күн инверторы дегеніміз не?

Әлем тұрақты және таза энергия шешімдеріне ұмтылуда алға жылжып келе жатқанда, күн энергиясы жасыл болашаққа арналған жарыста алдыңғы қатарға шықты. Күннің мол және жаңартылатын энергиясын пайдалана отырып, күн фотоэлектрлік (PV) жүйелері кең танымалдыққа ие болды, бұл электр энергиясын өндіру тәсілін керемет өзгертуге жол ашты. Әрбір күн PV жүйесінің негізінде күн сәулесін қолдануға болатын энергияға түрлендіруге мүмкіндік беретін маңызды компонент жатыр:күн инверторы. Күн панельдері мен электр желісі арасындағы көпір рөлін атқаратын күн инверторлары күн энергиясын тиімді пайдалануда маңызды рөл атқарады. Олардың жұмыс принципін түсіну және олардың әртүрлі түрлерін зерттеу күн энергиясын түрлендірудің қызықты механикасын түсінудің кілті болып табылады. HОлай ма АSоларIтүрлендіргішWорк? Күн инверторы - күн панельдері шығаратын тұрақты токты (тұрақты) электр энергиясын тұрмыстық құрылғыларды қуаттандыруға және электр желісіне қосуға болатын айнымалы ток (айнымалы ток) электр энергиясына түрлендіретін электрондық құрылғы. Күн инверторының жұмыс принципін үш негізгі кезеңге бөлуге болады: түрлендіру, басқару және шығару. Конверсия: Күн инверторы алдымен күн панельдері шығаратын тұрақты токты алады. Бұл тұрақты ток әдетте күн сәулесінің қарқындылығына байланысты өзгермелі кернеу түрінде болады. Инвертордың негізгі міндеті осы айнымалы тұрақты кернеуді тұтынуға жарамды тұрақты айнымалы ток кернеуіне түрлендіру болып табылады. Түрлендіру процесі екі негізгі құрамдас бөлікті қамтиды: қуатты электрондық қосқыштар жиынтығы (әдетте оқшауланған биполярлы транзисторлар немесе IGBT) және жоғары жиілікті трансформатор. Ажыратқыштар тұрақты кернеуді жылдам қосу және өшіру үшін жауапты, жоғары жиілікті импульстік сигнал жасайды. Содан кейін трансформатор кернеуді қажетті айнымалы ток кернеу деңгейіне дейін арттырады. Бақылау: Күн инверторының басқару сатысы түрлендіру процесінің тиімді және қауіпсіз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Ол әртүрлі параметрлерді бақылау және реттеу үшін күрделі басқару алгоритмдері мен сенсорларды пайдалануды қамтиды. Кейбір маңызды басқару функцияларына мыналар жатады: а. Максималды қуат нүктесін қадағалау (MPPT): Күн панельдерінің максималды қуат нүктесі (MPP) деп аталатын оңтайлы жұмыс нүктесі бар, мұнда олар берілген күн сәулесінің қарқындылығы үшін максималды қуатты өндіреді. MPPT алгоритмі MPP бақылау арқылы қуат шығысын барынша арттыру үшін күн панельдерінің жұмыс нүктесін үздіксіз реттейді. б. Кернеу мен жиілікті реттеу: Инвертордың басқару жүйесі әдетте электр желісінің стандарттарына сәйкес тұрақты айнымалы ток шығыс кернеуі мен жиілігін қолдайды. Бұл басқа электр құрылғыларымен үйлесімділікті қамтамасыз етеді және желімен үздіксіз біріктіруге мүмкіндік береді. в. Торды синхрондау: Торға қосылған күн инверторлары айнымалы ток шығысының фазасы мен жиілігін коммуналдық желімен синхрондайды. Бұл синхрондау инверторға артық қуатты желіге қайтаруға немесе күн өндіру жеткіліксіз болған кезде желіден қуат алуға мүмкіндік береді. Шығару: Соңғы кезеңде күн инверторы түрлендірілген айнымалы токты электрлік жүктемелерге немесе желіге жеткізеді. Шығаруды екі жолмен пайдалануға болады: а. Торға қосылған немесе желіге қосылған жүйелер: Торға қосылған жүйелерде күн инверторы айнымалы ток электр энергиясын тікелей коммуналдық желіге береді. Бұл қазбалы отынға негізделген электр станцияларына тәуелділікті азайтады және күндізгі өндірілген артық электр энергиясын есепке алуға және күн өндірудің төмен кезеңдерінде пайдалануға болатын таза есептеуге мүмкіндік береді. б. Тордан тыс жүйелер: желіден тыс жүйелерде күн инверторы электр жүктемелеріне қуат беруден басқа, батареялар қорын зарядтайды. Батареялар артық күн энергиясын сақтайды, оны күн аз өндірілетін уақытта немесе күн панельдері электр қуатын өндірмейтін түнде пайдалануға болады. Күн инверторларының сипаттамалары: Тиімділігі: Күн инверторлары күн PV жүйесінің энергия шығымдылығын арттыру үшін жоғары тиімділікпен жұмыс істеуге арналған. Жоғары тиімділік түрлендіру процесі кезінде энергияның аз шығынын қамтамасыз етеді, бұл күн энергиясының үлкен бөлігін тиімді пайдалануды қамтамасыз етеді. Шығу қуаты: Күн инверторлары шағын тұрғын үй жүйелерінен ірі коммерциялық қондырғыларға дейін әртүрлі қуат рейтингтерінде қол жетімді. Оңтайлы өнімділікке қол жеткізу үшін инвертордың шығыс қуаты күн панельдерінің қуатына сәйкес келуі керек. Төзімділік пен сенімділік: Күн инверторлары қоршаған ортаның әртүрлі жағдайларына, соның ішінде температура ауытқуларына, ылғалдылыққа және ықтимал электр кернеуіне ұшырайды. Сондықтан инверторлар берік материалдармен салынуы керек және ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз ететін осы жағдайларға төтеп беруге арналған. Бақылау және байланыс: Көптеген заманауи күн инверторлары пайдаланушыларға күн PV жүйесінің жұмысын бақылауға мүмкіндік беретін бақылау жүйелерімен жабдықталған. Кейбір инверторлар нақты уақыттағы деректерді қамтамасыз етіп, қашықтан бақылау мен басқаруға мүмкіндік беретін сыртқы құрылғылармен және бағдарламалық платформалармен де байланыса алады. Қауіпсіздік мүмкіндіктері: Күн инверторлары жүйені де, онымен жұмыс істейтін адамдарды да қорғау үшін әртүрлі қауіпсіздік мүмкіндіктерін қамтиды. Бұл мүмкіндіктерге асқын кернеуден қорғау, шамадан тыс токтан қорғау, жерге тұйықталуды анықтау және электр қуатының үзілуі кезінде инвертордың желіге қуат беруіне жол бермейтін аралға қарсы қорғаныс кіреді. Күн инверторының қуат рейтингі бойынша жіктелуі Күн инверторлары деп те аталатын PV инверторлары дизайнына, функционалдығына және қолданылуына қарай әртүрлі түрлерге жіктелуі мүмкін. Осы жіктеулерді түсіну белгілі бір күн PV жүйесі үшін ең қолайлы инверторды таңдауға көмектеседі. Төменде қуат деңгейі бойынша жіктелген PV инверторларының негізгі түрлері берілген: Қуат деңгейіне сәйкес инвертор: негізінен бөлінген инвертор (жолдық инвертор және микроинвертор), орталықтандырылған инвертор Жолды инверттеуers: Жолдық инверторлар тұрғын үй және коммерциялық күн қондырғыларында жиі қолданылатын PV инверторларының түрі болып табылады, олар «жолды» құра отырып, тізбектей қосылған бірнеше күн панельдерін өңдеуге арналған. PV тізбегі (1-5 кВт) қазіргі уақытта тұрақты ток жағында максималды қуат шыңын бақылау және айнымалы ток жағында параллель желі қосылымы бар инвертор арқылы халықаралық нарықтағы ең танымал инверторға айналды. Күн панельдері шығаратын тұрақты ток инверторға беріледі, ол оны дереу пайдалану немесе желіге экспорттау үшін айнымалы ток электріне түрлендіреді. Жолдық инверторлар қарапайымдылығымен, үнемділігімен және орнатудың қарапайымдылығымен танымал. Дегенмен, бүкіл жолдың өнімділігі жалпы жүйе тиімділігіне әсер етуі мүмкін ең төмен өнімділік панеліне байланысты. Микроинверторлар: Микро инверторлар - бұл PV жүйесіндегі әрбір жеке күн панеліне орнатылған шағын инверторлар. Жолдық инверторлардан айырмашылығы, микроинверторлар тұрақты токты панель деңгейінде айнымалы токқа түрлендіреді. Бұл дизайн жүйенің жалпы энергия шығысын оңтайландыра отырып, әрбір панельге дербес жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Микро инверторлар панель деңгейіндегі максималды қуат нүктесін бақылау (MPPT), көлеңкеленген немесе сәйкес келмейтін панельдердегі жақсартылған жүйе өнімділігі, тұрақты ток кернеуінің төмендеуіне байланысты қауіпсіздіктің жоғарылауы және жеке панель өнімділігін егжей-тегжейлі бақылау сияқты бірнеше артықшылықтарды ұсынады. Дегенмен, жоғары бастапқы құны және орнатудың ықтимал күрделілігі ескерілетін факторлар болып табылады. Орталықтандырылған инверторлар: Орталықтандырылған инверторлар, сондай-ақ үлкен немесе пайдалы масштабтағы (>10 кВт) инверторлар ретінде белгілі, әдетте күн фермалары немесе коммерциялық күн жобалары сияқты кең ауқымды күн PV қондырғыларында қолданылады. Бұл инверторлар күн панельдерінің бірнеше жолынан немесе массивтерінен жоғары тұрақты ток кірістерін өңдеуге және оларды желіге қосылу үшін айнымалы ток қуатына түрлендіруге арналған. Ең үлкен ерекшелігі - бұл жүйенің жоғары қуаты және төмен құны, бірақ әртүрлі PV жолдарының шығыс кернеуі мен тогы жиі дәл сәйкес келмейтіндіктен (әсіресе PV жолдары бұлттылыққа, көлеңкеге, дақтарға және т.б. байланысты жартылай көлеңкеленген кезде). , орталықтандырылған инверторды пайдалану инвертирлеу процесінің тиімділігінің төмендеуіне және тұрмыстық электр энергиясының төмендеуіне әкеледі. Орталықтандырылған инверторлар әдетте бірнеше киловатттан бірнеше мегаваттқа дейінгі басқа түрлермен салыстырғанда жоғары қуат сыйымдылығына ие. Олар орталық орынға немесе инверторлық станцияға орнатылады және оларға параллельді күн батареяларының бірнеше тізбегі немесе массивтері қосылады. Күн инверторы не істейді? Фотоэлектрлік инверторлар айнымалы ток түрлендіруді, күн батареясының жұмысын оңтайландыруды және жүйені қорғауды қоса алғанда, бірнеше функцияларды орындайды. Бұл функциялар автоматты түрде жұмыс істеуді және өшіруді, қуатты максималды бақылауды, кедергіге қарсы (электр желісіне қосылған жүйелер үшін), кернеуді автоматты реттеуді (торға қосылған жүйелер үшін), тұрақты токты анықтауды (торға қосылған жүйелер үшін) және тұрақты токты жерді анықтауды қамтиды. желіге қосылған жүйелер үшін). Автоматты жұмыс пен өшіру функциясын және максималды қуатты бақылау функциясын қысқаша қарастырайық. 1) Автоматты жұмыс және өшіру функциясы Таңертең күн шыққаннан кейін күн радиациясының қарқындылығы бірте-бірте артады, ал күн батареяларының өнімділігі сәйкесінше артады. Инверторға қажетті шығыс қуатына жеткенде инвертор автоматты түрде жұмыс істей бастайды. Жұмысқа кіргеннен кейін түрлендіргіш күн батареясының құрамдас бөліктерінің шығыс қуатын инвертор талап ететін шығыс қуатынан жоғары болғанша, инвертор үнемі жұмыс істей береді; күн батқанша, тіпті жаңбырлы болса да Инвертор да жұмыс істейді. Күн батареясының модулінің шығысы кішірейген кезде және инвертордың шығысы 0-ге жақын болғанда, инвертор күту күйін қалыптастырады. 2) Максималды қуатты бақылауды басқару функциясы Күн батареясының модулінің шығысы күн радиациясының қарқындылығына және күн батареясының модулінің температурасына (чип температурасы) байланысты өзгереді. Сонымен қатар, күн батареясының модулі токтың ұлғаюымен кернеу төмендейтін сипаттамаға ие болғандықтан, максималды қуатты алуға болатын оңтайлы жұмыс нүктесі бар. Күн радиациясының қарқындылығы өзгереді, ең жақсы жұмыс нүктесі де өзгеретіні анық. Осы өзгерістерге қатысты күн батареясының модулінің жұмыс нүктесі әрқашан максималды қуат нүктесінде болады және жүйе әрқашан күн батареясының модулінен максималды қуат шығысын алады. Басқарудың бұл түрі қуатты бақылаудың максималды бақылауы болып табылады. Күн энергиясын өндіру жүйесінде қолданылатын инвертордың ең үлкен ерекшелігі - максималды қуат нүктесін бақылау (MPPT) функциясы. Фотоэлектрлік инвертордың негізгі техникалық көрсеткіштері 1. Шығу кернеуінің тұрақтылығы Фотоэлектрлік жүйеде күн батареясы өндіретін электр энергиясы алдымен батареяда сақталады, содан кейін инвертор арқылы 220 В немесе 380 В айнымалы токқа айналады. Дегенмен, аккумуляторға өзінің заряды мен разряды әсер етеді және оның шығыс кернеуі үлкен диапазонда өзгереді. Мысалы, номиналды 12 В аккумулятордың кернеу мәні 10,8 және 14,4 В арасында өзгеруі мүмкін (осы диапазоннан асып кету батареяға зақым келтіруі мүмкін). Білікті түрлендіргіш үшін кіріс терминалының кернеуі осы диапазонда өзгерген кезде оның тұрақты күйдегі шығыс кернеуінің өзгеруі Plusmn аспауы керек; номиналды мәннің 5%. Бұл ретте жүктеме кенет өзгерген кезде оның шығыс кернеуінің ауытқуы номиналды мәннен ±10% аспауы керек. 2. Шығу кернеуінің толқын пішінінің бұрмалануы Синусолиздік инверторлар үшін толқын пішінінің максималды рұқсат етілген бұрмалануы (немесе гармоникалық мазмұны) көрсетілуі керек. Ол әдетте шығыс кернеуінің толқын пішінінің жалпы бұрмалануымен көрсетіледі және оның мәні 5% аспауы керек (бір фазалы шығыс үшін 10% рұқсат етіледі). Инвертордың жоғары ретті гармоникалық ток шығысы индуктивті жүктемедегі құйынды токтар сияқты қосымша шығындарды тудыратындықтан, инвертордың толқын пішінінің бұрмалануы тым үлкен болса, бұл жүктеме компоненттерінің қатты қызып кетуіне әкеледі, бұл электр жабдықтарының қауіпсіздігіне және жүйеге елеулі әсер етеді. жұмыс тиімділігі. 3. Номиналды шығыс жиілігі Кір жуғыш машиналар, тоңазытқыштар және т.б. сияқты қозғалтқыштарды қоса алғанда, қозғалтқыштардың оңтайлы жиілік жұмыс нүктесі 50 Гц болғандықтан, тым жоғары немесе тым төмен жиіліктер жабдықтың қызып кетуіне әкеліп соғады, жүйенің жұмыс тиімділігі мен қызмет ету мерзімін қысқартады, сондықтан инвертордың шығыс жиілігі салыстырмалы түрде тұрақты мән болуы керек, әдетте қуат жиілігі 50 Гц және қалыпты жұмыс жағдайында оның ауытқуы Plusmn;l% шегінде болуы керек. 4. Жүктеменің қуат коэффициенті Индуктивті жүктеме немесе сыйымдылық жүктемесі бар инвертордың қабілетін сипаттаңыз. Синусолиздік түрлендіргіштің жүктеме қуат коэффициенті 0,7~0,9, ал номиналды мәні 0,9. Белгілі бір жүктеме қуаты жағдайында инвертордың қуат коэффициенті төмен болса, қажетті инвертордың сыйымдылығы артады. Бір жағынан, құны артады, сонымен бірге фотоэлектрлік жүйенің айнымалы ток тізбегінің көрінетін қуаты артады. Ток күшейген сайын шығын сөзсіз артады, жүйенің тиімділігі де төмендейді. 5. Инвертордың тиімділігі Инвертордың ПӘК-і оның шығыс қуатының белгіленген жұмыс жағдайында кіріс қуатына қатынасын білдіреді, пайызбен көрсетіледі. Жалпы, фотоэлектрлік түрлендіргіштің номиналды тиімділігі таза кедергі жүктемесін білдіреді. 80% жүктеме жағдайында тиімділік. Фотоэлектрлік жүйенің жалпы құны жоғары болғандықтан, жүйенің құнын төмендету және фотоэлектрлік жүйенің өзіндік құнын жақсарту үшін фотоэлектрлік инвертордың тиімділігін барынша арттыру керек. Қазіргі уақытта негізгі инверторлардың номиналды тиімділігі 80% -дан 95% -ға дейін, ал аз қуатты инверторлардың ПӘК 85% -дан кем болмауы талап етіледі. Фотоэлектрлік жүйені нақты жобалау процесінде жоғары тиімділік түрлендіргішін таңдап қана қоймай, сонымен қатар фотоэлектрлік жүйенің жүктемесін мүмкіндігінше ең жақсы тиімділік нүктесіне жақын жұмыс істеуі үшін жүйенің ақылға қонымды конфигурациясын пайдалану керек. . 6. Номиналды шығыс тогы (немесе номиналды шығыс қуаты) Белгіленген жүктеме қуат коэффициенті диапазонында түрлендіргіштің номиналды шығыс тогын көрсетеді. Кейбір инверторлық өнімдер номиналды шығыс қуатын береді және оның бірлігі VA немесе кВА-да көрсетіледі. Инвертордың номиналды сыйымдылығы шығыс қуат коэффициенті 1 (яғни, таза резистивті жүктеме) болғанда номиналды шығыс кернеуі мен номиналды шығыс токының көбейтіндісі болып табылады. 7. Қорғау шаралары Өте жақсы өнімділікке ие инвертордың толық қорғаныс функциялары немесе инвертордың өзін және жүйенің басқа құрамдастарын зақымданудан қорғау үшін нақты пайдалану кезінде пайда болатын әртүрлі әдеттен тыс жағдайлармен күресу шаралары болуы керек. 1) Төмен кернеуден сақтандыру шотын енгізіңіз: Кіріс терминалының кернеуі номиналды кернеудің 85% төмен болғанда, түрлендіргіште қорғаныс және дисплей болуы керек. 2) Кіріс асқын кернеуден қорғағыш: Кіріс терминалының кернеуі номиналды кернеудің 130% жоғары болғанда, түрлендіргіште қорғаныс және дисплей болуы керек. 3) артық токтан қорғау: Инвертордың асқын токтан қорғанысы жүктеме қысқа тұйықталу кезінде немесе ток рұқсат етілген мәннен асып кеткенде, оның асқын кернеуден зақымдануын болдырмас үшін дер кезінде әрекет етуді қамтамасыз етуі керек. Жұмыс тогы номиналды мәннен 150% асқанда, түрлендіргіш автоматты түрде қорғай алуы керек. 4) шығыс қысқа тұйықталудан қорғау Инвертордың қысқа тұйықталудан қорғау әрекетінің уақыты 0,5 с аспауы керек. 5) Кірістің кері полярлық қорғанысы: Кіріс терминалының оң және теріс полюстері ауыстырылған кезде, түрлендіргіште қорғаныс функциясы және дисплей болуы керек. 6) найзағайдан қорғау: Инвертордың найзағайдан қорғанысы болуы керек. 7) Жоғары температурадан қорғау және т.б. Бұдан басқа, кернеуді тұрақтандыру шаралары жоқ инверторлар үшін инверторда жүктемені асқын кернеудің зақымдануынан қорғау үшін шығыс асқын кернеуден қорғау шаралары болуы керек. 8. Бастапқы сипаттамалар Инвертордың жүктемемен іске қосылу қабілетін және динамикалық жұмыс кезінде өнімділігін сипаттау. Инвертор номиналды жүктеме кезінде сенімді іске қосуды қамтамасыз етуі керек. 9. Шу Трансформаторлар, сүзгі индукторлары, электромагниттік ажыратқыштар және қуатты электронды жабдықтағы желдеткіштер сияқты компоненттер шу шығарады. Инвертор қалыпты жұмыс істеп тұрған кезде оның шуы 80дБ, ал шағын инвертордың шуы 65дБ аспауы керек. Күн инверторларын таңдау дағдылары