kas ir saules invertors?

Pasaulei virzoties uz priekšu, tiecoties pēc ilgtspējīgiem un tīriem enerģijas risinājumiem, saules enerģija ir kļuvusi par līderi cīņā pret zaļāku nākotni. Izmantojot bagātīgo un atjaunojamo saules enerģiju, saules fotoelektriskās (PV) sistēmas ir guvušas plašu popularitāti, paverot ceļu ievērojamai transformācijai elektroenerģijas ražošanas veidā. Katras saules PV sistēmas pamatā ir būtiska sastāvdaļa, kas ļauj pārvērst saules gaismu izmantojamā enerģijā:saules invertors. Darbojoties kā tilts starp saules paneļiem un elektrisko tīklu, saules enerģijas invertori spēlē būtisku lomu efektīvai saules enerģijas izmantošanā. Izpratne par to darbības principu un to dažādo veidu izpēte ir galvenais, lai izprastu aizraujošo saules enerģijas pārveidošanas mehāniku. Hvai ASolārsInverterWork? Saules invertors ir elektroniska ierīce, kas pārvērš saules paneļu saražoto līdzstrāvas (DC) elektroenerģiju maiņstrāvas (AC) elektroenerģijā, ko var izmantot sadzīves tehnikas barošanai un ievadīt elektriskajā tīklā. Saules invertora darbības principu var iedalīt trīs galvenajos posmos: pārveidošana, vadība un izvade. Reklāmguvums: Saules invertors vispirms saņem līdzstrāvas elektroenerģiju, ko rada saules paneļi. Šī līdzstrāvas elektroenerģija parasti ir mainīga sprieguma veidā, kas mainās atkarībā no saules gaismas intensitātes. Invertora galvenais uzdevums ir pārveidot šo mainīgo līdzstrāvas spriegumu par stabilu maiņstrāvas spriegumu, kas piemērots patēriņam. Pārveidošanas process ietver divus galvenos komponentus: jaudas elektronisko slēdžu komplektu (parasti izolētu vārtu bipolāru tranzistoru vai IGBT) un augstfrekvences transformatoru. Slēdži ir atbildīgi par ātru līdzstrāvas sprieguma ieslēgšanu un izslēgšanu, radot augstfrekvences impulsa signālu. Pēc tam transformators paaugstina spriegumu līdz vajadzīgajam maiņstrāvas sprieguma līmenim. Kontrole: Saules invertora vadības posms nodrošina, ka pārveidošanas process darbojas efektīvi un droši. Tas ietver sarežģītu vadības algoritmu un sensoru izmantošanu dažādu parametru uzraudzībai un regulēšanai. Dažas svarīgas kontroles funkcijas ietver: a. Maksimālā jaudas punkta izsekošana (MPPT): Saules paneļiem ir optimālais darbības punkts, ko sauc par maksimālo jaudas punktu (MPP), kur tie rada maksimālo jaudu noteiktai saules gaismas intensitātei. MPPT algoritms nepārtraukti pielāgo saules paneļu darbības punktu, lai maksimāli palielinātu jaudu, izsekojot MPP. b. Sprieguma un frekvences regulēšana: Invertora vadības sistēma uztur stabilu maiņstrāvas izejas spriegumu un frekvenci, parasti ievērojot komunālo tīklu standartus. Tas nodrošina savietojamību ar citām elektriskām ierīcēm un nodrošina netraucētu integrāciju ar tīklu. c. Tīkla sinhronizācija: ar tīklu savienoti saules enerģijas invertori sinhronizē maiņstrāvas izejas fāzi un frekvenci ar komunālo tīklu. Šī sinhronizācija ļauj invertora pārpalikuma enerģijas padevei atpakaļ tīklā vai paņemt enerģiju no tīkla, ja saules enerģijas ražošana ir nepietiekama. Izvade: Pēdējā posmā saules invertors piegādā pārveidoto maiņstrāvas elektroenerģiju elektriskajām slodzēm vai tīklam. Izvadi var izmantot divos veidos: a. Tīkla vai tīklam piesaistītas sistēmas: ar tīklu saistītās sistēmās saules enerģijas pārveidotājs pievada maiņstrāvas elektroenerģiju tieši komunālajā tīklā. Tas samazina atkarību no fosilā kurināmā spēkstacijām un ļauj veikt neto uzskaiti, kur dienas laikā saražoto elektroenerģijas pārpalikumu var ieskaitīt un izmantot zemas saules enerģijas ražošanas periodos. b. Sistēmas ārpus tīkla: ārpus tīkla esošajās sistēmās saules enerģijas pārveidotājs uzlādē akumulatora banku papildus strāvas padevei elektriskajām slodzēm. Baterijas uzglabā lieko saules enerģiju, ko var izmantot zemas saules enerģijas ražošanas laikā vai naktī, kad saules paneļi neražo elektrību. Saules invertoru īpašības: Efektivitāte: Saules invertori ir paredzēti darbam ar augstu efektivitāti, lai maksimāli palielinātu saules PV sistēmas enerģijas atdevi. Augstāka efektivitāte nodrošina mazāku enerģijas zudumu konversijas procesā, nodrošinot lielāku saules enerģijas daļu efektīvi izmantotu. Jaudas izvade: Saules invertori ir pieejami dažādās jaudas kategorijās, sākot no mazām dzīvojamajām sistēmām līdz liela mēroga komerciālām iekārtām. Lai sasniegtu optimālu veiktspēju, invertora jauda ir atbilstoši jāsaskaņo ar saules paneļu jaudu. Izturība un uzticamība: Saules enerģijas invertori ir pakļauti dažādiem vides apstākļiem, tostarp temperatūras svārstībām, mitrumam un iespējamiem elektriskiem pārspriegumiem. Tāpēc invertori jābūvē no izturīgiem materiāliem un jākonstruē tā, lai tie izturētu šos apstākļus, nodrošinot ilgtermiņa uzticamību. Uzraudzība un komunikācija: Daudzi mūsdienu saules enerģijas invertori ir aprīkoti ar uzraudzības sistēmām, kas lietotājiem ļauj izsekot savas saules PV sistēmas veiktspējai. Daži invertori var sazināties arī ar ārējām ierīcēm un programmatūras platformām, nodrošinot reāllaika datus un nodrošinot attālo uzraudzību un vadību. Drošības līdzekļi: Saules invertori ietver dažādas drošības funkcijas, lai aizsargātu gan sistēmu, gan personas, kas ar to strādā. Šīs funkcijas ietver aizsardzību pret pārspriegumu, aizsardzību pret pārspriegumu, zemes defektu noteikšanu un aizsardzību pret nolaišanos, kas neļauj invertoram barot elektrotīklā strāvas padeves pārtraukumu laikā. Saules invertora klasifikācija pēc jaudas novērtējuma PV invertorus, kas pazīstami arī kā saules invertori, var iedalīt dažādos veidos, pamatojoties uz to dizainu, funkcionalitāti un pielietojumu. Izpratne par šīm klasifikācijām var palīdzēt izvēlēties piemērotāko invertoru konkrētai saules PV sistēmai. Tālāk ir norādīti galvenie PV invertoru veidi, kas klasificēti pēc jaudas līmeņa: Invertors atbilstoši jaudas līmenim: galvenokārt sadalīts sadalītā invertorā (stīgu invertors un mikroinvertors), centralizēts invertors String Inverters: Stīgu invertori ir visbiežāk izmantotais PV invertoru veids dzīvojamās un komerciālās saules enerģijas iekārtās, tie ir paredzēti, lai apstrādātu vairākus virknē savienotus saules paneļus, veidojot "virkni". PV virkne (1-5kw) ir kļuvusi par mūsdienās populārāko invertoru starptautiskajā tirgū, izmantojot invertoru ar maksimālās jaudas maksimuma izsekošanu līdzstrāvas pusē un paralēlu tīkla savienojumu maiņstrāvas pusē. Saules paneļu saražotā līdzstrāvas elektroenerģija tiek ievadīta stīgu invertorā, kas to pārvērš maiņstrāvas elektroenerģijā tūlītējai lietošanai vai eksportēšanai uz tīklu. Stīgu invertori ir pazīstami ar savu vienkāršību, izmaksu efektivitāti un vieglu uzstādīšanu. Tomēr visas virknes veiktspēja ir atkarīga no paneļa ar zemāko veiktspēju, kas var ietekmēt kopējo sistēmas efektivitāti. Mikroinvertori: Mikroinvertori ir mazi invertori, kas tiek uzstādīti uz katra atsevišķa saules paneļa PV sistēmā. Atšķirībā no stīgu invertoriem, mikroinvertori pārvērš līdzstrāvas elektroenerģiju maiņstrāvā tieši paneļa līmenī. Šis dizains ļauj katram panelim darboties neatkarīgi, optimizējot sistēmas kopējo enerģijas jaudu. Mikroinvertori piedāvā vairākas priekšrocības, tostarp paneļa līmeņa maksimālā jaudas punkta izsekošanu (MPPT), uzlabotu sistēmas veiktspēju ēnotos vai nesaskaņotos paneļos, paaugstinātu drošību zemāka līdzstrāvas sprieguma dēļ un detalizētu atsevišķu paneļu veiktspējas uzraudzību. Tomēr jāņem vērā augstākas sākotnējās izmaksas un iespējamā uzstādīšanas sarežģītība. Centralizēti invertori: Centralizētus invertorus, kas pazīstami arī kā liela mēroga vai komunālo pakalpojumu (> 10 kW) invertori, parasti izmanto liela mēroga saules PV iekārtās, piemēram, saules enerģijas fermās vai komerciālos saules enerģijas projektos. Šie invertori ir paredzēti, lai apstrādātu augstas līdzstrāvas jaudas ievadi no vairākām saules paneļu virknēm vai blokiem un pārveidotu tos maiņstrāvas strāvā savienojumam ar tīklu. Lielākā iezīme ir sistēmas lielā jauda un zemās izmaksas, taču, tā kā dažādu PV virkņu izejas spriegums un strāva bieži nav precīzi saskaņoti (īpaši, ja PV virknes ir daļēji noēnotas mākoņainības, ēnas, traipu utt.) , centralizēta invertora izmantošana novedīs pie zemākas invertēšanas procesa efektivitātes un zemākas elektriskās mājsaimniecības enerģijas. Centralizētajiem invertoriem parasti ir lielāka jauda salīdzinājumā ar citiem tipiem, sākot no vairākiem kilovatiem līdz vairākiem megavatiem. Tie ir uzstādīti centrālā vietā vai invertora stacijā, un tiem paralēli ir pievienotas vairākas saules paneļu virknes vai bloki. Ko dara saules invertors? Fotoelementu invertori nodrošina vairākas funkcijas, tostarp maiņstrāvas pārveidošanu, saules bateriju darbības optimizēšanu un sistēmas aizsardzību. Šīs funkcijas ietver automātisku darbību un izslēgšanu, maksimālās jaudas izsekošanas vadību, pretizslēgšanu (ar tīklu pieslēgtām sistēmām), automātisku sprieguma regulēšanu (tīklam pievienotām sistēmām), līdzstrāvas noteikšanu (tīklam pieslēgtām sistēmām) un līdzstrāvas zemējuma noteikšanu ( ar tīklu pieslēgtām sistēmām). Īsi izpētīsim automātiskās darbības un izslēgšanas funkciju un maksimālās jaudas izsekošanas vadības funkciju. 1) Automātiska darbība un izslēgšanas funkcija Pēc saullēkta no rīta saules starojuma intensitāte pakāpeniski palielinās, un attiecīgi palielinās saules bateriju jauda. Kad tiek sasniegta pārveidotājam nepieciešamā izejas jauda, ​​invertors sāk darboties automātiski. Pēc darbības uzsākšanas invertors visu laiku uzraudzīs saules bateriju komponentu izvadi, kamēr saules bateriju komponentu izejas jauda ir lielāka par invertora nepieciešamo izejas jaudu, invertors turpinās darboties; līdz saulriets apstājas, pat ja ir lietains Invertors arī darbojas. Kad saules baterijas moduļa jauda kļūst mazāka un invertora jauda ir tuvu 0, invertors izveidos gaidīšanas stāvokli. 2) Maksimālās jaudas izsekošanas kontroles funkcija Saules baterijas moduļa jauda mainās atkarībā no saules starojuma intensitātes un paša saules baterijas moduļa temperatūras (mikroshēmas temperatūras). Turklāt, tā kā saules baterijas modulim ir īpašība, ka, palielinoties strāvai, samazinās spriegums, tāpēc ir optimāls darbības punkts, kas var iegūt maksimālo jaudu. Saules starojuma intensitāte mainās, acīmredzot mainās arī labākais darba punkts. Saistībā ar šīm izmaiņām saules baterijas moduļa darbības punkts vienmēr ir maksimālā jaudas punktā, un sistēma vienmēr iegūst maksimālo jaudu no saules baterijas moduļa. Šāda veida vadība ir maksimālās jaudas izsekošanas vadība. Lielākā saules enerģijas ražošanas sistēmā izmantotā invertora īpašība ir maksimālā jaudas punkta izsekošanas (MPPT) funkcija. Fotoelektriskā invertora galvenie tehniskie rādītāji 1. Izejas sprieguma stabilitāte Fotoelektriskajā sistēmā saules bateriju radīto elektrisko enerģiju vispirms uzglabā akumulators un pēc tam caur invertoru pārvērš 220 V vai 380 V maiņstrāvā. Tomēr akumulatoru ietekmē tā uzlāde un izlāde, un tā izejas spriegums svārstās lielā diapazonā. Piemēram, nominālajam 12 V akumulatoram ir sprieguma vērtība, kas var svārstīties no 10,8 līdz 14,4 V (pārsniedzot šo diapazonu, var tikt bojāts akumulators). Kvalificētam invertoram, kad ieejas spailes spriegums mainās šajā diapazonā, tā līdzsvara stāvokļa izejas sprieguma svārstības nedrīkst pārsniegt Plusmn; 5% no nominālās vērtības. Tajā pašā laikā, pēkšņi mainoties slodzei, tā izejas sprieguma novirze nedrīkst pārsniegt ±10% virs nominālās vērtības. 2. Izejas sprieguma viļņu formas kropļojums Sinusoidālajiem invertoriem ir jānorāda maksimāli pieļaujamie viļņu formas kropļojumi (vai harmonikas saturs). To parasti izsaka ar izejas sprieguma kopējo viļņu formas kropļojumu, un tā vērtība nedrīkst pārsniegt 5% (vienfāzes izvadei ir atļauti 10%). Tā kā invertora augstas pakāpes harmoniskā strāva radīs papildu zudumus, piemēram, virpuļstrāvas uz induktīvās slodzes, ja invertora viļņu formas kropļojums ir pārāk liels, tas izraisīs nopietnu slodzes komponentu uzkaršanu, kas nav labvēlīga elektrisko iekārtu drošību un nopietni ietekmē sistēmu. darbības efektivitāte. 3. Nominālā izejas frekvence Slodzēm, ieskaitot motorus, piemēram, veļas mazgājamās mašīnas, ledusskapji utt., jo optimālais motoru frekvences darbības punkts ir 50 Hz, pārāk augstas vai pārāk zemas frekvences izraisīs iekārtas uzkaršanu, samazinot sistēmas darbības efektivitāti un kalpošanas laiku, tāpēc invertora izejas frekvencei jābūt relatīvi stabilai vērtībai, parasti jaudas frekvencei 50 Hz, un tās novirzei normālos darba apstākļos jābūt plusmn;l% robežās. 4. Slodzes jaudas koeficients Raksturojiet invertora spēju ar induktīvo slodzi vai kapacitatīvo slodzi. Sinusoidālā viļņa invertora slodzes jaudas koeficients ir 0,7–0,9, un nominālā vērtība ir 0,9. Noteiktas slodzes jaudas gadījumā, ja invertora jaudas koeficients ir zems, vajadzīgā invertora jauda palielināsies. No vienas puses, pieaugs izmaksas, un tajā pašā laikā palielināsies fotoelektriskās sistēmas maiņstrāvas ķēdes šķietamā jauda. Pieaugot strāvai, zaudējumi neizbēgami palielināsies, kā arī samazināsies sistēmas efektivitāte. 5. Invertora efektivitāte Invertora efektivitāte attiecas uz tā izejas jaudas attiecību pret ieejas jaudu noteiktos darba apstākļos, kas izteikta procentos. Kopumā fotoelektriskā invertora nominālā efektivitāte attiecas uz tīru pretestības slodzi. 80% slodzes efektivitātes apstākļos. Tā kā fotogalvaniskās sistēmas kopējās izmaksas ir augstas, fotoelektriskā invertora efektivitāte ir jāpalielina, lai samazinātu sistēmas izmaksas un uzlabotu fotoelektriskās sistēmas izmaksu veiktspēju. Pašlaik galveno invertoru nominālā efektivitāte ir no 80% līdz 95%, un mazjaudas invertoru efektivitātei ir jābūt ne mazākai par 85%. Faktiskajā fotoelektriskās sistēmas projektēšanas procesā ir jāizvēlas ne tikai augstas efektivitātes invertors, bet arī jāizmanto saprātīga sistēmas konfigurācija, lai fotogalvaniskās sistēmas slodze darbotos pēc iespējas tuvāk vislabākajam efektivitātes punktam. . 6. Nominālā izejas strāva (vai nominālā izejas jauda) Norāda invertora nominālo izejas strāvu norādītajā slodzes jaudas koeficienta diapazonā. Daži invertora produkti dod nominālo izejas jaudu, un tā vienība ir izteikta VA vai kVA. Invertora nominālā jauda ir nominālā izejas sprieguma un nominālās izejas strāvas reizinājums, ja izejas jaudas koeficients ir 1 (tas ir, tīri pretestības slodze). 7. Aizsardzības pasākumi Invertoram ar izcilu veiktspēju ir jābūt arī pilnīgām aizsardzības funkcijām vai pasākumiem, lai risinātu dažādas neparastas situācijas, kas rodas faktiskās lietošanas laikā, lai pasargātu pašu invertoru un citas sistēmas sastāvdaļas no bojājumiem. 1) Ievadiet zemsprieguma apdrošināšanas kontu: Ja ieejas spailes spriegums ir zemāks par 85% no nominālā sprieguma, pārveidotājam ir jābūt aizsardzībai un displejam. 2) Ieejas pārsprieguma aizsargs: Ja ieejas spailes spriegums ir lielāks par 130% no nominālā sprieguma, pārveidotājam ir jābūt aizsardzībai un displejam. 3) Pārstrāvas aizsardzība: Invertora pārsprieguma aizsardzībai jāspēj nodrošināt savlaicīgu darbību, ja slodze ir īssavienota vai strāva pārsniedz pieļaujamo vērtību, lai novērstu pārsprieguma strāvas bojājumus. Ja darba strāva pārsniedz 150% no nominālās vērtības, pārveidotājam jāspēj automātiski aizsargāt. 4) izejas īssavienojuma aizsardzība Invertora īssavienojuma aizsardzības darbības laiks nedrīkst pārsniegt 0,5 s. 5) Ieejas apgrieztās polaritātes aizsardzība: Kad ievades spailes pozitīvie un negatīvie poli ir apgriezti, pārveidotājam ir jābūt aizsardzības funkcijai un displejam. 6) Zibensaizsardzība: Invertoram jābūt zibensaizsardzībai. 7) aizsardzība pret pārmērīgu temperatūru utt. Turklāt invertoriem bez sprieguma stabilizācijas pasākumiem invertoram jābūt arī izejas pārsprieguma aizsardzības pasākumiem, lai aizsargātu slodzi no pārsprieguma bojājumiem. 8. Starta raksturlielumi Raksturot invertora spēju startēt ar slodzi un veiktspēju dinamiskas darbības laikā. Invertoram jānodrošina uzticama palaišana pie nominālās slodzes. 9. Troksnis Tādas sastāvdaļas kā transformatori, filtru induktori, elektromagnētiskie slēdži un ventilatori jaudas elektroniskajās iekārtās radīs troksni. Kad invertors darbojas normāli, tā troksnis nedrīkst pārsniegt 80 dB, bet neliela invertora troksnis nedrīkst pārsniegt 65 dB. Saules invertoru izvēles prasmes