Mens verden går fremover i jakten på bærekraftige og rene energiløsninger, har solenergi dukket opp som en frontløper i kampen mot en grønnere fremtid. Ved å utnytte den rikelige og fornybare energien fra solen, har solcelleanlegg (PV) fått stor popularitet, og banet vei for en bemerkelsesverdig transformasjon i måten vi genererer elektrisitet på. 
I hjertet av ethvert solcelleanlegg ligger en avgjørende komponent som muliggjør konvertering av sollys til brukbar energi:solenergi inverter. Solcelleomformere fungerer som broen mellom solcellepanelene og det elektriske nettet, og spiller en viktig rolle i effektiv utnyttelse av solenergi. Å forstå arbeidsprinsippet deres og utforske de forskjellige typene deres er nøkkelen til å forstå den fascinerende mekanikken bak solenergikonvertering. How gjør ASolarInverterWork? En solinverter er en elektronisk enhet som konverterer likestrøm (DC) elektrisitet produsert av solcellepaneler til vekselstrøm (AC) elektrisitet som kan brukes til å drive husholdningsapparater og mates inn i det elektriske nettet. Arbeidsprinsippet til en solenergiomformer kan deles inn i tre hovedtrinn: konvertering, kontroll og utgang. Omdannelse: Solinverteren mottar først DC-elektrisiteten generert av solcellepanelene. Denne DC-elektrisiteten er typisk i form av en svingende spenning som varierer med intensiteten til sollys. Omformerens primære oppgave er å konvertere denne variable likespenningen til en stabil AC-spenning egnet for forbruk. Konverteringsprosessen involverer to nøkkelkomponenter: et sett med kraftelektroniske brytere (vanligvis bipolare transistorer med isolert port eller IGBT) og en høyfrekvent transformator. Bryterne er ansvarlige for raskt å slå av og på likespenningen, og skape et høyfrekvent pulssignal. Transformatoren øker deretter spenningen til ønsket AC-spenningsnivå. Kontroll: Kontrolltrinnet til en solcelleinverter sikrer at konverteringsprosessen fungerer effektivt og sikkert. Det innebærer bruk av sofistikerte kontrollalgoritmer og sensorer for å overvåke og regulere ulike parametere. Noen viktige kontrollfunksjoner inkluderer: en. Maximum Power Point Tracking (MPPT): Solcellepaneler har et optimalt driftspunkt kalt maksimum effektpunkt (MPP), hvor de produserer maksimal effekt for en gitt sollysintensitet. MPPT-algoritmen justerer kontinuerlig driftspunktet til solcellepanelene for å maksimere kraftuttaket ved å spore MPP. b. Spennings- og frekvensregulering: Inverterens kontrollsystem opprettholder en stabil AC-utgangsspenning og -frekvens, typisk i henhold til standardene til strømnettet. Dette sikrer kompatibilitet med andre elektriske enheter og muliggjør sømløs integrasjon med nettet. c. Nettsynkronisering: Netttilkoblede solcelle-invertere synkroniserer fasen og frekvensen til AC-utgangen med strømnettet. Denne synkroniseringen gjør at omformeren kan mate overflødig strøm tilbake til nettet eller trekke strøm fra nettet når solenergiproduksjonen er utilstrekkelig. Produksjon: I det siste stadiet leverer solenergiomformeren den konverterte AC-strømmen til de elektriske lastene eller nettet. Utgangen kan brukes på to måter: en. On-Grid eller Grid-Tied Systems: I nett-bundne systemer, mater solcelleomformeren AC-elektrisiteten direkte inn i forsyningsnettet. Dette reduserer avhengigheten av kraftverk basert på fossilt brensel og gir mulighet for nettomåling, der overflødig elektrisitet generert i løpet av dagen kan krediteres og brukes i perioder med lav solcelleproduksjon. b. Off-grid-systemer: I off-grid-systemer lader solcelle-omformeren en batteribank i tillegg til å levere strøm til de elektriske lastene. Batteriene lagrer overflødig solenergi, som kan utnyttes i tider med lav solproduksjon eller om natten når solcellepanelene ikke genererer strøm. Egenskaper for solcelle-invertere: Effektivitet: Solcellevekselrettere er designet for å fungere med høy effektivitet for å maksimere energiutbyttet til solcelleanlegget. Høyere effektivitet gir mindre energitap under konverteringsprosessen, noe som sikrer at en større andel av solenergien utnyttes effektivt. Strømutgang: Solcellevekselrettere er tilgjengelige i forskjellige effektklasser, alt fra små boligsystemer til store kommersielle installasjoner. Effekten til en inverter bør være passende tilpasset kapasiteten til solcellepanelene for å oppnå optimal ytelse. Holdbarhet og pålitelighet: Solomformere utsettes for varierende miljøforhold, inkludert temperatursvingninger, fuktighet og potensielle elektriske overspenninger. Derfor bør omformere bygges med robuste materialer og utformet for å tåle disse forholdene, og sikre langsiktig pålitelighet. Overvåking og kommunikasjon: Mange moderne solcelleomformere er utstyrt med overvåkingssystemer som lar brukere spore ytelsen til solcelleanlegget sitt. Noen omformere kan også kommunisere med eksterne enheter og programvareplattformer, og gir sanntidsdata og muliggjør ekstern overvåking og kontroll. Sikkerhetsfunksjoner: Solcelleomformere har ulike sikkerhetsfunksjoner for å beskytte både systemet og personene som jobber med det. Disse funksjonene inkluderer overspenningsbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse, jordfeildeteksjon og anti-øybeskyttelse, som forhindrer omformeren i å mate strøm inn i nettet under strømbrudd. Solar inverter klassifisering etter effektklasse PV-invertere, også kjent som solcelle-invertere, kan klassifiseres i forskjellige typer basert på deres design, funksjonalitet og anvendelse. Å forstå disse klassifiseringene kan hjelpe deg med å velge den mest passende omformeren for et spesifikt solcelleanlegg. Følgende er hovedtypene PV-omformere klassifisert etter effektnivå: Inverter i henhold til effektnivå: hovedsakelig delt inn i distribuert inverter (string inverter & micro inverter), sentralisert inverter String Inverters: String-invertere er den mest brukte typen PV-invertere i bolig- og kommersielle solcelleinstallasjoner, de er designet for å håndtere flere solcellepaneler koblet i serie, og danner en "streng". PV-strengen (1-5kw) har blitt den mest populære omformeren på det internasjonale markedet i dag gjennom en inverter med maksimal effekttoppsporing på DC-siden og parallell nettforbindelse på AC-siden. DC-elektrisiteten som genereres av solcellepanelene mates inn i strenginverteren, som konverterer den til AC-elektrisitet for umiddelbar bruk eller for eksport til nettet. String-invertere er kjent for sin enkelhet, kostnadseffektivitet og enkle installasjon. Ytelsen til hele strengen er imidlertid avhengig av panelet med lavest ytelse, noe som kan påvirke den totale systemeffektiviteten. Mikro-omformere: Mikroinvertere er små invertere som installeres på hvert enkelt solcellepanel i et PV-anlegg. I motsetning til strenginvertere, konverterer mikroinvertere DC-elektrisiteten til AC rett på panelnivå. Denne utformingen gjør at hvert panel kan operere uavhengig, og optimalisere systemets totale energieffekt. Mikrovekselrettere tilbyr flere fordeler, inkludert MPPT-sporing på panelnivå, forbedret systemytelse i skyggelagte eller feiltilpassede paneler, økt sikkerhet på grunn av lavere likespenninger og detaljert overvåking av individuell panelytelse. Imidlertid er de høyere forhåndskostnadene og potensielle kompleksiteten til installasjonen faktorer å vurdere. Sentraliserte omformere: Sentraliserte vekselrettere, også kjent som vekselrettere i stor skala eller nytteskala (>10kW), brukes ofte i storskala solcelleanlegg, for eksempel solfarmer eller kommersielle solenergiprosjekter. Disse inverterne er designet for å håndtere høye likestrøminnganger fra flere strenger eller arrays av solcellepaneler og konvertere dem til vekselstrøm for nettilkobling. Den største funksjonen er den høye effekten og lave kostnadene til systemet, men siden utgangsspenningen og strømmen til forskjellige PV-strenger ofte ikke er nøyaktig matchet (spesielt når PV-strengene er delvis skyggelagt på grunn av uklarhet, skygge, flekker, etc.) , vil bruken av sentralisert inverter føre til lavere effektivitet av inverteringsprosessen og lavere elektrisk husholdningsenergi. Sentraliserte vekselrettere har vanligvis en høyere effektkapasitet sammenlignet med andre typer, alt fra flere kilowatt til flere megawatt. De er installert på et sentralt sted eller på en inverterstasjon, og flere strenger eller arrayer av solcellepaneler er koblet til dem parallelt. Hva gjør en solomformer? Fotovoltaiske omformere har flere funksjoner, inkludert AC-konvertering, optimalisering av solcelleytelse og systembeskyttelse. Disse funksjonene omfatter automatisk drift og avstengning, maksimal effektsporingskontroll, anti-øying (for netttilkoblede systemer), automatisk spenningsjustering (for netttilkoblede systemer), DC-deteksjon (for netttilkoblede systemer) og DC-jorddeteksjon ( for netttilkoblede systemer). La oss kort utforske funksjonen for automatisk drift og avstenging og kontrollfunksjonen for maksimal effekt. 1) Automatisk drift og avstengingsfunksjon Etter soloppgang om morgenen øker intensiteten av solstråling gradvis, og produksjonen av solceller øker tilsvarende. Når utgangseffekten som kreves av omformeren er nådd, begynner omformeren å kjøre automatisk. Etter å ha gått inn i driften vil omformeren overvåke utgangen til solcellekomponentene hele tiden, så lenge utgangseffekten til solcellekomponentene er større enn utgangseffekten som kreves av omformeren, vil omformeren fortsette å kjøre; til solnedgangen stopper, selv om det regner Inverteren fungerer også. Når utgangen til solcellemodulen blir mindre og utgangen til omformeren er nær 0, vil omformeren danne en standby-tilstand. 2) Kontrollfunksjon for maksimal effekt Utgangen til solcellemodulen varierer med intensiteten til solinnstrålingen og temperaturen på selve solcellemodulen (brikketemperatur). I tillegg, fordi solcellemodulen har den egenskapen at spenningen avtar med økningen av strømmen, så er det et optimalt driftspunkt som kan oppnå maksimal effekt. Intensiteten til solstråling endrer seg, åpenbart er det beste arbeidspunktet også i endring. I forhold til disse endringene er driftspunktet til solcellemodulen alltid på maksimalt effektpunkt, og systemet får alltid maksimal effekt fra solcellemodulen. Denne typen kontroll er den maksimale kraftsporingskontrollen. Den største funksjonen til omformeren som brukes i solenergigenereringssystemet er funksjonen til maksimal effektpunktsporing (MPPT). De viktigste tekniske indikatorene for fotovoltaisk omformer 1. Stabilitet av utgangsspenning I solcelleanlegget blir den elektriske energien som genereres av solcellen først lagret av batteriet, og deretter omdannet til 220V eller 380V vekselstrøm gjennom omformeren. Batteriet påvirkes imidlertid av sin egen ladning og utlading, og utgangsspenningen varierer i et stort område. For eksempel har det nominelle 12V-batteriet en spenningsverdi som kan variere mellom 10,8 og 14,4V (utover dette området kan det føre til skade på batteriet). For en kvalifisert omformer, når inngangsterminalspenningen endres innenfor dette området, bør variasjonen av dens steady-state utgangsspenning ikke overstige Plusmn; 5 % av merkeverdien. Samtidig, når lasten endres plutselig, bør utgangsspenningsavviket ikke overstige ±10 % over nominell verdi. 2. Bølgeformforvrengning av utgangsspenning For sinusbølgeomformere bør maksimalt tillatt bølgeformforvrengning (eller harmonisk innhold) spesifiseres. Det uttrykkes vanligvis av den totale bølgeformforvrengningen av utgangsspenningen, og verdien bør ikke overstige 5% (10% er tillatt for enfaseutgang). Siden den høye ordens harmoniske strømmen fra omformeren vil generere ytterligere tap som virvelstrømmer på den induktive lasten, hvis bølgeformforvrengningen til omformeren er for stor, vil det føre til alvorlig oppvarming av lastkomponentene, noe som ikke bidrar til sikkerheten til elektrisk utstyr og påvirker systemet alvorlig. driftseffektivitet. 3. Nominell utgangsfrekvens For belastninger inkludert motorer, som vaskemaskiner, kjøleskap, etc., siden det optimale frekvensdriftspunktet for motorene er 50Hz, vil for høye eller for lave frekvenser føre til at utstyret varmes opp, noe som reduserer systemets driftseffektivitet og levetid, så omformerens utgangsfrekvens bør være en relativt stabil verdi, vanligvis strømfrekvens 50Hz, og dens avvik bør være innenfor Plusmn;l% under normale arbeidsforhold. 4. Belastningseffektfaktor Karakteriser vekselretterens evne med induktiv belastning eller kapasitiv belastning. Lasteffektfaktoren til sinusbølgeomformeren er 0,7~0,9, og nominell verdi er 0,9. Ved en viss belastningseffekt, hvis effektfaktoren til omformeren er lav, vil kapasiteten til den nødvendige omformeren øke. På den ene siden vil kostnadene øke, og samtidig vil den tilsynelatende kraften til AC-kretsen til det solcelleanlegget øke. Når strømmen øker, vil tapet uunngåelig øke, og systemeffektiviteten vil også avta. 5. Inverter effektivitet Effektiviteten til omformeren refererer til forholdet mellom utgangseffekten og inngangseffekten under spesifiserte arbeidsforhold, uttrykt i prosent. Generelt refererer den nominelle effektiviteten til en fotovoltaisk omformer til en ren motstandsbelastning. Under betingelse av 80% belastningseffektivitet. Siden den totale kostnaden for det solcelleanlegget er høy, bør effektiviteten til den fotovoltaiske omformeren maksimeres for å redusere systemkostnadene og forbedre kostnadsytelsen til det solcelleanlegget. For tiden er den nominelle effektiviteten til mainstream-omformere mellom 80 % og 95 %, og effektiviteten til laveffekt-vekselrettere er pålagt å være ikke mindre enn 85 %. I selve designprosessen av et solcelleanlegg bør ikke bare en høyeffektiv omformer velges, men også en rimelig konfigurasjon av systemet bør brukes for å få belastningen til solcelleanlegget til å fungere nær det beste effektivitetspunktet så mye som mulig . 6. Nominell utgangsstrøm (eller nominell utgangskapasitet) Indikerer den nominelle utgangsstrømmen til omformeren innenfor det spesifiserte lasteffektfaktorområdet. Noen inverterprodukter gir den nominelle utgangskapasiteten, og enheten er uttrykt i VA eller kVA. Den nominelle kapasiteten til omformeren er produktet av den nominelle utgangsspenningen og den nominelle utgangsstrømmen når utgangseffektfaktoren er 1 (det vil si ren resistiv belastning). 7. Beskyttelsestiltak En omformer med utmerket ytelse bør også ha komplette beskyttelsesfunksjoner eller tiltak for å håndtere ulike unormale situasjoner som oppstår under faktisk bruk, for å beskytte selve omformeren og andre komponenter i systemet mot skade. 1) Skriv inn underspenningsforsikringskontoen: Når inngangsterminalspenningen er lavere enn 85 % av merkespenningen, bør omformeren ha beskyttelse og visning. 2) Inngangsoverspenningsbeskytter: Når inngangsterminalspenningen er høyere enn 130 % av merkespenningen, bør omformeren ha beskyttelse og visning. 3) Overstrømsbeskyttelse: Overstrømsbeskyttelsen til omformeren skal kunne sikre rettidig handling når lasten kortsluttes eller strømmen overstiger tillatt verdi, for å forhindre at den blir skadet av overspenningsstrømmen. Når arbeidsstrømmen overstiger 150 % av merkeverdien, skal omformeren kunne beskytte automatisk. 4) utgang kortslutning beskyttelse Kortslutningsbeskyttelsens handlingstid for omformeren bør ikke overstige 0,5 s. 5) Beskyttelse mot omvendt polaritet for inngang: Når de positive og negative polene til inngangsterminalen er reversert, skal omformeren ha beskyttelsesfunksjon og display. 6) Lynbeskyttelse: Inverteren bør ha lynbeskyttelse. 7) Overtemperaturbeskyttelse, etc. I tillegg, for vekselrettere uten spenningsstabiliseringstiltak, bør vekselretteren også ha utgangsoverspenningsbeskyttelse for å beskytte lasten mot overspenningsskader. 8. Startegenskaper For å karakterisere omformerens evne til å starte med belastning og ytelsen under dynamisk drift. Omformeren skal sikre pålitelig start under nominell belastning. 9. Støy Komponenter som transformatorer, filterinduktorer, elektromagnetiske brytere og vifter i kraftelektronisk utstyr vil generere støy. Når omformeren kjører normalt, bør støyen ikke overstige 80dB, og støyen fra en liten omformer bør ikke overstige 65dB. Utvalgsferdigheter for solcelleomformere
Innleggstid: mai-08-2024