Ketika dunia bergerak maju dalam upayanya mencapai solusi energi yang berkelanjutan dan bersih, tenaga surya telah muncul sebagai pelopor dalam perlombaan menuju masa depan yang lebih ramah lingkungan. Memanfaatkan energi matahari yang berlimpah dan terbarukan, sistem fotovoltaik surya (PV) telah mendapatkan popularitas yang luas, membuka jalan bagi transformasi luar biasa dalam cara kita menghasilkan listrik. 
Inti dari setiap sistem PV surya terdapat komponen penting yang memungkinkan konversi sinar matahari menjadi energi yang dapat digunakan: theinverter surya. Bertindak sebagai jembatan antara panel surya dan jaringan listrik, inverter surya memainkan peran penting dalam pemanfaatan tenaga surya secara efisien. Memahami prinsip kerja dan mengeksplorasi berbagai jenisnya adalah kunci untuk memahami mekanisme menarik di balik konversi energi surya. Haduh Apakah ASsuryaInverterWork? Inverter surya adalah perangkat elektronik yang mengubah listrik arus searah (DC) yang dihasilkan oleh panel surya menjadi listrik arus bolak-balik (AC) yang dapat digunakan untuk menyalakan peralatan rumah tangga dan dialirkan ke jaringan listrik. Prinsip kerja inverter surya dapat dibagi menjadi tiga tahap utama: konversi, kontrol, dan keluaran. Konversi: Inverter surya pertama-tama menerima listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya. Listrik DC ini biasanya berbentuk tegangan fluktuatif yang bervariasi sesuai intensitas sinar matahari. Tugas utama inverter adalah mengubah tegangan DC variabel ini menjadi tegangan AC stabil yang sesuai untuk dikonsumsi. Proses konversi melibatkan dua komponen utama: satu set saklar elektronik daya (biasanya transistor bipolar gerbang terisolasi atau IGBT) dan transformator frekuensi tinggi. Sakelar bertanggung jawab untuk menghidupkan dan mematikan tegangan DC dengan cepat, menciptakan sinyal pulsa frekuensi tinggi. Trafo kemudian menaikkan tegangan ke level tegangan AC yang diinginkan. Kontrol: Tahap kendali inverter surya memastikan proses konversi beroperasi secara efisien dan aman. Ini melibatkan penggunaan algoritma kontrol dan sensor canggih untuk memantau dan mengatur berbagai parameter. Beberapa fungsi kontrol penting meliputi: A. Pelacakan Titik Daya Maksimum (MPPT): Panel surya memiliki titik pengoperasian optimal yang disebut titik daya maksimum (MPP), yang menghasilkan daya maksimum untuk intensitas sinar matahari tertentu. Algoritma MPPT secara terus menerus menyesuaikan titik pengoperasian panel surya untuk memaksimalkan keluaran daya dengan melacak MPP. B. Pengaturan Tegangan dan Frekuensi: Sistem kontrol inverter mempertahankan tegangan dan frekuensi keluaran AC yang stabil, biasanya mengikuti standar jaringan utilitas. Hal ini memastikan kompatibilitas dengan perangkat listrik lainnya dan memungkinkan integrasi tanpa batas dengan jaringan listrik. C. Sinkronisasi Jaringan: Inverter surya yang terhubung ke jaringan menyinkronkan fase dan frekuensi output AC dengan jaringan utilitas. Sinkronisasi ini memungkinkan inverter untuk menyalurkan kelebihan daya kembali ke jaringan atau mengambil daya dari jaringan ketika produksi tenaga surya tidak mencukupi. Keluaran: Pada tahap akhir, inverter surya menyalurkan listrik AC yang dikonversi ke beban listrik atau jaringan listrik. Outputnya dapat dimanfaatkan dengan dua cara: A. Sistem On-Grid atau Grid-Tied: Dalam sistem grid-tied, inverter surya menyalurkan listrik AC langsung ke jaringan utilitas. Hal ini mengurangi ketergantungan pada pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan memungkinkan dilakukannya pengukuran bersih, dimana kelebihan listrik yang dihasilkan pada siang hari dapat dikreditkan dan digunakan selama periode produksi tenaga surya rendah. B. Sistem Off-Grid: Dalam sistem off-grid, inverter surya mengisi daya bank baterai selain menyuplai daya ke beban listrik. Baterai menyimpan kelebihan energi matahari, yang dapat digunakan pada saat produksi matahari rendah atau pada malam hari ketika panel surya tidak menghasilkan listrik. Karakteristik Inverter Surya: Efisiensi: Inverter surya dirancang untuk beroperasi dengan efisiensi tinggi untuk memaksimalkan hasil energi sistem PV surya. Efisiensi yang lebih tinggi menghasilkan lebih sedikit energi yang hilang selama proses konversi, sehingga memastikan bahwa sebagian besar energi surya dimanfaatkan secara efektif. Keluaran Daya: Inverter surya tersedia dalam berbagai tingkat daya, mulai dari sistem perumahan kecil hingga instalasi komersial skala besar. Output daya inverter harus disesuaikan dengan kapasitas panel surya untuk mencapai kinerja optimal. Daya Tahan dan Keandalan: Inverter surya terkena berbagai kondisi lingkungan, termasuk fluktuasi suhu, kelembapan, dan potensi lonjakan listrik. Oleh karena itu, inverter harus dibuat dengan bahan yang kuat dan dirancang untuk tahan terhadap kondisi ini, sehingga memastikan keandalan jangka panjang. Pemantauan dan Komunikasi: Banyak inverter surya modern dilengkapi dengan sistem pemantauan yang memungkinkan pengguna melacak kinerja sistem PV surya mereka. Beberapa inverter juga dapat berkomunikasi dengan perangkat eksternal dan platform perangkat lunak, menyediakan data real-time dan memungkinkan pemantauan dan kontrol jarak jauh. Fitur Keamanan: Inverter surya menggabungkan berbagai fitur keselamatan untuk melindungi sistem dan individu yang bekerja dengannya. Fitur-fitur ini mencakup perlindungan tegangan lebih, perlindungan arus lebih, deteksi gangguan tanah, dan perlindungan anti-island, yang mencegah inverter menyalurkan daya ke jaringan listrik selama pemadaman listrik. Klasifikasi Inverter Surya berdasarkan Peringkat Daya Inverter PV, juga dikenal sebagai inverter surya, dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis berdasarkan desain, fungsi, dan aplikasinya. Memahami klasifikasi ini dapat membantu dalam memilih inverter yang paling sesuai untuk sistem PV surya tertentu. Berikut ini adalah jenis utama inverter PV yang diklasifikasikan berdasarkan tingkat daya: Inverter menurut tingkat daya: terutama dibagi menjadi inverter terdistribusi (inverter string & inverter mikro), inverter terpusat Pembalikan Stringers: Inverter string adalah jenis inverter PV yang paling umum digunakan dalam instalasi tenaga surya perumahan dan komersial. Inverter ini dirancang untuk menangani beberapa panel surya yang dihubungkan secara seri, membentuk “string”. String PV (1-5kw) telah menjadi inverter paling populer di pasar internasional saat ini melalui inverter dengan pelacakan puncak daya maksimum di sisi DC dan koneksi jaringan paralel di sisi AC. Listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya dimasukkan ke dalam string inverter, yang mengubahnya menjadi listrik AC untuk segera digunakan atau untuk diekspor ke jaringan listrik. Inverter string dikenal karena kesederhanaannya, efektivitas biaya, dan kemudahan pemasangannya. Namun, kinerja seluruh string bergantung pada panel dengan kinerja terendah, yang dapat berdampak pada efisiensi sistem secara keseluruhan. Inverter mikro: Inverter mikro adalah inverter kecil yang dipasang pada setiap panel surya dalam sistem PV. Tidak seperti inverter string, inverter mikro mengubah listrik DC menjadi AC tepat di tingkat panel. Desain ini memungkinkan setiap panel beroperasi secara independen, mengoptimalkan keluaran energi sistem secara keseluruhan. Inverter mikro menawarkan beberapa keuntungan, termasuk pelacakan titik daya maksimum (MPPT) tingkat panel, peningkatan kinerja sistem pada panel yang teduh atau tidak serasi, peningkatan keamanan karena tegangan DC yang lebih rendah, dan pemantauan terperinci terhadap kinerja masing-masing panel. Namun, biaya awal yang lebih tinggi dan potensi kerumitan pemasangan merupakan faktor yang perlu dipertimbangkan. Inverter Terpusat: Inverter terpusat, juga dikenal sebagai inverter skala besar atau utilitas (>10kW), biasanya digunakan dalam instalasi PV surya skala besar, seperti pembangkit listrik tenaga surya atau proyek tenaga surya komersial. Inverter ini dirancang untuk menangani input daya DC tinggi dari beberapa rangkaian atau susunan panel surya dan mengubahnya menjadi daya AC untuk sambungan jaringan. Fitur terbesarnya adalah daya yang tinggi dan biaya sistem yang rendah, namun karena tegangan dan arus keluaran rangkaian PV yang berbeda sering kali tidak sama persis (terutama bila rangkaian PV sebagian diarsir karena kekeruhan, bayangan, noda, dll.) , penggunaan inverter terpusat akan menurunkan efisiensi proses pembalikan dan menurunkan energi listrik rumah tangga. Inverter terpusat biasanya memiliki kapasitas daya yang lebih tinggi dibandingkan jenis lainnya, mulai dari beberapa kilowatt hingga beberapa megawatt. Mereka dipasang di lokasi pusat atau stasiun inverter, dan beberapa string atau susunan panel surya dihubungkan secara paralel. Apa Fungsi Inverter Surya? Inverter fotovoltaik memiliki banyak fungsi, termasuk konversi AC, mengoptimalkan kinerja sel surya, dan perlindungan sistem. Fungsi-fungsi ini mencakup pengoperasian dan pematian otomatis, kontrol pelacakan daya maksimum, anti-islanding (untuk sistem yang terhubung ke jaringan), penyesuaian voltase otomatis (untuk sistem yang terhubung ke jaringan), deteksi DC (untuk sistem yang terhubung ke jaringan), dan deteksi ground DC ( untuk sistem yang terhubung ke jaringan). Mari kita jelajahi secara singkat fungsi pengoperasian dan pematian otomatis serta fungsi kontrol pelacakan daya maksimum. 1) Fungsi pengoperasian dan pematian otomatis Setelah matahari terbit di pagi hari, intensitas radiasi matahari meningkat secara bertahap, dan keluaran sel surya juga meningkat. Ketika daya keluaran yang dibutuhkan inverter tercapai, inverter mulai bekerja secara otomatis. Setelah memasuki pengoperasiannya, inverter akan terus memantau keluaran komponen sel surya, selama daya keluaran komponen sel surya lebih besar dari daya keluaran yang dibutuhkan inverter maka inverter akan terus berjalan; sampai matahari terbenam berhenti, meskipun hujan Inverter juga berfungsi. Ketika keluaran modul sel surya semakin kecil dan keluaran inverter mendekati 0 maka inverter akan dalam keadaan standby. 2) Fungsi kontrol pelacakan daya maksimum Keluaran modul sel surya bervariasi menurut intensitas radiasi matahari dan suhu modul sel surya itu sendiri (suhu chip). Selain itu karena modul sel surya mempunyai karakteristik tegangannya semakin berkurang seiring bertambahnya arus, sehingga terdapat titik operasi optimal yang dapat memperoleh daya maksimal. Intensitas radiasi matahari berubah, tentunya titik kerja terbaik juga berubah. Sehubungan dengan perubahan tersebut, titik pengoperasian modul sel surya selalu pada titik daya maksimum, dan sistem selalu memperoleh keluaran daya maksimum dari modul sel surya. Kontrol semacam ini adalah kontrol pelacakan daya maksimum. Fitur terbesar dari inverter yang digunakan dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya adalah fungsi pelacakan titik daya maksimum (MPPT). Indikator Teknis Utama Inverter Fotovoltaik 1. Stabilitas tegangan keluaran Pada sistem fotovoltaik, energi listrik yang dihasilkan sel surya terlebih dahulu disimpan oleh baterai, kemudian diubah menjadi arus bolak-balik 220V atau 380V melalui inverter. Namun, baterai dipengaruhi oleh pengisian dan pengosongannya sendiri, dan tegangan keluarannya bervariasi dalam kisaran yang besar. Misalnya, baterai nominal 12V memiliki nilai tegangan yang dapat bervariasi antara 10,8 dan 14,4V (di luar kisaran ini dapat menyebabkan kerusakan pada baterai). Untuk inverter yang memenuhi syarat, ketika tegangan terminal masukan berubah dalam kisaran ini, variasi tegangan keluaran kondisi tunak tidak boleh melebihi Plusmn; 5% dari nilai nominal. Pada saat yang sama, ketika beban berubah secara tiba-tiba, deviasi tegangan keluarannya tidak boleh melebihi ±10% dari nilai pengenal. 2. Distorsi bentuk gelombang tegangan keluaran Untuk inverter gelombang sinus, distorsi bentuk gelombang maksimum yang diijinkan (atau konten harmonik) harus ditentukan. Biasanya dinyatakan dengan distorsi bentuk gelombang total dari tegangan keluaran, dan nilainya tidak boleh melebihi 5% (10% diperbolehkan untuk keluaran satu fasa). Karena keluaran arus harmonik tingkat tinggi oleh inverter akan menimbulkan rugi-rugi tambahan seperti arus eddy pada beban induktif, jika distorsi bentuk gelombang inverter terlalu besar, maka akan menyebabkan pemanasan yang serius pada komponen beban, yang tidak kondusif untuk keamanan peralatan listrik dan berdampak serius pada sistem. efisiensi operasi. 3. Frekuensi keluaran terukur Untuk beban termasuk motor, seperti mesin cuci, lemari es, dll., karena titik pengoperasian frekuensi optimal motor adalah 50Hz, frekuensi yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menyebabkan peralatan menjadi panas, sehingga mengurangi efisiensi pengoperasian dan masa pakai sistem, jadi frekuensi keluaran inverter harus memiliki nilai yang relatif stabil, biasanya frekuensi daya 50Hz, dan deviasinya harus berada dalam Plusmn;l% dalam kondisi kerja normal. 4. Faktor daya beban Ciri-ciri kemampuan inverter dengan beban induktif atau beban kapasitif. Faktor daya beban inverter gelombang sinus adalah 0,7~0,9, dan nilai pengenalnya adalah 0,9. Dalam hal daya beban tertentu, jika faktor daya inverter rendah maka kapasitas inverter yang dibutuhkan akan meningkat. Di satu sisi, biaya akan meningkat, dan pada saat yang sama, daya semu dari rangkaian AC sistem fotovoltaik akan meningkat. Ketika arus meningkat, kerugian pasti akan meningkat, dan efisiensi sistem juga akan menurun. 5. Efisiensi inverter Efisiensi inverter mengacu pada rasio daya keluaran terhadap daya masukan pada kondisi kerja tertentu, dinyatakan dalam persentase. Secara umum, efisiensi nominal inverter fotovoltaik mengacu pada beban resistansi murni. Dalam kondisi efisiensi beban 80%. Karena biaya keseluruhan sistem fotovoltaik tinggi, efisiensi inverter fotovoltaik harus dimaksimalkan untuk mengurangi biaya sistem dan meningkatkan kinerja biaya sistem fotovoltaik. Saat ini, efisiensi nominal inverter arus utama adalah antara 80% dan 95%, dan efisiensi inverter berdaya rendah harus minimal 85%. Dalam proses desain sebenarnya dari sistem fotovoltaik, tidak hanya inverter berefisiensi tinggi yang harus dipilih, tetapi juga konfigurasi sistem yang masuk akal harus digunakan untuk membuat beban sistem fotovoltaik sedapat mungkin bekerja mendekati titik efisiensi terbaik. . 6. Arus keluaran terukur (atau kapasitas keluaran terukur) Menunjukkan arus keluaran terukur inverter dalam kisaran faktor daya beban yang ditentukan. Beberapa produk inverter memberikan kapasitas keluaran terukur, dan satuannya dinyatakan dalam VA atau kVA. Kapasitas pengenal inverter adalah produk dari tegangan keluaran pengenal dan arus keluaran pengenal ketika faktor daya keluaran adalah 1 (yaitu, beban resistif murni). 7. Tindakan perlindungan Sebuah inverter dengan kinerja yang sangat baik juga harus memiliki fungsi atau tindakan perlindungan yang lengkap untuk menghadapi berbagai situasi abnormal yang terjadi selama penggunaan sebenarnya, sehingga dapat melindungi inverter itu sendiri dan komponen sistem lainnya dari kerusakan. 1) Masukkan akun asuransi tegangan rendah: Ketika tegangan terminal masukan lebih rendah dari 85% tegangan pengenal, inverter harus memiliki perlindungan dan tampilan. 2) Masukan pelindung tegangan lebih: Ketika tegangan terminal masukan lebih tinggi dari 130% tegangan pengenal, inverter harus memiliki perlindungan dan tampilan. 3) Perlindungan arus lebih: Perlindungan arus lebih pada inverter harus dapat memastikan tindakan tepat waktu ketika beban mengalami hubung singkat atau arus melebihi nilai yang diijinkan, sehingga dapat mencegah kerusakan akibat lonjakan arus. Ketika arus kerja melebihi 150% dari nilai pengenal, inverter harus dapat melindungi secara otomatis. 4) perlindungan sirkuit pendek keluaran Waktu aksi proteksi hubung singkat inverter tidak boleh melebihi 0,5 detik. 5) Masukkan perlindungan polaritas terbalik: Ketika kutub positif dan negatif dari terminal masukan dibalik, inverter harus memiliki fungsi dan tampilan perlindungan. 6) Proteksi petir: Inverter harus memiliki proteksi petir. 7) Perlindungan suhu berlebih, dll. Selain itu, untuk inverter tanpa tindakan stabilisasi tegangan, inverter juga harus memiliki tindakan proteksi tegangan lebih keluaran untuk melindungi beban dari kerusakan tegangan lebih. 8. Karakteristik awal Untuk mengkarakterisasi kemampuan inverter untuk memulai dengan beban dan kinerja selama operasi dinamis. Inverter harus memastikan start yang andal pada beban terukur. 9. Kebisingan Komponen seperti trafo, induktor filter, saklar elektromagnetik dan kipas pada peralatan elektronika daya akan menimbulkan kebisingan. Ketika inverter berjalan normal, kebisingannya tidak boleh melebihi 80dB, dan kebisingan inverter kecil tidak boleh melebihi 65dB. Keterampilan Seleksi Inverter Surya
Waktu posting: 08-Mei-2024