Namų saulės elektrinės keitiklis

Energetikos sektoriuje dažnai reikia kai kuriuos kiekius konvertuoti į kitus, nes elektros energiją gamina kintama arba nuolatinė srovė. Jiems yra sukurti atitinkami vartotojai: elektros varikliai, transformatorių įtaisai, buitiniai prietaisai.

Daugelyje pramonės sričių, kaip ir alternatyviosios energijos srityje, reikia išnaudoti vartotojus iš kombinuotų šaltinių. Įkraunamos baterijos yra įkraunamos, o elektroniniai prietaisai, kompiuteriniai įtaisai tiekiami nuolatine srove arba yra ištaisomi iš elektros generatorių su besisukančiu elektromagnetiniu lauku.

Buitinių elektros imtuvų iš nuolatinės srovės šaltinių sinusoidinių harmonikų elektrinių variklių atvirkštinė užduotis išspręsta konvertuojant elektrą į kintamąjį, naudojant specialiai sukurtas sudėtingas elektrines konstrukcijas, vadinamas inverteriais.

Inverterio paskirtis ir uždaviniai

Prijungimo prie saulės stoties būdu vartotojai ir akumuliatoriai, keitikliai skirstomi į:

• tinklas

• autonominis

• hibridas.

Tinklo modeliai, pažymėti „ant tinklo“, veikia iš saulės elektrinės, esant apkrovai valstybiniame elektros tinkle. Jie dažniausiai naudojami sistemose, kurių talpa viršija 10 kW, būdingos naudoti Europos šalyse. Rusijoje žaliojo tarifo nuostatos nesuteikia asmenims teisės naudoti šį metodą.

Autonominiai inverteriai reiškia „išjungtą tinklelį“. Jie yra prijungti prie namų ūkio buitinių vartotojų ir maitinami iš įkraunamos baterijosper valdiklius įkraunami saulės moduliais.

Hibridiniuose dizainuose naudojami abu sujungimo būdai. Jie gerai išmaišomi su nepertraukiamomis maitinimo grandinėmisjei reikia, valdiklio automatizavimu gali veikti iš akumuliatoriaus ir (arba) saulės modulio.

Inverterio principai

Eksploatacijos metu maža panaudotos energijos dalis prarandama kaitinant grandinės elementus ir šoninius procesus. Todėl išėjimo galia visada yra mažesnė nei išeikvota. Gero dizaino efektyvumą lemia efektyvumas, kurio vertė yra nuo 90 iki 95%.

Inverteris laikomas periodinės įtampos generatoriumi, kuris savo forma yra labai artimas sinusoidinėms harmonikoms arba labai skiriasi nuo jo išėjimo signalo forma.

Inverterio sukurti sinusoidinio virpesio grafikai ir jo analogas

Diagrama rodo pagrindinius sinuso bangos vaizdus ir įtampą keitiklio išvestyje, kuri paprastai vadinama „Meander“, artima jo tipui. Atsižvelgiant į dizaino sudėtingumą ir galimybes jame įgyvendinti įvairias funkcijas, meandro forma gali būti dar artimesnė sinuso savybėms arba grublėta, savo išvaizda primenančia paprastus trapecijos formos ar net stačiakampius kiekvienoje pusiau bangoje.

Supaprastinta meandro forma yra labiau tinkama prietaisams, neturintiems indukcinių apkrovų, sunaudojančių aktyvųjį elektros energijos komponentą. Yra kitaip termoelektriniai šildytuvai (žymėjimas „TEN“), kaitinamosios apšvietimo sistemos ir panašios varžinės konstrukcijos.

Meandro forma gali turėti tam tikrą poveikį kintamos srovės elektros variklių įtaisams ir buitinių prietaisų transformatorių mazgams. Idealus sprendimas jų darbui yra gryna sinusė. Todėl sudėtingesni keitikliai, sukuriantys išėjimo įtampą labai arti sinusoidinių harmonikų, yra patrauklesni įrangai. Tačiau jų gamybos kaina yra didesnė.

Ypatingas meandro požiūrio į sinusoidą tikslumas yra svarbus didelio tikslumo matavimo prietaisams, medicinos įrangai, profesionalioms garso sistemoms ir telekomunikacijų įrangai.

Dizaino ypatybės

Namų saulės elektrinėms Rusijoje didžiausia paklausa yra grandinės, kurios sukuria vieną kintamos įtampos fazę, kurios vertė yra 220 voltų.

Norėdami konvertuoti nuolatinę srovę, keitiklis gali veikti pagal transformatoriaus grandinę arba be jos. Transformatoriaus buvimas žymiai apsunkina dizainą, tačiau leidžia sukurti aukštos kokybės išėjimo signalą.

Įrenginio aušinimo sistemoje gali būti naudojamas priverstinis ventiliatorius. Į brangius dizainus atkreipiamas dėmesys į:

• triukšmas

• kelių veikimo režimų naudojimas, atsižvelgiant į apkrovą (ypač kai perkaista).

Pramonėje gaminamus keitiklius iš vienos fazės sistemų galima sujungti į padidintos galios trifazius įrenginius. Jie sugeba atlikti įvairias užduotis iki perduotos elektros energijos pertekliaus perdavimo pramoniniam tinklui.

Pagrindinės keitiklio pasirinkimo taisyklės

Buitiniai nuolatinės srovės prietaisai ir baterijos, priklausomai nuo jų konstrukcijos, veikia esant standartinei 12/24/36/48 įtampai. Kiekvieno nurodyto tipo įtampos keitiklių gamintojai išleidžia savo įrangą. Tai turėtų būti analizuojama renkantis modelį.

Naudojant inverterį, reikia atsižvelgti į šiuos dalykus:

• Didžiausia energijos sąnaudos

• keturios veikimo fazės: paleidimo režimas, ilgalaikio elektros energijos konvertavimo etapas esant vardinei galiai, tuščiąja eiga, perkrovai.

Didžiausia vartotojų galia matuojama tam tikru momentu, kai sukuriama kritinė apkrova, ji gali žymiai viršyti standartinio tinklo vardines vertes ~ 220V / 50Hz.

Įjungimo režimu keitikliai gali tiekti per didelę galią per trumpą laiką nuo elektros variklių užvedimo (kelių milisekundžių) ir talpinių apkrovų paleidimo. Šis režimas būdingas įjungiant šaldytuvus, skalbimo mašinas ir indaploves.

Nepertraukiamo darbo režimas turėtų atitikti pasirinktos konstrukcijos nominalias charakteristikas.

Aukštos kokybės modelių prietaiso energijos sąnaudos be išėjimo apkrovos neturėtų viršyti 1% nominalios vertės.

Perkrovos fazėje tam tikro tipo keitikliai per pusvalandį gali patikimai perduoti galią, viršijančią 50% nominalios vertės. Bet šis gebėjimas skiriasi kiekvienam įrenginio modeliui.

Nustatyti idealios apkrovos dydį yra labai problematiška. Todėl keitikliai pasirenkami sukuriant galios rezervą su marža iki 20% apskaičiuotų verčių.

Dideliame namų tinkle apkrova gali nuolat svyruoti įvairiausiomis vertėmis. Atsižvelgiant į šį pobūdį, rekomenduojama įsigyti ne vieną galingą keitiklį, bet apskaičiuoti optimalų panaudotų pajėgumų žingsnių skaičių, norint įsigyti kelis modelius, pakaitomis keičiamus automatikos grandine, kad būtų taupiai ir optimaliai naudojami įrangos ištekliai.

Integruotų apsaugų buvimas apibūdina keitiklio kokybę, kuri turėtų būti neveikiama, kai:

• maitinimo įtampos nuokrypis viršutiniame ir apatiniame lygiuose,

• trumpi jungimai išėjimo grandinėje,

• perkrovos esant dabartinei ir temperatūrai.

Jei apkrova sumažinama iki minimalių verčių, automatikos grandinė gali įjungti keitiklį budėjimo režimu. Tačiau ši funkcija būdinga ne visiems modeliams.

Mechaninės konstrukcijos tvirtumas ir patikimumas

Inverterio montavimo vietos pasirinkimą įtakoja jo korpuso gamybos kokybė. Atviro oro sąlygoms naudojami sandarūs modeliai, klasifikuojami pagal IP65 indeksą (sutrumpintą „Ingress Protection Rating“) - tai sistema, skirta analizuoti elektros įrenginių korpusų apsaugos laipsnį nuo vandens ir kietųjų dalelių patekimo pagal tarptautinius standartus.Jis toleruoja atšiaurias eksploatavimo sąlygas bet kokiomis oro sąlygomis.

Montavimo ir pakrovimo bei iškrovimo operacijų kokybei įtakos turi korpuso konfigūracija ir komponentų, tiekiamų kartu su pagrindine įranga, komplektiškumas.

Grandinės montavimo rekomendacijos

Iš pradžių visus vartotojus rekomenduojama prijungti prie keitiklio išėjimo grandinių, tik po to įsijungti į maitinimo grandinių perjungimą.

Tuščiosios eigos metu akumuliatoriai ir saulės moduliai turi daugiau kaip 20 V įtampą elektrolitiniai kondensatoriai. Ir jie, savo ruožtu, atlikdami manipuliacijas išvesties grandinėse, pradės impulsą.

Straipsnio tęsinys:Kaip sumontuoti ir valdyti saulės baterijas