inverter ya jua ni nini?

Wakati ulimwengu unaposonga mbele katika harakati zake za kutafuta suluhisho la nishati endelevu na safi, nishati ya jua imeibuka kama mtangulizi katika mbio za kuelekea mustakabali wa kijani kibichi. Kwa kutumia nishati nyingi na inayoweza kufanywa upya ya jua, mifumo ya nishati ya jua ya photovoltaic (PV) imepata umaarufu mkubwa, na hivyo kutengeneza njia ya mabadiliko ya ajabu katika njia ya sisi kuzalisha umeme. Katika moyo wa kila mfumo wa jua wa PV kuna sehemu muhimu inayowezesha ubadilishaji wa mwanga wa jua kuwa nishati inayoweza kutumika:inverter ya jua. Ikifanya kazi kama daraja kati ya paneli za jua na gridi ya umeme, vibadilishaji umeme vya jua vina jukumu muhimu katika utumiaji mzuri wa nishati ya jua. Kuelewa kanuni zao za kazi na kuchunguza aina zao mbalimbali ni muhimu kwa kuelewa mechanics ya kuvutia nyuma ya ubadilishaji wa nishati ya jua. Hje ASmafutaInverterWok? Kibadilishaji umeme cha jua ni kifaa cha kielektroniki kinachobadilisha umeme wa mkondo wa moja kwa moja (DC) unaozalishwa na paneli za jua kuwa umeme wa mkondo wa kupishana (AC) ambao unaweza kutumika kuwasha vifaa vya nyumbani na kuingizwa kwenye gridi ya umeme. Kanuni ya kazi ya inverter ya jua inaweza kugawanywa katika hatua tatu kuu: uongofu, udhibiti, na pato. Uongofu: Kibadilishaji cha jua kwanza hupokea umeme wa DC unaozalishwa na paneli za jua. Umeme huu wa DC kawaida huwa katika mfumo wa voltage inayobadilika ambayo inatofautiana kulingana na nguvu ya jua. Kazi ya msingi ya kibadilishaji umeme ni kubadilisha voltage hii ya DC inayobadilika kuwa voltage ya AC thabiti inayofaa matumizi. Mchakato wa uongofu unahusisha vipengele viwili muhimu: seti ya swichi za umeme za nguvu (kawaida transistors za bipolar za maboksi au IGBTs) na transfoma ya juu-frequency. Swichi zinawajibika kwa kubadili haraka na kuzima voltage ya DC, na kuunda ishara ya mapigo ya juu-frequency. Transfoma kisha huongeza voltage hadi kiwango cha voltage ya AC kinachohitajika. Udhibiti: Hatua ya udhibiti wa inverter ya jua inahakikisha kwamba mchakato wa uongofu unafanya kazi kwa ufanisi na kwa usalama. Inahusisha matumizi ya algorithms ya udhibiti wa kisasa na sensorer kufuatilia na kudhibiti vigezo mbalimbali. Baadhi ya vipengele muhimu vya udhibiti ni pamoja na: a. Upeo wa Ufuatiliaji wa Pointi za Nguvu (MPPT): Paneli za jua zina sehemu mojawapo ya kufanya kazi inayoitwa upeo wa nguvu wa juu (MPP), ambapo hutoa nguvu ya juu zaidi kwa mwangaza fulani wa jua. Kanuni za MPPT hurekebisha kila mara sehemu ya uendeshaji ya paneli za jua ili kuongeza utoaji wa nishati kwa kufuatilia MPP. b. Udhibiti wa Voltage na Masafa: Mfumo wa udhibiti wa kibadilishaji gia hudumisha voltage ya pato la AC na mzunguko, kwa kawaida kufuata viwango vya gridi ya matumizi. Hii inahakikisha utangamano na vifaa vingine vya umeme na inaruhusu ushirikiano usio na mshono na gridi ya taifa. c. Usawazishaji wa Gridi: Vibadilishaji umeme vya jua vilivyounganishwa na gridi husawazisha awamu na marudio ya pato la AC na gridi ya matumizi. Usawazishaji huu huwezesha kibadilishaji nguvu kurudisha nishati ya ziada kwenye gridi ya taifa au kuchora nishati kutoka kwa gridi ya taifa wakati uzalishaji wa jua hautoshi. Pato: Katika hatua ya mwisho, inverter ya jua hutoa umeme wa AC uliobadilishwa kwa mizigo ya umeme au gridi ya taifa. Pato linaweza kutumika kwa njia mbili: a. Mifumo ya Kwenye Gridi au Gridi: Katika mifumo iliyounganishwa na gridi ya taifa, kibadilishaji umeme cha jua hulisha umeme wa AC moja kwa moja kwenye gridi ya matumizi. Hii inapunguza utegemezi wa mitambo ya nishati inayotokana na mafuta na kuruhusu upimaji wa wavu, ambapo umeme wa ziada unaozalishwa wakati wa mchana unaweza kuhesabiwa na kutumiwa wakati wa vipindi vya chini vya uzalishaji wa jua. b. Mifumo ya Nje ya Gridi: Katika mifumo ya nje ya gridi ya taifa, kibadilishaji umeme cha jua huchaji benki ya betri pamoja na kusambaza nguvu kwa mizigo ya umeme. Betri huhifadhi nishati ya jua ya ziada, ambayo inaweza kutumika wakati wa uzalishaji mdogo wa jua au usiku wakati paneli za jua hazitengenezi umeme. Tabia za vibadilishaji vya jua: Ufanisi: Vibadilishaji umeme vya jua vimeundwa kufanya kazi kwa ufanisi wa juu ili kuongeza mavuno ya nishati ya mfumo wa jua wa PV. Ufanisi wa hali ya juu husababisha upotevu wa nishati kidogo wakati wa mchakato wa ubadilishaji, kuhakikisha kuwa sehemu kubwa ya nishati ya jua inatumiwa kwa ufanisi. Pato la Nguvu: Vibadilishaji umeme vya jua vinapatikana katika ukadiriaji mbalimbali wa nguvu, kuanzia mifumo midogo ya makazi hadi mitambo mikubwa ya kibiashara. Pato la nguvu la kibadilishaji kigeuzi linapaswa kuendana ipasavyo na uwezo wa paneli za jua ili kufikia utendakazi bora. Kudumu na Kuegemea: Vibadilishaji umeme vya jua vinakabiliwa na hali tofauti za mazingira, ikiwa ni pamoja na mabadiliko ya joto, unyevu, na uwezekano wa kuongezeka kwa umeme. Kwa hiyo, inverters inapaswa kujengwa kwa nyenzo zenye nguvu na iliyoundwa ili kukabiliana na hali hizi, kuhakikisha uaminifu wa muda mrefu. Ufuatiliaji na Mawasiliano: Vigeuzi vingi vya kisasa vya sola huja na mifumo ya ufuatiliaji ambayo inaruhusu watumiaji kufuatilia utendaji wa mfumo wao wa jua wa PV. Vigeuzi vingine vinaweza pia kuwasiliana na vifaa vya nje na majukwaa ya programu, kutoa data ya wakati halisi na kuwezesha ufuatiliaji na udhibiti wa mbali. Vipengele vya Usalama: Vibadilishaji umeme vya jua hujumuisha vipengele mbalimbali vya usalama ili kulinda mfumo na watu binafsi wanaofanya kazi nao. Vipengele hivi ni pamoja na ulinzi wa voltage kupita kiasi, ulinzi unaozidi kupita kiasi, ugunduzi wa hitilafu ardhini na ulinzi dhidi ya kisiwa, ambao huzuia kibadilishaji umeme kutoka kwa kuingiza nishati kwenye gridi ya taifa wakati wa kukatika kwa umeme. Uainishaji wa Kigeuzi cha Sola kwa Ukadiriaji wa Nguvu Vigeuzi vya PV, vinavyojulikana pia kama vibadilishaji umeme vya jua, vinaweza kuainishwa katika aina tofauti kulingana na muundo, utendaji na matumizi yao. Kuelewa uainishaji huu kunaweza kusaidia katika kuchagua kibadilishaji kigeuzi kinachofaa zaidi kwa mfumo maalum wa jua wa PV. Zifuatazo ni aina kuu za inverters za PV zilizoainishwa na kiwango cha nguvu: Inverter kulingana na kiwango cha nguvu: imegawanywa katika kibadilishaji kibadilishaji kilichosambazwa (kibadilishaji cha kamba & kibadilishaji kidogo), kibadilishaji cha kati Geuza Kambaers: Vigeuza vigeuzi vya kamba ni aina inayotumika zaidi ya vibadilishaji umeme vya PV katika usakinishaji wa miale ya makazi na biashara, zimeundwa kushughulikia paneli nyingi za jua zilizounganishwa kwa mfululizo, na kutengeneza "kamba." Kamba ya PV (1-5kw) imekuwa kibadilishaji umeme maarufu zaidi katika soko la kimataifa siku hizi kupitia kibadilishaji kigeuzi kilicho na ufuatiliaji wa juu wa kilele cha nishati kwenye upande wa DC na muunganisho wa gridi sambamba kwenye upande wa AC. Umeme wa DC unaozalishwa na paneli za jua huingizwa ndani ya kibadilishaji cha nyuzi, ambacho huibadilisha kuwa umeme wa AC kwa matumizi ya haraka au kwa kusafirisha kwenye gridi ya taifa. Inverters za kamba zinajulikana kwa unyenyekevu wao, ufanisi wa gharama, na urahisi wa ufungaji. Hata hivyo, utendakazi wa mfuatano mzima unategemea kidirisha chenye utendakazi wa chini kabisa, ambacho kinaweza kuathiri ufanisi wa jumla wa mfumo. Inverters ndogo: Inverters ndogo ni vibadilishaji vidogo ambavyo vimewekwa kwenye kila paneli ya jua ya mtu binafsi katika mfumo wa PV. Tofauti na vibadilishaji vigeuzi vya nyuzi, vibadilishaji vigeuzi vidogo hubadilisha umeme wa DC hadi AC kulia kwenye kiwango cha paneli. Muundo huu huruhusu kila paneli kufanya kazi kivyake, ikiboresha pato la jumla la nishati ya mfumo. Vigeuzi vidogo vidogo vina faida kadhaa, ikiwa ni pamoja na ufuatiliaji wa kiwango cha juu cha nguvu cha paneli (MPPT), utendakazi wa mfumo ulioboreshwa katika paneli zenye kivuli au zisizolingana, usalama ulioongezeka kutokana na viwango vya chini vya umeme vya DC, na ufuatiliaji wa kina wa utendaji wa paneli binafsi. Walakini, gharama ya juu zaidi na ugumu unaowezekana wa usakinishaji ni mambo ya kuzingatia. Vigeuzi vya kati: Vigeuzi vya kati, vinavyojulikana pia kama vibadilishaji nguvu vikubwa au vya matumizi (> 10kW), hutumiwa kwa kawaida katika usakinishaji wa umeme wa jua kwa kiwango kikubwa, kama vile mashamba ya miale ya jua au miradi ya kibiashara ya jua. Vigeuzi hivi vimeundwa kushughulikia vipengee vya juu vya umeme vya DC kutoka kwa nyuzi nyingi au safu za paneli za jua na kuzibadilisha kuwa nishati ya AC kwa muunganisho wa gridi ya taifa. Kipengele kikubwa zaidi ni nguvu ya juu na gharama ya chini ya mfumo, lakini kwa kuwa voltage ya pato na ya sasa ya kamba tofauti za PV mara nyingi hazilingani kabisa (hasa wakati nyuzi za PV zina kivuli kidogo kutokana na uwingu, kivuli, stains, nk). , matumizi ya inverter ya kati itasababisha ufanisi wa chini wa mchakato wa inverting na nishati ya chini ya kaya ya umeme. Vigeuzi vilivyowekwa kati kwa kawaida huwa na uwezo wa juu zaidi wa nguvu ikilinganishwa na aina nyingine, kuanzia kilowati kadhaa hadi megawati kadhaa. Wamewekwa kwenye eneo la kati au kituo cha inverter, na kamba nyingi au safu za paneli za jua zimeunganishwa nao kwa sambamba. Je! Kibadilishaji cha jua hufanya nini? Vigeuzi vya Photovoltaic hutumikia kazi nyingi, ikiwa ni pamoja na ubadilishaji wa AC, kuboresha utendakazi wa seli za jua na ulinzi wa mfumo. Vitendaji hivi vinajumuisha utendakazi na kuzimwa kiotomatiki, udhibiti wa juu zaidi wa ufuatiliaji wa nguvu, kuzuia uwekaji kisiwa (kwa mifumo iliyounganishwa na gridi ya taifa), marekebisho ya kiotomatiki (kwa mifumo iliyounganishwa na gridi ya taifa), utambuzi wa DC (kwa mifumo iliyounganishwa na gridi ya taifa), na utambuzi wa ardhi wa DC ( kwa mifumo iliyounganishwa na gridi ya taifa). Hebu tuchunguze kwa ufupi operesheni ya moja kwa moja na kazi ya kuzima na kazi ya juu ya udhibiti wa ufuatiliaji wa nguvu. 1) Operesheni otomatiki na kazi ya kuzima Baada ya jua asubuhi, nguvu ya mionzi ya jua huongezeka hatua kwa hatua, na pato la seli za jua huongezeka ipasavyo. Wakati nguvu ya pato inayohitajika na inverter inafikiwa, inverter huanza kukimbia moja kwa moja. Baada ya kuingia operesheni, inverter itafuatilia pato la vipengele vya seli za jua wakati wote, kwa muda mrefu kama nguvu ya pato ya vipengele vya seli za jua ni kubwa zaidi kuliko nguvu za pato zinazohitajika na inverter, inverter itaendelea kukimbia; mpaka machweo ya jua kukoma, hata kama ni mvua Inverter pia inafanya kazi. Wakati pato la moduli ya seli ya jua inakuwa ndogo na pato la inverter ni karibu na 0, inverter itaunda hali ya kusubiri. 2) Kitendaji cha juu cha udhibiti wa ufuatiliaji wa nguvu Pato la moduli ya seli ya jua inatofautiana na ukubwa wa mionzi ya jua na joto la moduli ya seli ya jua yenyewe (joto la chip). Kwa kuongeza, kwa sababu moduli ya seli ya jua ina sifa kwamba voltage inapungua kwa ongezeko la sasa, kwa hiyo kuna hatua mojawapo ya uendeshaji ambayo inaweza kupata nguvu ya juu. Nguvu ya mionzi ya jua inabadilika, ni wazi kwamba sehemu bora ya kufanya kazi pia inabadilika. Kuhusiana na mabadiliko haya, hatua ya uendeshaji ya moduli ya seli ya jua daima iko kwenye kiwango cha juu cha nguvu, na mfumo daima hupata pato la juu la nguvu kutoka kwa moduli ya seli ya jua. Udhibiti wa aina hii ndio udhibiti wa juu zaidi wa ufuatiliaji wa nguvu. Kipengele kikubwa cha kibadilishaji kigeuzi kinachotumika katika mfumo wa kuzalisha nishati ya jua ni kazi ya ufuatiliaji wa pointi za juu zaidi (MPPT). Viashiria Kuu vya Kiufundi vya Inverter ya Photovoltaic 1. Utulivu wa voltage ya pato Katika mfumo wa photovoltaic, nishati ya umeme inayozalishwa na seli ya jua ni ya kwanza kuhifadhiwa na betri, na kisha kubadilishwa kuwa 220V au 380V ya sasa mbadala kupitia inverter. Hata hivyo, betri huathiriwa na malipo yake mwenyewe na kutokwa, na voltage yake ya pato inatofautiana katika aina kubwa. Kwa mfano, betri ya kawaida ya 12V ina thamani ya voltage ambayo inaweza kutofautiana kati ya 10.8 na 14.4V (zaidi ya safu hii inaweza kusababisha uharibifu kwa betri). Kwa inverter iliyohitimu, wakati voltage ya terminal ya pembejeo inabadilika ndani ya aina hii, tofauti ya voltage yake ya kutosha ya pato haipaswi kuzidi Plusmn; 5% ya thamani iliyokadiriwa. Wakati huo huo, wakati mzigo unabadilika ghafla, kupotoka kwa voltage yake ya pato haipaswi kuzidi ± 10% juu ya thamani iliyopimwa. 2. Upotoshaji wa wimbi la voltage ya pato Kwa vibadilishaji mawimbi vya sine, upotoshaji wa kiwango cha juu unaoruhusiwa wa muundo wa mawimbi (au maudhui ya usawa) unapaswa kubainishwa. Kawaida huonyeshwa na upotovu wa jumla wa wimbi la voltage ya pato, na thamani yake haipaswi kuzidi 5% (10% inaruhusiwa kwa pato la awamu moja). Kwa kuwa pato la sasa la mpangilio wa hali ya juu na kibadilishaji litaleta hasara za ziada kama vile mikondo ya eddy kwenye mzigo wa kufata, ikiwa upotoshaji wa muundo wa mawimbi wa kigeuzi ni mkubwa sana, itasababisha joto kali la vifaa vya kupakia, ambavyo havifai usalama wa vifaa vya umeme na huathiri sana mfumo. ufanisi wa uendeshaji. 3. Ilipimwa mzunguko wa pato Kwa mizigo ikijumuisha injini, kama vile mashine za kufulia, jokofu, n.k., kwa kuwa masafa bora ya uendeshaji wa injini ni 50Hz, masafa ya juu sana au ya chini sana yatasababisha kifaa kupata joto, na hivyo kupunguza ufanisi wa uendeshaji wa mfumo na maisha ya huduma, kwa hivyo kibadilishaji mzunguko wa pato unapaswa kuwa thamani thabiti, kwa kawaida masafa ya nguvu 50Hz, na kupotoka kwake kuwe ndani ya Plusmn;l% chini ya hali ya kawaida ya kufanya kazi. 4. Sababu ya nguvu ya mzigo Tabia ya uwezo wa inverter na mzigo wa inductive au mzigo wa capacitive. Kipengele cha nguvu cha mzigo wa kibadilishaji mawimbi cha sine ni 0.7~0.9, na thamani iliyokadiriwa ni 0.9. Katika kesi ya nguvu fulani ya mzigo, ikiwa kipengele cha nguvu cha inverter ni cha chini, uwezo wa inverter inayohitajika itaongezeka. Kwa upande mmoja, gharama itaongezeka, na wakati huo huo, nguvu inayoonekana ya mzunguko wa AC wa mfumo wa photovoltaic itaongezeka. Kadiri sasa inavyoongezeka, hasara itaongezeka bila shaka, na ufanisi wa mfumo pia utapungua. 5. Ufanisi wa inverter Ufanisi wa inverter inahusu uwiano wa nguvu yake ya pato kwa nguvu ya pembejeo chini ya hali maalum ya kazi, iliyoonyeshwa kwa asilimia. Kwa ujumla, ufanisi wa majina ya inverter ya photovoltaic inahusu mzigo safi wa upinzani. Chini ya hali ya 80% ya ufanisi wa mzigo. Kwa kuwa gharama ya jumla ya mfumo wa photovoltaic ni ya juu, ufanisi wa inverter ya photovoltaic inapaswa kuongezwa ili kupunguza gharama ya mfumo na kuboresha utendaji wa gharama ya mfumo wa photovoltaic. Kwa sasa, ufanisi wa majina ya inverters ya kawaida ni kati ya 80% na 95%, na ufanisi wa inverters za chini za nguvu zinahitajika kuwa si chini ya 85%. Katika mchakato halisi wa kubuni wa mfumo wa photovoltaic, sio tu inverter yenye ufanisi wa juu inapaswa kuchaguliwa, lakini pia usanidi unaofaa wa mfumo unapaswa kutumika kufanya mzigo wa mfumo wa photovoltaic ufanyie kazi karibu na hatua bora ya ufanisi iwezekanavyo. . 6. Ukadiriaji wa sasa wa pato (au ulikadiriwa uwezo wa pato) Huonyesha mkondo wa pato uliokadiriwa wa kibadilishaji umeme ndani ya safu maalum ya kipengele cha nguvu cha mzigo. Bidhaa zingine za inverter hutoa uwezo wa pato uliokadiriwa, na kitengo chake kinaonyeshwa kwa VA au kVA. Uwezo uliopimwa wa inverter ni bidhaa ya voltage ya pato iliyokadiriwa na sasa iliyokadiriwa ya pato wakati sababu ya nguvu ya pato ni 1 (hiyo ni, mzigo wa kupinga tu). 7. Hatua za ulinzi Inverter yenye utendaji bora inapaswa pia kuwa na kazi kamili za ulinzi au hatua za kukabiliana na hali mbalimbali zisizo za kawaida zinazotokea wakati wa matumizi halisi, ili kulinda inverter yenyewe na vipengele vingine vya mfumo kutokana na uharibifu. 1) Ingiza akaunti ya bima isiyo na dhamana: Wakati voltage ya terminal ya pembejeo iko chini ya 85% ya voltage iliyopimwa, inverter inapaswa kuwa na ulinzi na maonyesho. 2) Ingiza ulinzi wa overvoltage: Wakati voltage ya terminal ya pembejeo ni ya juu kuliko 130% ya voltage iliyopimwa, inverter inapaswa kuwa na ulinzi na kuonyesha. 3) Ulinzi wa kupita kiasi: Ulinzi wa overcurrent ya inverter inapaswa kuwa na uwezo wa kuhakikisha hatua ya wakati wakati mzigo ni mfupi-circuited au sasa inazidi thamani halali, ili kuzuia kuharibiwa na kuongezeka kwa sasa. Wakati sasa ya kazi inazidi 150% ya thamani iliyopimwa, inverter inapaswa kuwa na uwezo wa kulinda moja kwa moja. 4) pato ulinzi wa mzunguko mfupi Muda wa hatua ya ulinzi wa mzunguko mfupi wa inverter haipaswi kuzidi 0.5s. 5) Ingiza ulinzi wa nyuma wa polarity: Wakati nguzo nzuri na hasi za terminal ya pembejeo zinabadilishwa, inverter inapaswa kuwa na kazi ya ulinzi na kuonyesha. 6) Ulinzi wa umeme: Inverter inapaswa kuwa na ulinzi wa umeme. 7) Ulinzi wa joto kupita kiasi, nk. Kwa kuongeza, kwa inverters bila hatua za utulivu wa voltage, inverter inapaswa pia kuwa na hatua za ulinzi wa overvoltage ya pato ili kulinda mzigo kutokana na uharibifu wa overvoltage. 8. Tabia za kuanzia Ili kuashiria uwezo wa inverter kuanza na mzigo na utendaji wakati wa operesheni ya nguvu. Inverter inapaswa kuhakikisha kuanza kwa kuaminika chini ya mzigo uliokadiriwa. 9. Kelele Vipengele kama vile transfoma, inductors za chujio, swichi za sumakuumeme na feni kwenye vifaa vya elektroniki vya nguvu vitatoa kelele. Wakati inverter inaendesha kawaida, kelele yake haipaswi kuzidi 80dB, na kelele ya inverter ndogo haipaswi kuzidi 65dB. Ujuzi wa Uteuzi wa Vibadilishaji vya Sola