Pe măsură ce lumea avansează în căutarea soluțiilor de energie durabilă și curată, energia solară a apărut ca lider în cursa către un viitor mai verde. Valorificând energia abundentă și regenerabilă a soarelui, sistemele solare fotovoltaice (PV) au câștigat o popularitate pe scară largă, deschizând calea pentru o transformare remarcabilă a modului în care generăm electricitate. 
În centrul fiecărui sistem solar fotovoltaic se află o componentă crucială care permite conversia luminii solare în energie utilizabilă:invertor solar. Acționând ca punte între panourile solare și rețeaua electrică, invertoarele solare joacă un rol vital în utilizarea eficientă a energiei solare. Înțelegerea principiului lor de funcționare și explorarea diferitelor tipuri ale acestora este cheia pentru a înțelege mecanismele fascinante din spatele conversiei energiei solare. How ASolarIinvertorWork? Un invertor solar este un dispozitiv electronic care convertește energia electrică de curent continuu (DC) produsă de panourile solare în energie electrică de curent alternativ (AC) care poate fi folosită pentru alimentarea aparatelor de uz casnic și alimentată în rețeaua electrică. Principiul de funcționare al unui invertor solar poate fi împărțit în trei etape principale: conversie, control și ieșire. Conversie: Invertorul solar primește mai întâi electricitatea DC generată de panourile solare. Această electricitate DC este de obicei sub forma unei tensiuni fluctuante care variază în funcție de intensitatea luminii solare. Sarcina principală a invertorului este de a converti această tensiune DC variabilă într-o tensiune AC stabilă, adecvată pentru consum. Procesul de conversie implică două componente cheie: un set de comutatoare electronice de putere (de obicei tranzistoare bipolare cu poartă izolată sau IGBT) și un transformator de înaltă frecvență. Comutatoarele sunt responsabile pentru pornirea și oprirea rapidă a tensiunii DC, creând un semnal de impuls de înaltă frecvență. Apoi, transformatorul crește tensiunea la nivelul dorit de tensiune AC. Controla: Etapa de control a unui invertor solar asigură că procesul de conversie funcționează eficient și în siguranță. Aceasta implică utilizarea unor algoritmi și senzori de control sofisticați pentru a monitoriza și regla diferiți parametri. Unele funcții importante de control includ: o. Urmărirea punctului de putere maximă (MPPT): Panourile solare au un punct de funcționare optim numit punct de putere maximă (MPP), unde produc puterea maximă pentru o anumită intensitate a luminii solare. Algoritmul MPPT ajustează continuu punctul de funcționare al panourilor solare pentru a maximiza puterea de ieșire prin urmărirea MPP. b. Reglarea tensiunii și a frecvenței: Sistemul de control al invertorului menține o tensiune și o frecvență de ieșire AC stabilă, urmând de obicei standardele rețelei de utilități. Acest lucru asigură compatibilitatea cu alte dispozitive electrice și permite integrarea perfectă cu rețeaua. c. Sincronizarea rețelei: invertoarele solare conectate la rețea sincronizează faza și frecvența ieșirii AC cu rețeaua de utilități. Această sincronizare permite invertorului să alimenteze excesul de energie înapoi în rețea sau să extragă energie din rețea atunci când producția solară este insuficientă. Ieșire: În etapa finală, invertorul solar livrează electricitatea AC convertită la sarcinile electrice sau la rețea. Ieșirea poate fi utilizată în două moduri: o. Sisteme conectate la rețea sau conectate la rețea: În sistemele conectate la rețea, invertorul solar alimentează electricitatea AC direct în rețeaua de utilități. Acest lucru reduce dependența de centralele pe bază de combustibili fosili și permite contorizarea netă, în cazul în care excesul de electricitate generat în timpul zilei poate fi creditat și utilizat în perioadele de producție solară scăzută. b. Sisteme în afara rețelei: în sistemele în afara rețelei, invertorul solar încarcă un banc de baterii în plus față de furnizarea de energie a sarcinilor electrice. Bateriile stochează excesul de energie solară, care poate fi utilizată în perioadele de producție solară scăzută sau noaptea când panourile solare nu generează electricitate. Caracteristicile invertoarelor solare: Eficienţă: Invertoarele solare sunt proiectate să funcționeze cu o eficiență ridicată pentru a maximiza randamentul energetic al sistemului solar PV. O eficiență mai mare are ca rezultat o pierdere mai mică de energie în timpul procesului de conversie, asigurând că o proporție mai mare a energiei solare este utilizată eficient. Putere de ieșire: Invertoarele solare sunt disponibile în diferite puteri, de la sisteme rezidențiale mici până la instalații comerciale la scară largă. Puterea de ieșire a unui invertor ar trebui să fie corespunzator cu capacitatea panourilor solare pentru a obține o performanță optimă. Durabilitate și fiabilitate: Invertoarele solare sunt expuse la diferite condiții de mediu, inclusiv fluctuații de temperatură, umiditate și potențiale supratensiuni electrice. Prin urmare, invertoarele trebuie construite cu materiale robuste și proiectate să reziste acestor condiții, asigurând fiabilitatea pe termen lung. Monitorizare și comunicare: Multe invertoare solare moderne sunt echipate cu sisteme de monitorizare care permit utilizatorilor să urmărească performanța sistemului lor fotovoltaic solar. Unele invertoare pot comunica, de asemenea, cu dispozitive externe și platforme software, oferind date în timp real și permițând monitorizarea și controlul de la distanță. Caracteristici de siguranță: Invertoarele solare încorporează diverse caracteristici de siguranță pentru a proteja atât sistemul, cât și persoanele care lucrează cu acesta. Aceste caracteristici includ protecție la supratensiune, protecție la supracurent, detectarea defecțiunilor la pământ și protecție anti-insulare, care împiedică invertorul să alimenteze rețea în timpul întreruperilor de curent. Clasificarea invertoarelor solare în funcție de puterea nominală Invertoarele fotovoltaice, cunoscute și sub denumirea de invertoare solare, pot fi clasificate în diferite tipuri în funcție de design, funcționalitate și aplicație. Înțelegerea acestor clasificări poate ajuta la selectarea celui mai potrivit invertor pentru un anumit sistem solar fotovoltaic. Următoarele sunt principalele tipuri de invertoare fotovoltaice clasificate după nivelul de putere: Invertor în funcție de nivelul de putere: împărțit în principal în invertor distribuit (invertor și microinvertor), invertor centralizat Inversare șirei: Invertoarele string sunt tipul cel mai frecvent utilizat de invertoare fotovoltaice în instalațiile solare rezidențiale și comerciale, ele sunt concepute pentru a manipula mai multe panouri solare conectate în serie, formând un „șir”. Șirul fotovoltaic (1-5kw) a devenit cel mai popular invertor de pe piața internațională în zilele noastre printr-un invertor cu urmărire maximă a vârfului de putere pe partea de curent continuu și conexiune la rețea paralelă pe partea de curent alternativ. Electricitatea DC generată de panourile solare este alimentată în invertorul șir, care o transformă în electricitate AC pentru utilizare imediată sau pentru export în rețea. Invertoarele string sunt cunoscute pentru simplitatea, rentabilitatea și ușurința de instalare. Cu toate acestea, performanța întregului șir depinde de panoul cu cele mai slabe performanțe, ceea ce poate afecta eficiența generală a sistemului. Microinvertoare: Microinvertoarele sunt mici invertoare care sunt instalate pe fiecare panou solar individual dintr-un sistem fotovoltaic. Spre deosebire de invertoarele string, microinvertoarele convertesc electricitatea DC în AC chiar la nivelul panoului. Acest design permite fiecărui panou să funcționeze independent, optimizând producția totală de energie a sistemului. Microinvertoarele oferă mai multe avantaje, inclusiv urmărirea punctului de putere maximă la nivel de panou (MPPT), performanță îmbunătățită a sistemului în panourile umbrite sau nepotrivite, siguranță sporită datorită tensiunilor DC mai scăzute și monitorizarea detaliată a performanței individuale a panourilor. Cu toate acestea, costul inițial mai mare și complexitatea potențială a instalării sunt factori de luat în considerare. Invertoare centralizate: Invertoarele centralizate, cunoscute și sub denumirea de invertoare mari sau de utilitate (>10kW), sunt utilizate în mod obișnuit în instalațiile solare fotovoltaice la scară largă, cum ar fi fermele solare sau proiectele solare comerciale. Aceste invertoare sunt proiectate pentru a gestiona intrări de curent continuu ridicat de la mai multe șiruri sau rețele de panouri solare și să le transforme în curent alternativ pentru conectarea la rețea. Cea mai mare caracteristică este puterea mare și costul scăzut al sistemului, dar din moment ce tensiunea și curentul de ieșire ale diferitelor șiruri fotovoltaice nu sunt adesea potrivite exact (mai ales când șirurile fotovoltaice sunt parțial umbrite din cauza tulburării, umbrei, petelor etc.) , utilizarea invertorului centralizat va duce la o eficiență mai scăzută a procesului de inversare și la o energie electrică mai mică de uz casnic. Invertoarele centralizate au de obicei o capacitate de putere mai mare în comparație cu alte tipuri, variind de la câțiva kilowați la câțiva megawați. Acestea sunt instalate într-o locație centrală sau într-o stație de invertor, iar mai multe șiruri sau rețele de panouri solare sunt conectate la ele în paralel. Ce face un invertor solar? Invertoarele fotovoltaice servesc mai multe funcții, inclusiv conversia AC, optimizarea performanței celulelor solare și protecția sistemului. Aceste funcții cuprind funcționarea și oprirea automată, controlul urmăririi puterii maxime, anti-insulare (pentru sistemele conectate la rețea), ajustarea automată a tensiunii (pentru sistemele conectate la rețea), detectarea DC (pentru sistemele conectate la rețea) și detectarea pământului DC ( pentru sistemele conectate la rețea). Să explorăm pe scurt funcția de funcționare și oprire automată și funcția de control al urmăririi puterii maxime. 1) Funcție automată de funcționare și oprire După răsăritul soarelui dimineața, intensitatea radiației solare crește treptat, iar puterea celulelor solare crește în consecință. Când puterea de ieșire cerută de invertor este atinsă, invertorul începe să funcționeze automat. După intrarea în funcționare, invertorul va monitoriza ieșirea componentelor celulei solare tot timpul, atâta timp cât puterea de ieșire a componentelor celulei solare este mai mare decât puterea de ieșire cerută de invertor, invertorul va continua să funcționeze; până se oprește apusul, chiar dacă plouă Funcționează și invertorul. Când ieșirea modulului de celule solare devine mai mică și ieșirea invertorului este aproape de 0, invertorul va forma o stare de așteptare. 2) Funcția de control al urmăririi puterii maxime Puterea modulului de celule solare variază în funcție de intensitatea radiației solare și de temperatura modulului de celule solare în sine (temperatura cipului). In plus, deoarece modulul de celule solare are caracteristica ca tensiunea scade odata cu cresterea curentului, deci exista un punct optim de functionare care poate obtine puterea maxima. Intensitatea radiației solare se schimbă, evident că se schimbă și cel mai bun punct de lucru. În raport cu aceste modificări, punctul de funcționare al modulului de celule solare este întotdeauna la punctul de putere maximă, iar sistemul obține întotdeauna puterea maximă de ieșire de la modulul de celule solare. Acest tip de control este controlul de urmărire a puterii maxime. Cea mai mare caracteristică a invertorului utilizat în sistemul de generare a energiei solare este funcția de urmărire a punctului de putere maximă (MPPT). Principalii indicatori tehnici ai invertorului fotovoltaic 1. Stabilitatea tensiunii de ieșire În sistemul fotovoltaic, energia electrică generată de celula solară este mai întâi stocată de baterie, iar apoi convertită în curent alternativ de 220V sau 380V prin invertor. Cu toate acestea, bateria este afectată de propria încărcare și descărcare, iar tensiunea de ieșire variază într-un interval mare. De exemplu, bateria nominală de 12 V are o valoare a tensiunii care poate varia între 10,8 și 14,4 V (dincolo de acest interval poate cauza deteriorarea bateriei). Pentru un invertor calificat, atunci când tensiunea la borna de intrare se modifică în acest interval, variația tensiunii sale de ieșire în regim permanent nu trebuie să depășească Plusmn; 5% din valoarea nominală. În același timp, atunci când sarcina se modifică brusc, abaterea tensiunii de ieșire nu trebuie să depășească ±10% peste valoarea nominală. 2. Distorsiunea formei de undă a tensiunii de ieșire Pentru invertoarele cu undă sinusoidală, trebuie specificată distorsiunea maximă admisă a formei de undă (sau conținutul armonic). De obicei, este exprimată prin distorsiunea totală a formei de undă a tensiunii de ieșire, iar valoarea sa nu trebuie să depășească 5% (10% este permisă pentru ieșirea monofazată). Deoarece ieșirea curentului armonic de ordin înalt de către invertor va genera pierderi suplimentare, cum ar fi curenții turbionari la sarcina inductivă, dacă distorsiunea formei de undă a invertorului este prea mare, va provoca încălzirea gravă a componentelor sarcinii, ceea ce nu este propice pentru siguranța echipamentelor electrice și afectează grav sistemul. eficienta de functionare. 3. Frecvența nominală de ieșire Pentru încărcături, inclusiv motoare, cum ar fi mașini de spălat, frigidere etc., deoarece punctul optim de funcționare a frecvenței motoarelor este de 50 Hz, frecvențele prea înalte sau prea joase vor face ca echipamentul să se încălzească, reducând eficiența de funcționare și durata de viață a sistemului, deci frecvența de ieșire a invertorului ar trebui să fie o valoare relativ stabilă, de obicei frecvența de putere 50Hz, iar abaterea sa ar trebui să fie în intervalul Plusmn;l% în condiții normale de lucru. 4. Factorul de putere de încărcare Caracterizați capacitatea invertorului cu sarcină inductivă sau sarcină capacitivă. Factorul de putere de sarcină al invertorului cu undă sinusoidală este de 0,7 ~ 0,9, iar valoarea nominală este de 0,9. În cazul unei anumite puteri de sarcină, dacă factorul de putere al invertorului este scăzut, capacitatea invertorului necesar va crește. Pe de o parte, costul va crește și, în același timp, va crește puterea aparentă a circuitului AC al sistemului fotovoltaic. Pe măsură ce curentul crește, pierderea va crește inevitabil, iar eficiența sistemului va scădea și ea. 5. Eficiența invertorului Eficiența invertorului se referă la raportul dintre puterea sa de ieșire și puterea de intrare în condiții de lucru specificate, exprimat ca procent. În general, randamentul nominal al unui invertor fotovoltaic se referă la o sarcină pură de rezistență. În condiția de 80% eficiență a sarcinii. Deoarece costul total al sistemului fotovoltaic este ridicat, eficiența invertorului fotovoltaic ar trebui să fie maximizată pentru a reduce costul sistemului și pentru a îmbunătăți performanța costurilor sistemului fotovoltaic. În prezent, eficiența nominală a invertoarelor mainstream este între 80% și 95%, iar eficiența invertoarelor de putere redusă trebuie să fie nu mai mică de 85%. În procesul de proiectare propriu-zis al unui sistem fotovoltaic, nu numai că ar trebui să fie selectat un invertor de înaltă eficiență, ci și o configurație rezonabilă a sistemului trebuie utilizată pentru a face ca sarcina sistemului fotovoltaic să funcționeze în apropierea celui mai bun punct de eficiență cât mai mult posibil. . 6. Curentul nominal de ieșire (sau capacitatea nominală de ieșire) Indică curentul nominal de ieșire al invertorului în intervalul specificat al factorului de putere de sarcină. Unele produse cu invertor oferă capacitatea nominală de ieșire, iar unitatea sa este exprimată în VA sau kVA. Capacitatea nominală a invertorului este produsul dintre tensiunea nominală de ieșire și curentul nominal de ieșire atunci când factorul de putere de ieșire este 1 (adică sarcina pur rezistivă). 7. Măsuri de protecție Un invertor cu performanțe excelente ar trebui să aibă, de asemenea, funcții sau măsuri complete de protecție pentru a face față diferitelor situații anormale care apar în timpul utilizării efective, astfel încât să protejeze invertorul în sine și alte componente ale sistemului de deteriorare. 1) Introduceți contul de asigurare de subtensiune: Când tensiunea la borna de intrare este mai mică de 85% din tensiunea nominală, invertorul ar trebui să aibă protecție și afișaj. 2) Protector de supratensiune de intrare: Când tensiunea la borna de intrare este mai mare de 130% din tensiunea nominală, invertorul ar trebui să aibă protecție și afișaj. 3) Protecție la supracurent: Protecția la supracurent a invertorului ar trebui să poată asigura o acțiune în timp util atunci când sarcina este scurtcircuitată sau curentul depășește valoarea admisă, astfel încât să nu fie deteriorată de curentul de supratensiune. Când curentul de lucru depășește 150% din valoarea nominală, invertorul ar trebui să poată proteja automat. 4) protecție la scurtcircuit la ieșire Timpul de acțiune al protecției la scurtcircuit al invertorului nu trebuie să depășească 0,5 s. 5) Protecție de intrare inversă polaritate: Când polii pozitivi și negativi ai terminalului de intrare sunt inversați, invertorul ar trebui să aibă funcție de protecție și afișaj. 6) Protecție împotriva trăsnetului: Invertorul trebuie să aibă protecție împotriva trăsnetului. 7) Protecție la supratemperatură etc. În plus, pentru invertoarele fără măsuri de stabilizare a tensiunii, invertorul ar trebui să aibă și măsuri de protecție împotriva supratensiunii de ieșire pentru a proteja sarcina de deteriorarea supratensiunii. 8. Caracteristici de pornire Pentru a caracteriza capacitatea invertorului de a porni cu sarcină și performanța în timpul funcționării dinamice. Invertorul trebuie să asigure o pornire fiabilă sub sarcină nominală. 9. Zgomot Componentele precum transformatoarele, inductoarele de filtru, comutatoarele electromagnetice și ventilatoarele din echipamentele electronice de putere vor genera zgomot. Când invertorul funcționează normal, zgomotul său nu trebuie să depășească 80 dB, iar zgomotul unui invertor mic nu trebuie să depășească 65 dB. Abilități de selecție a invertoarelor solare
Ora postării: mai-08-2024