuusmuuttaja toimii normaalisti, sen melu ei saa ylittää 80 dB ja pienen invertterin kohina enintään 65 dB. Aurinkoinvertterien valintataidot