quyosh inverteri nima?

Dunyo barqaror va toza energiya yechimlariga intilishda oldinga intilayotgan bir paytda, quyosh energetikasi yashil kelajak sari poygada peshqadam bo'lib chiqdi. Quyoshning mo'l-ko'l va qayta tiklanadigan energiyasidan foydalangan holda, quyosh fotovoltaik (PV) tizimlari keng ommalashib, elektr energiyasini ishlab chiqarishda ajoyib o'zgarishlarga yo'l ochdi. Har bir quyosh PV tizimining markazida quyosh nurini foydali energiyaga aylantirish imkonini beruvchi muhim komponent yotadi:quyosh inverteri. Quyosh panellari va elektr tarmog'i o'rtasidagi ko'prik vazifasini bajaradigan quyosh invertorlari quyosh energiyasidan samarali foydalanishda muhim rol o'ynaydi. Ularning ishlash printsipini tushunish va ularning har xil turlarini o'rganish quyosh energiyasini konvertatsiya qilish ortidagi ajoyib mexanikani tushunish uchun kalit hisoblanadi. HASolarIkonvertorWork? Quyosh inverteri - bu quyosh panellari tomonidan ishlab chiqarilgan to'g'ridan-to'g'ri oqim (to'g'ridan-to'g'ri oqim) elektr energiyasini o'zgaruvchan tok (AC) elektr energiyasiga aylantiradigan elektron qurilma bo'lib, u maishiy texnikani quvvatlantirish va elektr tarmog'iga kirish uchun ishlatilishi mumkin. Quyosh invertorining ishlash printsipini uchta asosiy bosqichga bo'lish mumkin: konvertatsiya, nazorat va chiqish. Konvertatsiya: Quyosh inverteri birinchi navbatda quyosh panellari tomonidan ishlab chiqarilgan doimiy elektr energiyasini oladi. Ushbu doimiy elektr toki odatda quyosh nuri intensivligi bilan o'zgarib turadigan o'zgaruvchan kuchlanish shaklida bo'ladi. Inverterning asosiy vazifasi bu o'zgaruvchan doimiy kuchlanishni iste'mol qilish uchun mos bo'lgan barqaror o'zgaruvchan tok kuchlanishiga aylantirishdir. O'tkazish jarayoni ikkita asosiy komponentni o'z ichiga oladi: quvvat elektron kalitlari to'plami (odatda izolyatsiyalangan eshikli bipolyar tranzistorlar yoki IGBTlar) va yuqori chastotali transformator. Kalitlar doimiy kuchlanishni tezda yoqish va o'chirish, yuqori chastotali impuls signalini yaratish uchun javobgardir. Keyin transformator kuchlanishni kerakli AC kuchlanish darajasiga oshiradi. Nazorat: Quyosh invertorining nazorat bosqichi konversiya jarayonining samarali va xavfsiz ishlashini ta'minlaydi. Bu turli parametrlarni kuzatish va tartibga solish uchun murakkab boshqaruv algoritmlari va sensorlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Ba'zi muhim nazorat funktsiyalariga quyidagilar kiradi: a. Maksimal quvvat nuqtasini kuzatish (MPPT): Quyosh panellari maksimal quvvat nuqtasi (MPP) deb ataladigan optimal ish nuqtasiga ega bo'lib, ular ma'lum bir quyosh nuri intensivligi uchun maksimal quvvatni ishlab chiqaradilar. MPPT algoritmi quyosh panellarining ish nuqtasini doimiy ravishda MPP ni kuzatish orqali quvvatni maksimal darajada oshirish uchun sozlaydi. b. Voltaj va chastotani tartibga solish: inverterning boshqaruv tizimi odatda elektr tarmog'i standartlariga rioya qilgan holda barqaror AC chiqish kuchlanishini va chastotasini ta'minlaydi. Bu boshqa elektr qurilmalar bilan mosligini ta'minlaydi va tarmoq bilan uzluksiz integratsiyani ta'minlaydi. c. Tarmoqli sinxronizatsiya: Tarmoqqa ulangan quyosh invertorlari AC chiqishi fazasi va chastotasini kommunal tarmoq bilan sinxronlashtiradi. Ushbu sinxronizatsiya inverterga ortiqcha quvvatni tarmoqqa qaytarish yoki quyosh energiyasi ishlab chiqarish etarli bo'lmaganda tarmoqdan quvvat olish imkonini beradi. Chiqish: Yakuniy bosqichda quyosh inverteri aylantirilgan AC elektr energiyasini elektr yuklariga yoki tarmoqqa etkazib beradi. Chiqish ikki usulda ishlatilishi mumkin: a. Tarmoqqa ulangan yoki tarmoqqa ulangan tizimlar: Tarmoqqa ulangan tizimlarda quyosh inverteri AC elektr energiyasini to'g'ridan-to'g'ri kommunal tarmoqqa etkazib beradi. Bu qazib olinadigan yoqilg'iga asoslangan elektr stansiyalariga qaramlikni kamaytiradi va kun davomida ishlab chiqarilgan ortiqcha elektr energiyasini hisobga olish va quyosh energiyasini kam ishlab chiqarish davrida foydalanish mumkin bo'lgan aniq o'lchash imkonini beradi. b. Tarmoqdan tashqari tizimlar: tarmoqdan tashqari tizimlarda quyosh inverteri elektr yuklarini quvvat bilan ta'minlashdan tashqari, batareyalar bankini zaryad qiladi. Batareyalar ortiqcha quyosh energiyasini saqlaydi, undan quyosh energiyasi kam bo'lgan vaqtlarda yoki quyosh panellari elektr energiyasi ishlab chiqarmayotgan tunda foydalanish mumkin. Quyosh invertorlarining xususiyatlari: Samaradorlik: Quyosh invertorlari quyosh PV tizimining energiya rentabelligini maksimal darajada oshirish uchun yuqori samaradorlik bilan ishlashga mo'ljallangan. Yuqori samaradorlik konversiya jarayonida kamroq energiya yo'qotilishiga olib keladi, bu esa quyosh energiyasining katta qismidan samarali foydalanishni ta'minlaydi. Chiqish quvvati: Quyosh invertorlari kichik turar-joy tizimlaridan tortib yirik tijorat inshootlarigacha bo'lgan turli quvvat ko'rsatkichlarida mavjud. Optimal ishlashga erishish uchun invertorning quvvat chiqishi quyosh panellarining quvvatiga mos kelishi kerak. Chidamlilik va ishonchlilik: Quyosh invertorlari turli xil atrof-muhit sharoitlariga, jumladan, haroratning o'zgarishi, namlik va potentsial elektr kuchlanishiga duchor bo'ladi. Shuning uchun, invertorlar mustahkam materiallar bilan qurilishi va uzoq muddatli ishonchlilikni ta'minlaydigan ushbu shartlarga bardosh berishga mo'ljallangan bo'lishi kerak. Monitoring va aloqa: Ko'pgina zamonaviy quyosh invertorlari foydalanuvchilarga quyosh PV tizimining ishlashini kuzatish imkonini beruvchi monitoring tizimlari bilan jihozlangan. Ba'zi invertorlar tashqi qurilmalar va dasturiy platformalar bilan ham bog'lanib, real vaqtda ma'lumotlarni taqdim etishi va masofadan nazorat qilish va boshqarish imkonini beradi. Xavfsizlik xususiyatlari: Quyosh invertorlari tizimni va u bilan ishlaydigan shaxslarni himoya qilish uchun turli xil xavfsizlik xususiyatlarini o'z ichiga oladi. Bu xususiyatlar haddan tashqari kuchlanishdan himoya qilish, haddan tashqari oqimdan himoya qilish, tuproqdagi xatoliklarni aniqlash va orolga qarshi himoyani o'z ichiga oladi, bu esa elektr uzilishlari paytida inverterni tarmoqqa quvvat bilan ta'minlashga to'sqinlik qiladi. Quvvat ko'rsatkichlari bo'yicha quyosh inverteri tasnifi Quyosh invertorlari sifatida ham tanilgan PV invertorlari dizayni, funksionalligi va qo'llanilishiga qarab turli turlarga bo'linishi mumkin. Ushbu tasniflarni tushunish ma'lum bir quyosh PV tizimi uchun eng mos inverterni tanlashda yordam beradi. Quyida quvvat darajasi bo'yicha tasniflangan PV invertorlarining asosiy turlari keltirilgan: Quvvat darajasiga ko'ra inverter: asosan taqsimlangan inverter (torli inverter va mikro inverter), markazlashtirilgan invertorga bo'linadi String Inverters: String invertorlari turar-joy va tijorat quyosh qurilmalarida eng ko'p qo'llaniladigan PV invertorlari turi bo'lib, ular ketma-ket ulangan bir nechta quyosh panellarini qayta ishlash uchun mo'ljallangan va "tor" ni tashkil qiladi. PV simi (1-5 kVt) hozirgi vaqtda shahar tomonida maksimal quvvat cho'qqisini kuzatish va AC tomonida parallel tarmoq ulanishi bilan inverter orqali xalqaro bozorda eng mashhur invertorga aylandi. Quyosh panellari tomonidan ishlab chiqarilgan doimiy elektr energiyasi simli inverterga yuboriladi, u uni darhol foydalanish yoki tarmoqqa eksport qilish uchun o'zgaruvchan tokga aylantiradi. String invertorlari soddaligi, tejamkorligi va o'rnatish qulayligi bilan mashhur. Biroq, butun satrning ishlashi eng past ishlaydigan panelga bog'liq bo'lib, bu umumiy tizim samaradorligiga ta'sir qilishi mumkin. Mikro invertorlar: Mikro invertorlar PV tizimidagi har bir alohida quyosh paneliga o'rnatiladigan kichik invertorlardir. Tarmoqli invertorlardan farqli o'laroq, mikro inverterlar doimiy tokni panel darajasida o'zgaruvchan tokga aylantiradi. Ushbu dizayn har bir panelning mustaqil ishlashiga imkon beradi, tizimning umumiy energiya chiqishini optimallashtiradi. Mikro inverterlar panel darajasidagi maksimal quvvat nuqtasini kuzatish (MPPT), soyali yoki mos kelmaydigan panellarda tizimning yaxshilangan ishlashi, past shahar kuchlanishlari tufayli xavfsizlikni oshirish va panelning individual ishlashini batafsil monitoring qilish kabi bir qator afzalliklarni taklif qiladi. Biroq, yuqori dastlabki narx va o'rnatishning potentsial murakkabligi e'tiborga olinishi kerak bo'lgan omillardir. Markazlashtirilgan invertorlar: Katta yoki kommunal miqyosdagi (>10 kVt) invertorlar sifatida ham tanilgan markazlashtirilgan invertorlar odatda quyosh fermalari yoki tijorat quyosh loyihalari kabi keng ko'lamli quyosh PV qurilmalarida qo'llaniladi. Ushbu invertorlar quyosh panellarining bir nechta satrlari yoki massivlaridan yuqori shahar quvvat kiritishlarini boshqarish va ularni tarmoqqa ulanish uchun AC quvvatiga aylantirish uchun mo'ljallangan. Eng katta xususiyat - bu tizimning yuqori quvvati va arzonligi, lekin har xil PV simlarining chiqish kuchlanishi va oqimi ko'pincha to'liq mos kelmaydi (ayniqsa, PV torlari bulutlilik, soya, dog'lar va boshqalar tufayli qisman soyalangan bo'lsa). , markazlashtirilgan invertordan foydalanish inverting jarayonining samaradorligini pasaytirishga va maishiy elektr energiyasini kamaytirishga olib keladi. Markazlashtirilgan invertorlar odatda bir necha kilovattdan bir necha megavattgacha bo'lgan boshqa turlarga nisbatan yuqori quvvat quvvatiga ega. Ular markaziy joyga yoki inverter stantsiyasiga o'rnatiladi va ularga parallel ravishda quyosh panellarining bir nechta satrlari yoki massivlari ulanadi. Quyosh inverteri nima qiladi? Fotovoltaik invertorlar bir nechta funktsiyalarni bajaradi, jumladan AC konvertatsiyasi, quyosh batareyasining ishlashini optimallashtirish va tizimni himoya qilish. Bu funksiyalar avtomatik ishlash va o‘chirish, maksimal quvvatni kuzatishni boshqarish, orolga qarshi (tarmoqqa ulangan tizimlar uchun), avtomatik kuchlanishni sozlash (tarmoqqa ulangan tizimlar uchun), doimiy to‘qni aniqlash (tarmoqqa ulangan tizimlar uchun) va doimiy erni aniqlashni o‘z ichiga oladi. tarmoqqa ulangan tizimlar uchun). Keling, avtomatik ishlash va o'chirish funktsiyasini va maksimal quvvatni kuzatishni boshqarish funktsiyasini qisqacha ko'rib chiqaylik. 1) Avtomatik ishlash va o'chirish funktsiyasi Ertalab quyosh chiqqandan so'ng, quyosh radiatsiyasining intensivligi asta-sekin o'sib boradi va shunga mos ravishda quyosh batareyalarining chiqishi ortadi. Inverter tomonidan talab qilinadigan chiqish quvvatiga erishilganda, inverter avtomatik ravishda ishlay boshlaydi. Operatsiyaga kirgandan so'ng, inverter quyosh batareyasi komponentlarining chiqish quvvati inverter tomonidan talab qilinadigan chiqish quvvatidan kattaroq ekan, inverter har doim quyosh batareyasi komponentlarining chiqishini kuzatib boradi; yomg'irli bo'lsa ham quyosh botishi to'xtaguncha inverter ham ishlaydi. Quyosh batareyasi modulining chiqishi kichikroq bo'lganda va invertorning chiqishi 0 ga yaqin bo'lsa, inverter kutish holatini hosil qiladi. 2) Maksimal quvvatni kuzatishni boshqarish funktsiyasi Quyosh xujayrasi modulining chiqishi quyosh radiatsiyasining intensivligi va quyosh batareyasi modulining harorati (chip harorati) bilan o'zgaradi. Bunga qo'shimcha ravishda, quyosh batareyasi moduli kuchlanishning oqim kuchayishi bilan kamayishi xususiyatiga ega bo'lgani uchun, shuning uchun maksimal quvvatni olish mumkin bo'lgan optimal ish nuqtasi mavjud. Quyosh nurlanishining intensivligi o'zgarib bormoqda, shubhasiz, eng yaxshi ish nuqtasi ham o'zgaradi. Ushbu o'zgarishlarga nisbatan quyosh batareyasi modulining ish nuqtasi har doim maksimal quvvat nuqtasida bo'ladi va tizim har doim quyosh batareyasi modulidan maksimal quvvat chiqishini oladi. Ushbu turdagi nazorat maksimal quvvatni kuzatish nazorati hisoblanadi. Quyosh energiyasini ishlab chiqarish tizimida ishlatiladigan inverterning eng katta xususiyati maksimal quvvat nuqtasini kuzatish (MPPT) funktsiyasidir. Fotovoltaik invertorning asosiy texnik ko'rsatkichlari 1. Chiqish kuchlanishining barqarorligi Fotovoltaik tizimda quyosh batareyasi tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasi birinchi navbatda akkumulyator tomonidan saqlanadi, so'ngra inverter orqali 220V yoki 380V o'zgaruvchan tokga aylanadi. Shu bilan birga, batareyaning o'z zaryadi va zaryadsizlanishi ta'sir qiladi va uning chiqish voltaji katta diapazonda o'zgaradi. Masalan, nominal 12V batareya 10,8 dan 14,4 V gacha o'zgarishi mumkin bo'lgan kuchlanish qiymatiga ega (bu diapazondan tashqari batareyaga zarar etkazishi mumkin). Malakali inverter uchun kirish terminali kuchlanishi ushbu diapazonda o'zgarganda, uning barqaror holatdagi chiqish kuchlanishining o'zgarishi Plusmn dan oshmasligi kerak; Nominal qiymatning 5%. Shu bilan birga, yuk birdaniga o'zgarganda, uning chiqish voltajining og'ishi nominal qiymatdan ± 10% dan oshmasligi kerak. 2. Chiqish kuchlanishining to'lqin shaklining buzilishi Sinus to'lqinli invertorlar uchun maksimal ruxsat etilgan to'lqin shakli buzilishi (yoki harmonik tarkib) ko'rsatilishi kerak. Odatda chiqish kuchlanishining umumiy to'lqin shakli buzilishi bilan ifodalanadi va uning qiymati 5% dan oshmasligi kerak (bir fazali chiqish uchun 10% ruxsat etiladi). Inverter tomonidan yuqori tartibli harmonik oqim chiqishi induktiv yukda girdab oqimlari kabi qo'shimcha yo'qotishlarni keltirib chiqaradi, agar inverterning to'lqin shaklining buzilishi juda katta bo'lsa, bu yuk tarkibiy qismlarining jiddiy isishiga olib keladi, bu esa indüktif yukga mos kelmaydi. elektr jihozlarining xavfsizligi va tizimga jiddiy ta'sir qiladi. ish samaradorligi. 3. Nominal chiqish chastotasi Kir yuvish mashinalari, muzlatgichlar va boshqalar kabi dvigatellar uchun, dvigatellarning optimal chastotasi 50 Gts bo'lganligi sababli, juda yuqori yoki juda past chastotalar uskunaning qizib ketishiga olib keladi va tizimning ishlash samaradorligini va xizmat muddatini qisqartiradi, shuning uchun inverterning chiqish chastotasi nisbatan barqaror qiymat bo'lishi kerak, odatda quvvat chastotasi 50Hz va uning og'ishi normal ish sharoitida Plusmn;l% ichida bo'lishi kerak. 4. Yuklash quvvati koeffitsienti Invertorning qobiliyatini induktiv yuk yoki sig'imli yuk bilan tavsiflang. Sinus to'lqinli inverterning yuk quvvati omili 0,7 ~ 0,9, nominal qiymati esa 0,9 ni tashkil qiladi. Muayyan yuk kuchi bo'lsa, inverterning quvvat omili past bo'lsa, kerakli invertorning quvvati ortadi. Bir tomondan, xarajat oshadi va shu bilan birga, fotovoltaik tizimning AC pallasida ko'rinadigan quvvati oshadi. Oqim kuchayganda, yo'qotish muqarrar ravishda oshadi va tizim samaradorligi ham pasayadi. 5. Inverterning samaradorligi İnvertorning samaradorligi foizda ifodalangan, belgilangan ish sharoitida uning chiqish quvvatining kirish quvvatiga nisbatini bildiradi. Umuman olganda, fotovoltaik invertorning nominal samaradorligi sof qarshilik yukini bildiradi. 80% yuk s samaradorligi sharoitida. Fotovoltaik tizimning umumiy narxi yuqori bo'lganligi sababli, tizim narxini pasaytirish va fotovoltaik tizimning xarajat ko'rsatkichlarini yaxshilash uchun fotovoltaik invertorning samaradorligini maksimal darajada oshirish kerak. Hozirgi vaqtda asosiy invertorlarning nominal samaradorligi 80% dan 95% gacha, kam quvvatli invertorlarning samaradorligi esa 85% dan kam bo'lmasligi kerak. Fotovoltaik tizimning haqiqiy loyihalash jarayonida nafaqat yuqori samarali inverterni tanlash kerak, balki fotovoltaik tizimning yukini iloji boricha eng yaxshi samaradorlik nuqtasiga yaqin ishlashi uchun tizimning oqilona konfiguratsiyasi ham qo'llanilishi kerak. . 6. Nominal chiqish oqimi (yoki nominal chiqish quvvati) Belgilangan yuk quvvati koeffitsienti oralig'ida inverterning nominal chiqish oqimini ko'rsatadi. Ba'zi inverter mahsulotlari nominal chiqish quvvatini beradi va uning birligi VA yoki kVA da ifodalanadi. Invertorning nominal quvvati chiqish quvvati koeffitsienti 1 (ya'ni, sof qarshilik yuki) bo'lganda, nominal chiqish kuchlanishi va nominal chiqish oqimining mahsulotidir. 7. Himoya choralari Zo'r ishlashga ega bo'lgan invertor, shuningdek, to'liq himoya funktsiyalariga ega bo'lishi kerak yoki inverterning o'zini va tizimning boshqa qismlarini shikastlanishdan himoya qilish uchun haqiqiy foydalanish paytida yuzaga keladigan turli xil g'ayritabiiy vaziyatlarni bartaraf etish choralariga ega bo'lishi kerak. 1) Past kuchlanish sug'urtasi hisobini kiriting: Kirish terminali kuchlanishi nominal kuchlanishning 85% dan past bo'lsa, inverter himoya va displeyga ega bo'lishi kerak. 2) Kirish haddan tashqari kuchlanish himoyachisi: Kirish terminali kuchlanishi nominal kuchlanishning 130% dan yuqori bo'lsa, inverter himoya va displeyga ega bo'lishi kerak. 3) Haddan tashqari oqimdan himoya qilish: Inverterning haddan tashqari oqimdan himoyasi yuk qisqa tutashganda yoki oqim ruxsat etilgan qiymatdan oshib ketganda o'z vaqtida harakat qilishni ta'minlashi kerak, buning natijasida kuchlanish oqimining shikastlanishiga yo'l qo'ymaslik kerak. Ish oqimi nominal qiymatning 150% dan oshganda, inverter avtomatik ravishda himoya qilish imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. 4) chiqish qisqa tutashuvidan himoya qilish Invertorning qisqa tutashuvdan himoya qilish muddati 0,5 s dan oshmasligi kerak. 5) Kirish teskari polaritesini himoya qilish: Kirish terminalining ijobiy va salbiy qutblari teskari bo'lganda, inverter himoya funktsiyasi va displeyga ega bo'lishi kerak. 6) chaqmoqlardan himoya qilish: Inverter chaqmoqlardan himoyalanishga ega bo'lishi kerak. 7) Haddan tashqari haroratdan himoya qilish va boshqalar. Bunga qo'shimcha ravishda, kuchlanishni barqarorlashtirish choralari bo'lmagan invertorlar uchun inverter, shuningdek, yukni haddan tashqari kuchlanish shikastlanishidan himoya qilish uchun chiqish haddan tashqari kuchlanishdan himoya choralariga ega bo'lishi kerak. 8. Boshlanish xususiyatlari Invertorning yuk bilan boshlash qobiliyatini va dinamik ish paytida ishlashini tavsiflash. Inverter nominal yuk ostida ishonchli ishga tushirishni ta'minlashi kerak. 9. Shovqin Quvvat elektron qurilmalaridagi transformatorlar, filtr induktorlari, elektromagnit kalitlar va fanatlar kabi komponentlar shovqin hosil qiladi. İnverter normal ishlayotganda uning shovqini 80 dB dan oshmasligi kerak, kichik inverterning shovqini esa 65 dB dan oshmasligi kerak. Quyosh invertorlarini tanlash ko'nikmalari