Terwijl de wereld vooruitgang boekt in haar streven naar duurzame en schone energieoplossingen, is zonne-energie uitgegroeid tot een koploper in de race naar een groenere toekomst. Door gebruik te maken van de overvloedige en hernieuwbare energie van de zon hebben fotovoltaïsche zonne-energiesystemen (PV) wijdverspreide populariteit verworven, waardoor de weg is vrijgemaakt voor een opmerkelijke transformatie in de manier waarop we elektriciteit opwekken. 
In het hart van elk zonne-PV-systeem ligt een cruciaal onderdeel dat de omzetting van zonlicht in bruikbare energie mogelijk maakt: deomvormer voor zonne-energie. Zonne-omvormers fungeren als brug tussen de zonnepanelen en het elektriciteitsnet en spelen een cruciale rol bij het efficiënt gebruik van zonne-energie. Het begrijpen van hun werkingsprincipe en het verkennen van hun verschillende typen is de sleutel tot het begrijpen van de fascinerende mechanismen achter de conversie van zonne-energie. Hhoezo ASolarInverterWork? Een omvormer voor zonne-energie is een elektronisch apparaat dat de door zonnepanelen geproduceerde gelijkstroom (DC) elektriciteit omzet in wisselstroom (AC) die kan worden gebruikt om huishoudelijke apparaten van stroom te voorzien en aan het elektriciteitsnet kan worden geleverd. Het werkingsprincipe van een omvormer voor zonne-energie kan worden onderverdeeld in drie hoofdfasen: conversie, regeling en output. Conversie: De omvormer voor zonne-energie ontvangt eerst de DC-elektriciteit die door de zonnepanelen wordt opgewekt. Deze gelijkstroomelektriciteit heeft doorgaans de vorm van een fluctuerende spanning die varieert met de intensiteit van het zonlicht. De primaire taak van de omvormer is om deze variabele gelijkspanning om te zetten in een stabiele, voor verbruik geschikte wisselspanning. Het conversieproces omvat twee belangrijke componenten: een reeks elektronische vermogensschakelaars (meestal bipolaire transistors met geïsoleerde poort of IGBT's) en een hoogfrequente transformator. De schakelaars zijn verantwoordelijk voor het snel in- en uitschakelen van de gelijkspanning, waardoor een hoogfrequent pulssignaal ontstaat. De transformator verhoogt vervolgens de spanning naar het gewenste wisselspanningsniveau. Controle: De controlefase van een omvormer voor zonne-energie zorgt ervoor dat het conversieproces efficiënt en veilig verloopt. Het omvat het gebruik van geavanceerde besturingsalgoritmen en sensoren om verschillende parameters te bewaken en te reguleren. Enkele belangrijke controlefuncties zijn onder meer: A. Maximum Power Point Tracking (MPPT): Zonnepanelen hebben een optimaal werkingspunt, het maximum power point (MPP), waar ze het maximale vermogen produceren voor een bepaalde zonlichtintensiteit. Het MPPT-algoritme past voortdurend het werkpunt van de zonnepanelen aan om de vermogensopbrengst te maximaliseren door het MPP te volgen. B. Spannings- en frequentieregeling: Het besturingssysteem van de omvormer handhaaft een stabiele AC-uitgangsspanning en -frequentie, doorgaans volgens de normen van het elektriciteitsnet. Dit garandeert compatibiliteit met andere elektrische apparaten en maakt een naadloze integratie met het elektriciteitsnet mogelijk. C. Netsynchronisatie: Op het elektriciteitsnet aangesloten zonne-energie-omvormers synchroniseren de fase en frequentie van de AC-uitvoer met het elektriciteitsnet. Door deze synchronisatie kan de omvormer overtollige stroom terugleveren aan het elektriciteitsnet of stroom onttrekken aan het elektriciteitsnet wanneer de productie van zonne-energie onvoldoende is. Uitgang: In de laatste fase levert de omvormer voor zonne-energie de omgezette AC-elektriciteit aan de elektrische verbruikers of aan het elektriciteitsnet. De output kan op twee manieren worden gebruikt: A. On-grid of netgekoppelde systemen: In netgekoppelde systemen voedt de omvormer voor zonne-energie de AC-elektriciteit rechtstreeks aan het openbare elektriciteitsnet. Dit vermindert de afhankelijkheid van elektriciteitscentrales op basis van fossiele brandstoffen en maakt nettometing mogelijk, waarbij overtollige elektriciteit die overdag wordt opgewekt, kan worden gecrediteerd en gebruikt tijdens perioden met een lage zonneproductie. B. Off-grid-systemen: In off-grid-systemen laadt de omvormer voor zonne-energie een batterijbank op en levert hij stroom aan de elektrische belastingen. De batterijen slaan overtollige zonne-energie op, die kan worden gebruikt in tijden van lage zonneproductie of 's nachts wanneer de zonnepanelen geen elektriciteit opwekken. Kenmerken van zonne-omvormers: Efficiëntie: Omvormers voor zonne-energie zijn ontworpen om met een hoog rendement te werken om de energieopbrengst van het PV-systeem te maximaliseren. Een hoger rendement resulteert in minder energieverlies tijdens het conversieproces, waardoor een groter deel van de zonne-energie effectief wordt benut. Vermogen: Omvormers voor zonne-energie zijn verkrijgbaar in verschillende vermogens, variërend van kleine residentiële systemen tot grootschalige commerciële installaties. Om optimale prestaties te bereiken, moet het vermogen van een omvormer op de juiste manier worden afgestemd op het vermogen van de zonnepanelen. Duurzaamheid en betrouwbaarheid: Omvormers voor zonne-energie worden blootgesteld aan wisselende omgevingsomstandigheden, waaronder temperatuurschommelingen, vochtigheid en mogelijke stroompieken. Daarom moeten omvormers worden gebouwd met robuuste materialen en ontworpen om deze omstandigheden te weerstaan, waardoor betrouwbaarheid op lange termijn wordt gegarandeerd. Monitoring en communicatie: Veel moderne omvormers voor zonne-energie zijn uitgerust met monitoringsystemen waarmee gebruikers de prestaties van hun PV-systeem kunnen volgen. Sommige omvormers kunnen ook communiceren met externe apparaten en softwareplatforms, waardoor ze realtime gegevens leveren en monitoring en controle op afstand mogelijk maken. Veiligheidsvoorzieningen: Omvormers voor zonne-energie bevatten verschillende veiligheidsvoorzieningen om zowel het systeem als de personen die ermee werken te beschermen. Deze functies omvatten onder meer overspanningsbeveiliging, overstroombeveiliging, aardfoutdetectie en anti-eilandbeveiliging, die voorkomt dat de omvormer tijdens stroomuitval stroom aan het elektriciteitsnet levert. Classificatie van zonne-omvormers op basis van vermogen PV-omvormers, ook wel zonne-omvormers genoemd, kunnen op basis van hun ontwerp, functionaliteit en toepassing in verschillende typen worden ingedeeld. Het begrijpen van deze classificaties kan helpen bij het selecteren van de meest geschikte omvormer voor een specifiek zonne-PV-systeem. Hieronder volgen de belangrijkste typen PV-omvormers, ingedeeld naar vermogensniveau: Omvormer volgens vermogensniveau: hoofdzakelijk verdeeld in gedistribueerde omvormer (stringomvormer en micro-omvormer), gecentraliseerde omvormer Tekenreeks omkereners: Stringomvormers zijn het meest gebruikte type PV-omvormers in residentiële en commerciële zonne-installaties. Ze zijn ontworpen om meerdere in serie geschakelde zonnepanelen te verwerken en zo een ‘string’ te vormen. De PV-reeks (1-5 kW) is tegenwoordig de populairste omvormer op de internationale markt geworden dankzij een omvormer met maximale vermogenspiektracking aan de DC-zijde en een parallelle netaansluiting aan de AC-zijde. De door de zonnepanelen opgewekte DC-elektriciteit wordt naar de stringomvormer gevoerd, die deze omzet in AC-elektriciteit voor onmiddellijk gebruik of voor export naar het elektriciteitsnet. Stringomvormers staan bekend om hun eenvoud, kosteneffectiviteit en installatiegemak. De prestaties van de hele string zijn echter afhankelijk van het laagst presterende paneel, wat van invloed kan zijn op de algehele systeemefficiëntie. Micro-omvormers: Micro-omvormers zijn kleine omvormers die op elk afzonderlijk zonnepaneel in een PV-systeem worden geïnstalleerd. In tegenstelling tot stringomvormers zetten micro-omvormers de gelijkstroom op paneelniveau om in wisselstroom. Dankzij dit ontwerp kan elk paneel onafhankelijk werken, waardoor de algehele energieopbrengst van het systeem wordt geoptimaliseerd. Micro-omvormers bieden verschillende voordelen, waaronder maximum power point tracking (MPPT) op paneelniveau, verbeterde systeemprestaties in beschaduwde of niet-overeenkomende panelen, verhoogde veiligheid door lagere gelijkspanningen en gedetailleerde monitoring van de prestaties van individuele panelen. De hogere initiële kosten en de potentiële complexiteit van de installatie zijn echter factoren waarmee rekening moet worden gehouden. Gecentraliseerde omvormers: Gecentraliseerde omvormers, ook wel grootschalige (>10kW) omvormers genoemd, worden vaak gebruikt in grootschalige zonne-PV-installaties, zoals zonneparken of commerciële zonne-energieprojecten. Deze omvormers zijn ontworpen om een hoog gelijkstroomvermogen van meerdere strings of reeksen zonnepanelen te verwerken en deze om te zetten in wisselstroom voor aansluiting op het elektriciteitsnet. Het grootste kenmerk is het hoge vermogen en de lage kosten van het systeem, maar aangezien de uitgangsspanning en stroom van verschillende PV-reeksen vaak niet exact op elkaar zijn afgestemd (vooral wanneer de PV-reeksen gedeeltelijk in de schaduw staan vanwege bewolking, schaduw, vlekken, enz.) , zal het gebruik van een gecentraliseerde omvormer leiden tot een lagere efficiëntie van het inverteringsproces en een lagere elektrische huishoudelijke energie. Gecentraliseerde omvormers hebben doorgaans een hogere vermogenscapaciteit in vergelijking met andere typen, variërend van enkele kilowatt tot enkele megawatt. Ze worden op een centrale locatie of op een inverterstation geïnstalleerd en er worden meerdere strings of reeksen zonnepanelen parallel op aangesloten. Wat doet een zonne-omvormer? Fotovoltaïsche omvormers hebben meerdere functies, waaronder AC-conversie, het optimaliseren van de prestaties van zonnecellen en systeembescherming. Deze functies omvatten automatische werking en uitschakeling, controle van het maximale vermogen, anti-islanding (voor op het elektriciteitsnet aangesloten systemen), automatische spanningsaanpassing (voor op het elektriciteitsnet aangesloten systemen), DC-detectie (voor op het elektriciteitsnet aangesloten systemen) en DC-aardingsdetectie ( voor netgekoppelde systemen). Laten we kort de automatische werkings- en uitschakelfunctie en de controlefunctie voor het volgen van het maximale vermogen onderzoeken. 1) Automatische bediening en uitschakelfunctie Na zonsopgang in de ochtend neemt de intensiteit van de zonnestraling geleidelijk toe en neemt de opbrengst van de zonnecellen dienovereenkomstig toe. Wanneer het door de omvormer benodigde uitgangsvermogen wordt bereikt, begint de omvormer automatisch te werken. Na het starten van de operatie zal de omvormer de output van de zonnecelcomponenten voortdurend controleren, zolang het uitgangsvermogen van de zonnecelcomponenten groter is dan het uitgangsvermogen dat de omvormer nodig heeft, zal de omvormer blijven werken; tot de zonsondergang stopt, ook als het regent. De omvormer werkt ook. Wanneer de output van de zonnecelmodule kleiner wordt en de output van de omvormer dichtbij 0 komt, zal de omvormer een standby-status vormen. 2) Controlefunctie voor het volgen van het maximale vermogen Het vermogen van de zonnecelmodule varieert afhankelijk van de intensiteit van de zonnestraling en de temperatuur van de zonnecelmodule zelf (chiptemperatuur). Omdat de zonnecelmodule bovendien de eigenschap heeft dat de spanning afneemt met het toenemen van de stroom, is er dus een optimaal werkingspunt waarop het maximale vermogen kan worden verkregen. De intensiteit van de zonnestraling verandert, uiteraard verandert ook het beste werkpunt. Ten opzichte van deze veranderingen ligt het bedrijfspunt van de zonnecelmodule altijd op het maximale vermogenspunt en haalt het systeem altijd het maximale vermogen uit de zonnecelmodule. Dit soort controle is de maximale controle over het volgen van het vermogen. Het grootste kenmerk van de omvormer die wordt gebruikt in het systeem voor de opwekking van zonne-energie is de functie van Maximum Power Point Tracking (MPPT). De belangrijkste technische indicatoren van fotovoltaïsche omvormers 1. Stabiliteit van de uitgangsspanning Bij het fotovoltaïsche systeem wordt de door de zonnecel opgewekte elektrische energie eerst opgeslagen door de batterij en vervolgens via de omvormer omgezet in wisselstroom van 220 V of 380 V. De batterij wordt echter beïnvloed door zijn eigen lading en ontlading, en de uitgangsspanning varieert binnen een groot bereik. De nominale accu van 12 V heeft bijvoorbeeld een spanningswaarde die kan variëren tussen 10,8 en 14,4 V (buiten dit bereik kan schade aan de accu ontstaan). Als bij een gekwalificeerde omvormer de ingangsklemspanning binnen dit bereik verandert, mag de variatie van de stabiele uitgangsspanning Plusmn niet overschrijden; 5% van de nominale waarde. Tegelijkertijd mag, wanneer de belasting plotseling verandert, de afwijking van de uitgangsspanning niet groter zijn dan ±10% boven de nominale waarde. 2. Golfvormvervorming van de uitgangsspanning Voor sinusomvormers moet de maximaal toegestane golfvormvervorming (of harmonische inhoud) worden gespecificeerd. Dit wordt gewoonlijk uitgedrukt door de totale golfvormvervorming van de uitgangsspanning, en de waarde ervan mag niet hoger zijn dan 5% (10% is toegestaan voor eenfasige uitvoer). Omdat de harmonische stroom van hoge orde door de omvormer extra verliezen zal genereren, zoals wervelstromen op de inductieve belasting, zal een ernstige verwarming van de belastingscomponenten, als de golfvormvervorming van de omvormer te groot is, ernstige verhitting van de belastingscomponenten veroorzaken, wat niet bevorderlijk is voor de veiligheid van elektrische apparatuur aantast en ernstige gevolgen heeft voor het systeem. operationele efficiëntie. 3. Nominale uitgangsfrequentie Voor belastingen inclusief motoren, zoals wasmachines, koelkasten, enz., aangezien het optimale frequentiewerkpunt van de motoren 50 Hz is, zullen te hoge of te lage frequenties ervoor zorgen dat de apparatuur opwarmt, waardoor de bedrijfsefficiëntie en levensduur van het systeem afnemen. dus de uitgangsfrequentie van de omvormer moet een relatief stabiele waarde hebben, meestal een netfrequentie van 50 Hz, en de afwijking ervan moet onder normale werkomstandigheden binnen Plusmn;l% liggen. 4. Arbeidsfactor laden Karakteriseer het vermogen van de omvormer met inductieve belasting of capacitieve belasting. De belastingsfactor van de sinusomvormer is 0,7 ~ 0,9 en de nominale waarde is 0,9. Bij een bepaald belastingsvermogen en als de arbeidsfactor van de omvormer laag is, zal de capaciteit van de benodigde omvormer toenemen. Aan de ene kant zullen de kosten stijgen, en tegelijkertijd zal het schijnbare vermogen van het AC-circuit van het fotovoltaïsche systeem toenemen. Naarmate de stroom toeneemt, zal het verlies onvermijdelijk toenemen en zal ook de systeemefficiëntie afnemen. 5. Omvormerefficiëntie Het rendement van de omvormer heeft betrekking op de verhouding tussen het uitgangsvermogen en het ingangsvermogen onder gespecificeerde werkomstandigheden, uitgedrukt als een percentage. Over het algemeen verwijst het nominale rendement van een fotovoltaïsche omvormer naar een zuivere weerstandsbelasting. Onder de voorwaarde van een belastingsefficiëntie van 80%. Omdat de totale kosten van het fotovoltaïsche systeem hoog zijn, moet de efficiëntie van de fotovoltaïsche omvormer worden gemaximaliseerd om de systeemkosten te verlagen en de kostenprestaties van het fotovoltaïsche systeem te verbeteren. Momenteel ligt het nominale rendement van reguliere omvormers tussen de 80% en 95%, en het rendement van omvormers met laag vermogen moet minimaal 85% zijn. Bij het daadwerkelijke ontwerpproces van een fotovoltaïsch systeem moet niet alleen een omvormer met hoog rendement worden geselecteerd, maar moet er ook een redelijke configuratie van het systeem worden gebruikt om de belasting van het fotovoltaïsche systeem zoveel mogelijk in de buurt van het beste efficiëntiepunt te laten werken. . 6. Nominale uitgangsstroom (of nominaal uitgangsvermogen) Geeft de nominale uitgangsstroom van de omvormer aan binnen het gespecificeerde bereik van de vermogensfactor voor de belasting. Sommige inverterproducten geven het nominale uitgangsvermogen weer en de eenheid ervan wordt uitgedrukt in VA of kVA. De nominale capaciteit van de omvormer is het product van de nominale uitgangsspanning en de nominale uitgangsstroom wanneer de uitgangsvermogensfactor 1 is (dat wil zeggen, puur resistieve belasting). 7. Beschermingsmaatregelen Een omvormer met uitstekende prestaties moet ook over volledige beveiligingsfuncties of -maatregelen beschikken om met verschillende abnormale situaties om te gaan die zich tijdens feitelijk gebruik voordoen, om zo de omvormer zelf en andere componenten van het systeem tegen schade te beschermen. 1) Voer de rekening voor de onderspanningsverzekering in: Wanneer de ingangsklemspanning lager is dan 85% van de nominale spanning, moet de omvormer bescherming en display hebben. 2) Ingangsoverspanningsbeveiliging: Wanneer de ingangsklemspanning hoger is dan 130% van de nominale spanning, moet de omvormer bescherming en display hebben. 3) Overstroombeveiliging: De overstroombeveiliging van de omvormer moet kunnen zorgen voor tijdige actie wanneer de belasting wordt kortgesloten of de stroom de toegestane waarde overschrijdt, om te voorkomen dat deze door de stootstroom wordt beschadigd. Wanneer de werkstroom 150% van de nominale waarde overschrijdt, moet de omvormer automatisch kunnen beschermen. 4) bescherming tegen kortsluiting aan de uitgang De kortsluitbeveiligingstijd van de omvormer mag niet langer zijn dan 0,5s. 5) Bescherming tegen omgekeerde polariteit: Wanneer de positieve en negatieve polen van de ingangsterminal zijn omgekeerd, moet de omvormer een beveiligingsfunctie en display hebben. 6) Bliksembeveiliging: De omvormer moet bliksembeveiliging hebben. 7) Bescherming tegen oververhitting, enz. Bovendien moet de omvormer bij omvormers zonder spanningsstabilisatiemaatregelen ook over maatregelen voor uitgangsoverspanningsbeveiliging beschikken om de belasting tegen overspanningsschade te beschermen. 8. Startkenmerken Karakteriseren van het vermogen van de omvormer om te starten met belasting en de prestaties tijdens dynamische werking. De omvormer moet een betrouwbare start onder nominale belasting garanderen. 9. Lawaai Componenten zoals transformatoren, filterinductoren, elektromagnetische schakelaars en ventilatoren in vermogenselektronica veroorzaken ruis. Wanneer de omvormer normaal werkt, mag het geluid niet hoger zijn dan 80 dB, en het geluid van een kleine omvormer mag niet hoger zijn dan 65 dB. Selectievaardigheden van zonne-omvormers
Posttijd: 08 mei 2024