hvað er sólarinverter?

Þegar heimurinn heldur áfram í leit sinni að sjálfbærum og hreinum orkulausnum, hefur sólarorka komið fram sem leiðtogi í kapphlaupinu í átt að grænni framtíð. Með því að virkja mikla og endurnýjanlega orku sólarinnar hafa sólarljósakerfi (PV) náð víðtækum vinsældum og rutt brautina fyrir ótrúlega umbreytingu á því hvernig við framleiðum rafmagn. Í hjarta hvers sólarorkukerfis er mikilvægur þáttur sem gerir kleift að breyta sólarljósi í nothæfa orku:sólar inverter. Sem brú milli sólarrafhlöðunnar og rafmagnsnetsins gegna sólinvertarar mikilvægu hlutverki í skilvirkri nýtingu sólarorku. Að skilja starfsreglur þeirra og kanna ýmsar tegundir þeirra er lykillinn að því að skilja heillandi vélfræðina á bak við umbreytingu sólarorku. Hó, gerir ASólarInverterWork? Sólinverter er rafeindabúnaður sem breytir jafnstraumsrafmagni (DC) sem framleitt er af sólarrafhlöðum í riðstraumsrafmagn (AC) sem hægt er að nota til að knýja heimilistæki og koma inn á rafmagnskerfið. Hægt er að skipta vinnureglu sólarinverter í þrjú meginþrep: umbreytingu, stjórnun og framleiðsla. Umbreyting: Sólinverterinn fær fyrst DC rafmagnið sem myndast af sólarplötunum. Þetta DC rafmagn er venjulega í formi sveifluspennu sem er breytilegt eftir styrk sólarljóss. Aðalverkefni inverterans er að breyta þessari breytilegu DC spennu í stöðuga AC spennu sem hentar til neyslu. Umbreytingarferlið felur í sér tvo lykilþætti: sett af rafeindarofum (venjulega tvískauta smári með einangruðum hliðum eða IGBT) og hátíðnispennir. Rofarnir eru ábyrgir fyrir því að kveikja og slökkva á DC spennunni hratt og búa til hátíðni púlsmerki. Spennirinn hækkar síðan spennuna upp í æskilegt AC spennustig. Stjórna: Stýristig sólarinverters tryggir að umbreytingarferlið virki á skilvirkan og öruggan hátt. Það felur í sér að nota háþróuð stjórnalgrím og skynjara til að fylgjast með og stjórna ýmsum breytum. Nokkrar mikilvægar stjórnunaraðgerðir eru: a. Hámarksaflmæling (MPPT): Sólarrafhlöður hafa ákjósanlegan rekstrarpunkt sem kallast hámarksaflpunktur (MPP), þar sem þær framleiða hámarksafl fyrir tiltekinn sólarljósstyrk. MPPT reikniritið stillir stöðugt rekstrarpunkt sólarrafhlöðanna til að hámarka afköst með því að fylgjast með MPP. b. Reglugerð um spennu og tíðni: Stýrikerfi inverterans heldur stöðugri úttaksspennu og tíðni riðstraums, venjulega í samræmi við staðla netkerfisins. Þetta tryggir samhæfni við önnur rafmagnstæki og gerir óaðfinnanlega samþættingu við netið. c. Netsamstilling: Nettengdir sólarinvertarar samstilla fasa og tíðni AC úttaksins við netið. Þessi samstilling gerir inverterinu kleift að fæða umframafl aftur inn í netið eða draga afl frá netinu þegar sólarframleiðsla er ófullnægjandi. Framleiðsla: Á lokastigi skilar sólarinverterið umbreyttu AC rafmagninu til rafmagnsálagsins eða netsins. Hægt er að nýta úttakið á tvo vegu: a. Nettengd eða nettengd kerfi: Í nettengdum kerfum veitir sólinverterinn AC rafmagninu beint inn á veitukerfið. Þetta dregur úr ósjálfstæði á orkuverum sem byggja á jarðefnaeldsneyti og gerir ráð fyrir nettómælingu, þar sem umframrafmagn sem framleitt er á daginn er hægt að lána og nota á lágum sólarframleiðslutímabilum. b. Off-grid kerfi: Í off-grid kerfum hleður sólinverterinn rafhlöðubanka auk þess að veita rafmagni til rafmagnsálagsins. Rafhlöðurnar geyma umfram sólarorku sem hægt er að nýta á tímum lítillar sólarframleiðslu eða á nóttunni þegar sólarrafhlöðurnar framleiða ekki rafmagn. Einkenni sólarinvertara: Skilvirkni: Sólinvertarar eru hannaðir til að starfa með mikilli skilvirkni til að hámarka orkuafrakstur sólar PV kerfisins. Meiri skilvirkni leiðir til minna orkutaps meðan á umbreytingarferlinu stendur, sem tryggir að stærra hlutfall sólarorkunnar nýtist á áhrifaríkan hátt. Afköst: Sólinvertarar eru fáanlegir í ýmsum aflflokkum, allt frá litlum íbúðakerfum til stórfelldra atvinnuuppsetninga. Aflmagn inverter ætti að vera viðeigandi í samræmi við getu sólarrafhlöðunnar til að ná sem bestum árangri. Ending og áreiðanleiki: Sólinvertarar verða fyrir mismunandi umhverfisaðstæðum, þar á meðal hitasveiflum, rakastigi og hugsanlegum rafbylgjum. Þess vegna ættu invertarar að vera smíðaðir með sterkum efnum og hannaðir til að standast þessar aðstæður, sem tryggja langtíma áreiðanleika. Vöktun og samskipti: Margir nútíma sólarorkuinvertarar eru búnir vöktunarkerfum sem gera notendum kleift að fylgjast með afköstum sólarorkukerfisins. Sumir invertarar geta einnig átt samskipti við utanaðkomandi tæki og hugbúnaðarpalla, útvegað rauntímagögn og gert kleift að fylgjast með og stjórna fjarstýringu. Öryggiseiginleikar: Sólinvertarar eru með ýmsa öryggiseiginleika til að vernda bæði kerfið og þá sem vinna með það. Þessir eiginleikar fela í sér yfirspennuvörn, yfirstraumsvörn, jarðbilunargreiningu og verndarvörn gegn eyju, sem kemur í veg fyrir að inverterinn leggi afli inn á netið meðan á rafmagnsleysi stendur. Sólinverter flokkun eftir aflmati PV inverter, einnig þekktur sem sólarinverter, er hægt að flokka í mismunandi gerðir út frá hönnun þeirra, virkni og notkun. Að skilja þessar flokkanir getur hjálpað til við að velja heppilegasta inverterinn fyrir tiltekið sólarorkukerfi. Eftirfarandi eru helstu tegundir PV invertara flokkaðar eftir aflstigi: Inverter í samræmi við aflstig: aðallega skipt í dreifðan inverter (string inverter & micro inverter), miðlægur inverter Snúa strengiers: Strengjabreytarar eru algengustu tegundin af PV inverterum í sólarorkuuppsetningum fyrir íbúðarhúsnæði og atvinnuhúsnæði, þeir eru hannaðir til að takast á við margar sólarplötur sem eru tengdar í röð og mynda „streng. PV strengurinn (1-5kw) hefur orðið vinsælasti inverterinn á alþjóðlegum markaði nú á dögum í gegnum inverter með hámarksafli toppmælingar á DC hlið og samhliða nettengingu á AC hlið. Jafnstraumsrafmagnið sem framleitt er af sólarrafhlöðunum er leitt inn í strenginverterinn sem breytir því í AC rafmagn til notkunar strax eða til útflutnings á netið. Strengjabreytir eru þekktir fyrir einfaldleika, hagkvæmni og auðvelda uppsetningu. Hins vegar er frammistaða alls strengsins háð því spjaldið sem skilar lægstu árangri, sem getur haft áhrif á heildar skilvirkni kerfisins. Örinvertarar: Örinvertarar eru litlir invertarar sem eru settir upp á hverja einstaka sólarplötu í PV kerfi. Ólíkt strenginverterum breyta örinvertarar DC rafmagninu í AC rétt á spjaldshæðinni. Þessi hönnun gerir hverju spjaldi kleift að starfa sjálfstætt og hámarkar heildarorkuframleiðslu kerfisins. Örinvertarar bjóða upp á nokkra kosti, þar á meðal hámarksaflsmælingu á spjaldtölvu (MPPT), bætt kerfisframmistöðu í skyggðum eða ósamræmdum spjöldum, aukið öryggi vegna lægri DC spennu og ítarlegt eftirlit með frammistöðu einstakra spjalda. Hins vegar eru hærri fyrirframkostnaður og hugsanlega flókin uppsetning þættir sem þarf að hafa í huga. Miðlægir invertarar: Miðstýrðir invertarar, einnig þekktir sem stórir eða nytjakvarðar (>10kW) invertarar, eru almennt notaðir í stórum sólarorkuuppsetningum, svo sem sólarbúum eða sólarorkuverkefnum í atvinnuskyni. Þessir invertarar eru hannaðir til að takast á við mikið DC aflinntak frá mörgum strengjum eða fylkjum af sólarrafhlöðum og breyta þeim í riðstraum fyrir nettengingu. Stærsti eiginleikinn er mikill kraftur og lítill kostnaður við kerfið, en þar sem framleiðsla spenna og straumur mismunandi PV strengja er oft ekki nákvæmlega samsvörun (sérstaklega þegar PV strengirnir eru að hluta til skyggðir vegna skýja, skugga, bletta osfrv.) , notkun miðlægs inverter mun leiða til lægri skilvirkni inverter ferlisins og minni rafmagns heimilisorku. Miðstýrðir invertarar hafa venjulega meiri afköst miðað við aðrar gerðir, allt frá nokkrum kílóvöttum til nokkurra megavötta. Þeir eru settir upp á miðlægum stað eða inverterstöð og margir strengir eða fylkingar af sólarrafhlöðum eru tengdir þeim samhliða. Hvað gerir sólarinverter? Photovoltaic inverters þjóna mörgum aðgerðum, þar á meðal AC umbreytingu, hámarka afköst sólarsellu og kerfisvörn. Þessar aðgerðir fela í sér sjálfvirka notkun og lokun, eftirlit með hámarksafli, varnareyðingu (fyrir nettengd kerfi), sjálfvirka spennustillingu (fyrir nettengd kerfi), DC skynjun (fyrir nettengd kerfi) og DC jarðskynjun (fyrir nettengd kerfi). fyrir nettengd kerfi). Við skulum kanna stuttlega sjálfvirka aðgerðina og lokunaraðgerðina og stjórnunaraðgerðina fyrir hámarksafl. 1) Sjálfvirk aðgerð og lokunaraðgerð Eftir sólarupprás á morgnana eykst styrkur sólargeislunar smám saman og framleiðsla sólarselna eykst að sama skapi. Þegar úttaksafli sem inverterinn þarfnast er náð, byrjar inverterinn að keyra sjálfkrafa. Eftir að hafa farið inn í aðgerðina mun inverter fylgjast með framleiðsla sólarfrumuhlutanna allan tímann, svo framarlega sem framleiðsla afl sólar frumuhlutanna er meiri en framleiðslaaflið sem inverterinn þarf, mun inverterinn halda áfram að keyra; þar til sólsetur hættir, jafnvel þótt það sé rigning Inverterinn virkar líka. Þegar framleiðsla sólarfrumueiningarinnar verður minni og framleiðsla invertersins er nálægt 0, mun inverterinn mynda biðstöðu. 2) Stýringaraðgerð fyrir hámarksafl Framleiðsla sólarfrumueiningarinnar er breytileg eftir styrkleika sólargeislunar og hitastigi sólarfrumueiningarinnar sjálfrar (flíshitastig). Þar að auki, vegna þess að sólarfrumueiningin hefur þann eiginleika að spennan minnkar með aukningu straumsins, þannig að það er ákjósanlegur rekstrarpunktur sem getur náð hámarksafli. Styrkur sólargeislunar er að breytast, augljóslega er besti vinnustaðurinn líka að breytast. Miðað við þessar breytingar er rekstrarpunktur sólarsellueiningarinnar alltaf á hámarksaflpunkti og kerfið fær alltaf hámarksafköst frá sólarsellueiningunni. Þessi tegund af stjórn er hámarksaflsstýringin. Stærsti eiginleiki invertersins sem notaður er í sólarorkuframleiðslukerfinu er virkni hámarksaflspunktamælingar (MPPT). Helstu tæknilegu vísbendingar um ljósspennubreytir 1. Stöðugleiki úttaksspennu Í ljósvakakerfinu er raforkan sem myndast af sólarsellunni fyrst geymd af rafhlöðunni og síðan breytt í 220V eða 380V riðstraum í gegnum inverterinn. Hins vegar verður rafhlaðan fyrir áhrifum af eigin hleðslu og afhleðslu og úttaksspenna hennar er breytileg á miklu sviði. Til dæmis hefur 12V rafhlaðan spennugildi sem getur verið breytilegt á milli 10,8 og 14,4V (yfir þetta svið getur valdið skemmdum á rafhlöðunni). Fyrir viðurkenndan inverter, þegar inntaksspenna breytist innan þessa sviðs, ætti breytingin á stöðugu útgangsspennu hans ekki að fara yfir Plusmn; 5% af nafnverði. Á sama tíma, þegar álagið breytist skyndilega, ætti úttaksspennu frávik þess ekki að fara yfir ±10% yfir nafngildi. 2. Bylgjulögunarröskun á útgangsspennu Fyrir sinusbylgjueinhverfa ætti að tilgreina hámarks leyfilega bylgjulögunarröskun (eða harmoniskt innihald). Það er venjulega gefið upp með heildarbylgjulögun röskunar úttaksspennunnar og gildi hennar ætti ekki að fara yfir 5% (10% er leyfilegt fyrir einfasa framleiðsla). Þar sem hár-order harmonic straumframleiðsla invertersins mun mynda viðbótartap eins og hvirfilstrauma á inductive álagið, ef bylgjulögun röskunar invertersins er of mikil, mun það valda alvarlegri hitun á álagshlutunum, sem er ekki til þess fallið að öryggi rafbúnaðar og hefur alvarleg áhrif á kerfið. rekstrarhagkvæmni. 3. Málúttakstíðni Fyrir álag þar á meðal mótora, svo sem þvottavélar, ísskápa osfrv., þar sem ákjósanlegur tíðni vinnslupunktur mótoranna er 50Hz, mun of há eða of lág tíðni valda því að búnaðurinn hitnar, sem dregur úr rekstrarskilvirkni og endingartíma kerfisins, þannig að úttakstíðni invertersins ætti að vera tiltölulega stöðugt gildi, venjulega afltíðni 50Hz, og frávik hans ætti að vera innan Plusmn;l% við venjulegar vinnuaðstæður. 4. Álagsaflsstuðull Einkenni getu invertersins með inductive álagi eða rafrýmd álagi. Álagsstuðull sinusbylgjubreytisins er 0,7 ~ 0,9, og nafngildið er 0,9. Ef um er að ræða ákveðið álagsafl, ef aflstuðull invertersins er lágur, mun getu nauðsynlegs inverteris aukast. Annars vegar mun kostnaðurinn aukast og á sama tíma mun sýnilegt afl AC hringrásar ljósvakakerfisins aukast. Eftir því sem straumurinn eykst mun tapið óumflýjanlega aukast og kerfisvirkni minnkar líka. 5. Inverter skilvirkni Skilvirkni invertersins vísar til hlutfalls úttaksafls hans og inntaksafls við tilgreind vinnuskilyrði, gefið upp sem hundraðshluti. Almennt vísar nafnnýtni ljósvaka inverter til hreins viðnámsálags. Við skilvirkni 80% álags. Þar sem heildarkostnaður ljósvakakerfisins er hár, ætti að hámarka skilvirkni ljósvakans til að draga úr kerfiskostnaði og bæta kostnaðarafköst ljósvakakerfisins. Sem stendur er nafnnýtni almennra invertara á milli 80% og 95% og skilvirkni lítilla invertara þarf að vera ekki minna en 85%. Í raunverulegu hönnunarferli ljósvakakerfis ætti ekki aðeins að velja afkastamikinn inverter, heldur ætti einnig að nota sanngjarna uppsetningu kerfisins til að láta álag ljósakerfisins virka nálægt besta skilvirknistaðnum eins mikið og mögulegt er. . 6. Málúttaksstraumur (eða nafnúttaksgeta) Gefur til kynna nafnúttaksstraum inverterans innan tilgreinds álagsstuðssviðs. Sumar invertervörur gefa upp metna framleiðslugetu og eining þess er gefin upp í VA eða kVA. Málgeta invertersins er afrakstur nafnúttaksspennunnar og nafnúttaksstraumsins þegar úttaksstuðullinn er 1 (það er eingöngu viðnámsálag). 7. Verndarráðstafanir Inverter með framúrskarandi frammistöðu ætti einnig að hafa fullkomnar verndaraðgerðir eða ráðstafanir til að takast á við ýmsar óeðlilegar aðstæður sem eiga sér stað við raunverulega notkun, til að vernda inverterið sjálft og aðra hluti kerfisins gegn skemmdum. 1) Sláðu inn undirspennutryggingareikning: Þegar inntaksspenna er lægri en 85% af nafnspennu ætti inverterinn að vera með vernd og skjá. 2) Ofspennuvörn fyrir inntak: Þegar inntaksspennan er hærri en 130% af nafnspennunni ætti inverterinn að vera með vernd og skjá. 3) Yfirstraumsvörn: Yfirstraumsvörn invertersins ætti að geta tryggt tímanlega aðgerð þegar álagið er skammhlaup eða straumurinn fer yfir leyfilegt gildi, til að koma í veg fyrir að það skemmist af bylstraumnum. Þegar vinnustraumurinn fer yfir 150% af nafngildinu ætti inverterinn að geta verndað sjálfkrafa. 4) framleiðsla skammhlaupsvörn Aðgerðartími skammhlaupsverndar invertersins ætti ekki að fara yfir 0,5 sek. 5) Inntaksvörn fyrir öfuga pólun: Þegar jákvæðum og neikvæðum pólum inntaksstöðvarinnar er snúið við ætti inverterinn að hafa verndaraðgerð og skjá. 6) Eldingavörn: Inverterinn ætti að vera með eldingarvörn. 7) Yfirhitavörn osfrv. Að auki, fyrir invertera án spennustöðugleikaráðstafana, ætti inverterinn einnig að hafa yfirspennuvarnarráðstafanir til að vernda álagið gegn ofspennuskemmdum. 8. Byrjunareiginleikar Til að einkenna getu invertersins til að byrja með álagi og frammistöðu við kraftmikla notkun. Inverterinn ætti að tryggja áreiðanlega ræsingu undir nafnálagi. 9. Hávaði Íhlutir eins og spennar, síuspólar, rafsegulrofar og viftur í rafeindabúnaði munu framleiða hávaða. Þegar inverterinn er í gangi eðlilega ætti hávaði hans ekki að fara yfir 80dB og hávaði lítils inverter ætti ekki að fara yfir 65dB. Valhæfileikar sólarinvertara