Czy znasz zasadę działania inwertera solarnego sieciowego?
Falowniki sieciowe są powszechnie stosowane w dużych systemach elektrowni fotowoltaicznych, w których wiele szeregów PV połączonych równolegle jest podłączonych do strony wejściowej DC scentralizowanego falownika. Falowniki o większej mocy zazwyczaj wykorzystują trójfazowe moduły mocy z izolowanymi bramkami tranzystorów bipolarnych (IGBT), podczas gdy jednostki o mniejszej mocy wykorzystują tranzystory MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors). Ponadto, kontroler cyfrowego przetwarzania sygnału (DSP) jest używany do poprawy jakości mocy wyjściowej, zbliżając ją do idealnej sinusoidy wyjściowej.
W dzisiejszym artykule przedstawimy czym jest inwerter solarny sieciowy i wszystkie rodzaje magazynów energii falowniki słoneczne , zasada działania inwertera solarnego zasilanego siecią, kluczowe cechy i podstawowe funkcje inwertera solarnego zasilanego siecią oraz zastosowania inwertera solarnego zasilanego siecią.
1. Czym jest falownik solarny podłączony do sieci?
Gdy publiczna sieć energetyczna zawodzi, strona sieciowa staje się faktycznie zwarciem. Falowniki podłączone do sieci aktywują wówczas zabezpieczenie przed przeciążeniem i wyłączają się automatycznie. Po wykryciu przeciążenia mikroprocesor blokuje sygnał SPWM i rozłącza wyłącznik obwodu podłączony do sieci. Jeśli układ słoneczny nadal generuje energię, falownik przełącza się na pracę autonomiczną. W tym trybie sterowanie jest stosunkowo proste, działając jako układ ujemnego sprzężenia zwrotnego napięcia AC: mikroprocesor monitoruje napięcie wyjściowe, porównuje je z napięciem odniesienia (zwykle 220 V) i dostosowuje współczynnik wypełnienia PWM, aby utrzymać stabilną inwersję.
Praca autonomiczna wymaga wystarczającej mocy wyjściowej paneli słonecznych. Jeśli zapotrzebowanie na obciążenie przekracza pojemność lub światło słoneczne jest niewystarczające, moc wyjściowa falownika spada, powodując spadek napięcia paneli słonecznych, aż moc wyjściowa AC spadnie poniżej progu i uruchomi ochronę niskiego napięcia. System automatycznie łączy się ponownie w trybie sieciowym po wznowieniu zasilania sieciowego.
Konwersja prądu stałego na prąd przemienny: Zamienia prąd stały z paneli słonecznych lub innych źródeł na prąd zmienny do użytku domowego, firmowego lub do przesyłania go do sieci.
Śledzenie punktu maksymalnej mocy (MPPT): Zapewnia szczytowy poziom pozyskiwania energii z paneli słonecznych w zmiennych warunkach dzięki zaawansowanym algorytmom.
Synchronizacja sieci: Precyzyjnie dopasowuje częstotliwość, napięcie i fazę sieci, zapewniając bezpieczny i wydajny przesył energii.
Zarządzanie baterią: Inteligentne sterowanie cyklami ładowania/rozładowania — przechowywanie nadmiaru energii do późniejszego wykorzystania lub do zasilania sieci.
Funkcje bezpieczeństwa: Kompleksowe zabezpieczenia obejmujące zabezpieczenia przed zbyt wysokim/niskim napięciem, przeciążeniem i zwarciem.
Ochrona przed pracą wyspową: automatycznie przerywa dopływ energii elektrycznej, zapobiegając niebezpiecznemu „pracy wyspowej” podczas przerw w dostawie prądu, zapewniając bezpieczeństwo ludzi.
Inteligentne sterowanie: Nowoczesne jednostki charakteryzują się monitorowaniem w czasie rzeczywistym i adaptacyjną optymalizacją, co zapewnia maksymalną efektywność energetyczną dzięki zastosowaniu inteligentnych systemów.
Wysoka wydajność
Ze względu na wysoki koszt ogniw słonecznych maksymalizacja pozyskiwania energii wymaga optymalnej sprawności inwertera.
Wysoka niezawodność
Systemy fotowoltaiczne (PV) często działają w odległych lokalizacjach, bez personelu konserwacyjnego, wymagając falowników z wytrzymałymi obwodami, rygorystycznie ekranowanymi komponentami i kompleksowymi funkcjami zabezpieczającymi.
Szeroki zakres napięcia wejściowego
Napięcie ogniwa słonecznego zmienia się w zależności od obciążenia i natężenia promieniowania. Starzejące się baterie wykazują szersze wahania napięcia — na przykład starzejąca się bateria 12 V może działać w zakresie 10 V–16 V — wymagając stabilnej pracy falownika w tym zakresie.
Oprócz konwersji prądu stałego na prąd przemienny inwertery optymalizują generację energii słonecznej i zapewniają kluczowe zabezpieczenia, w tym:
Szczegóły kluczowych funkcji:
O wschodzie słońca wzrastające natężenie promieniowania zwiększa moc wyjściową paneli słonecznych aż do osiągnięcia progu aktywacji falownika. System stale monitoruje moc wejściową, utrzymując działanie w warunkach zachmurzenia, aż moc wyjściowa zmniejszy się w pobliżu zachodu słońca, kiedy przechodzi w tryb gotowości.
Wydajność ogniwa słonecznego zmienia się wraz z natężeniem promieniowania i temperaturą złącza, wykazując jednocześnie zależne od prądu charakterystyki napięcia, które tworzą zmieniające się optymalne punkty pracy. MPPT dynamicznie śledzi te maksima — krytyczna cecha zapewniająca szczytowe zbiory energii pomimo zmieniających się warunków środowiskowych.
Przed podłączeniem falowniki sieciowe analizują parametry sieci (napięcie/częstotliwość/kolejność faz) w punkcie przyłączenia i odpowiednio synchronizują swoje wyjście.
W przypadku zakłóceń sieciowych powodujących spadki napięcia w punktach przyłączenia poniżej określonych progów, systemy fotowoltaiczne muszą pracować w sposób ciągły bez konieczności odłączania zasilania.
Gdy nastąpi przerwa w dostawie prądu z sieci, a lokalne źródło zasilania nadal dostarcza energię elektryczną do odbiorników — co spowoduje powstanie niebezpiecznych warunków „wyspy” — falowniki muszą wykryć ten stan i zakończyć go w określonych przepisami ramach czasowych, aby zapewnić bezpieczeństwo personelu i stabilność sieci zgodnie ze standardami połączeń.
Falowniki do magazynowania energii w sieci odgrywają kluczową rolę w:
• Systemy fotowoltaiczne do zastosowań domowych/komercyjnych
• Instalacje wiatrowe
• Mikrosieci
Zarządzanie wytwarzaniem i magazynowaniem energii w celu efektywnego wykorzystania energii i inteligentnej jej dystrybucji w tych zastosowaniach.
