Αναστροφέας οικιακού ηλιακού σταθμού

Στον τομέα της ενέργειας, είναι συχνά απαραίτητο να μετατραπούν ορισμένες ποσότητες σε άλλες επειδή η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από πηγές εναλλασσόμενου ή συνεχούς ρεύματος. Αντίστοιχοι καταναλωτές δημιουργούνται γι 'αυτούς: ηλεκτροκινητήρες, μετασχηματιστές, οικιακές συσκευές.

Σε πολλές βιομηχανίες, όπως και στην εναλλακτική ενέργεια, υπάρχει ανάγκη εκμετάλλευσης των καταναλωτών από συνδυασμένες πηγές. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες φορτίζονται και οι ηλεκτρονικές συσκευές, οι ηλεκτρονικές συσκευές τροφοδοτούνται με συνεχές ρεύμα ή διορθώνονται από ηλεκτρογεννήτριες με περιστρεφόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Το αντίστροφο πρόβλημα της λειτουργίας ηλεκτρικών κινητήρων των ημιτονοειδών αρμονικών οικιακών ηλεκτρικών δεκτών από πηγές συνεχούς ρεύματος επιλύεται μετατρέποντας την ηλεκτρική ενέργεια σε μεταβλητή χρησιμοποιώντας ειδικά σχεδιασμένες σύνθετες ηλεκτρικές κατασκευές που ονομάζονται μετατροπείς.

Σκοπός και εργασίες του μετατροπέα

Με τη μέθοδο σύνδεσης με τον ηλιακό σταθμό, τους καταναλωτές και τις μπαταρίες, οι μετατροπείς χωρίζονται σε:

• δικτύου

• αυτόνομη

• υβριδικό.

Μοντέλα δικτύου με την ονομασία "σε δίκτυο" λειτουργούν από σταθμό ηλιακής ενέργειας στο φορτίο δημόσιου ηλεκτρικού δικτύου. Χρησιμοποιούνται περισσότερο σε συστήματα με δυναμικότητα άνω των 10 kW, χαρακτηριστική για χρήση σε ευρωπαϊκές χώρες. Στη Ρωσία, οι διατάξεις του Πράσινου Δασμολογίου δεν παρέχουν στους πολίτες το δικαίωμα να χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο.

Οι αυτόνομοι μετατροπείς είναι "εκτός δικτύου". Συνδέονται με οικιακούς οικιακούς καταναλωτές και τροφοδοτούνται από επαναφορτιζόμενες μπαταρίεςεπαναφορτιζόμενες από ηλιακές μονάδες μέσω ελεγκτών.

Τα υβριδικά σχέδια χρησιμοποιούν και τις δύο μεθόδους σύνδεσης. Ανακατεύονται καλά με κυκλώματα αδιάλειπτης παροχής ισχύοςμπορεί μέσω της αυτοματοποίησης του ελεγκτή να λειτουργήσει από την μπαταρία και / ή την ηλιακή μονάδα εάν είναι απαραίτητο.

Αρχές μετατροπέα

Κατά τη λειτουργία, ένα μικρό μέρος της εφαρμοζόμενης ενέργειας χάνεται κατά τη θέρμανση των στοιχείων του κυκλώματος και των πλευρικών διεργασιών. Επομένως, η ισχύς εξόδου είναι πάντα χαμηλότερη από την κατανάλωση. Η απόδοση ενός καλού σχεδιασμού καθορίζεται από την απόδοση με μια τιμή 90-95%.

Ο μετατροπέας θεωρείται γεννήτρια περιοδικής τάσης, η οποία σε σχήμα είναι πολύ κοντά στις ημιτονοειδείς αρμονικές ή διαφέρει σημαντικά από αυτήν με τη μορφή του σήματος εξόδου.

Γραφήματα ημιτονοειδούς ταλάντωσης και το ανάλογο που παράγει ο μετατροπέας

Το γράφημα δείχνει τις κύριες προβολές του ημιτονοειδούς κύματος και την τάση στην έξοδο του μετατροπέα, η οποία συνήθως ονομάζεται "Meander", κοντά στον τύπο του. Ανάλογα με την πολυπλοκότητα της δομής με τις δυνατότητες υλοποίησης διαφόρων λειτουργιών από αυτήν, το σχήμα του μαιάνδρου μπορεί να είναι ακόμα πιο κοντά στα χαρακτηριστικά του ημιτονοειδούς ή τραχιωμένου, που μοιάζουν με τα συνήθη τραπεζοειδή ή ακόμα και ορθογώνια σε κάθε μισό κύμα με την εμφάνισή τους.

Η απλοποιημένη μορφή του μαιάνδρου είναι πιο κατάλληλη για συσκευές χωρίς επαγωγικά φορτία που καταναλώνουν το ενεργό συστατικό της ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι διαφορετικό θερμοηλεκτρικοί θερμαντήρες (ονομασία "ΔΕΔ"), συστήματα φωτισμού πυρακτώσεως και παρόμοιες δομές αντίστασης.

Το σχήμα του μαιάνδρου μπορεί να επηρεάσει κάπως τις συσκευές ηλεκτρικών κινητήρων AC και μετασχηματιστών οικιακών συσκευών. Η ιδανική λύση για τη δουλειά τους είναι ένα καθαρό ημίτονο. Επομένως, σύνθετοι μετατροπείς που παράγουν την τάση εξόδου πολύ κοντά στις ημιτονοειδείς αρμονικές είναι πιο ελκυστικές για τον εξοπλισμό. Αλλά το κόστος της παραγωγής τους είναι υψηλότερο.

Η ιδιαίτερη ακρίβεια της προσέγγισης μελανιού στο ημιτονοειδές είναι σημαντική για τα όργανα μέτρησης υψηλής ακρίβειας, τον ιατρικό εξοπλισμό, τα επαγγελματικά συστήματα ήχου και τον τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό.

Χαρακτηριστικά σχεδιασμού

Για τις οικιακές εγκαταστάσεις παραγωγής ηλιακής ενέργειας στη Ρωσία, τα κυκλώματα που δημιουργούν μία φάση εναλλασσόμενης τάσης με τιμή 220 βολτ είναι στη μεγαλύτερη ζήτηση.

Για τη μετατροπή συνεχούς ρεύματος, ο μετατροπέας μπορεί να λειτουργήσει σύμφωνα με ένα κύκλωμα μετασχηματιστή ή χωρίς αυτό. Η παρουσία ενός μετασχηματιστή περιπλέκει σημαντικά τον σχεδιασμό, αλλά σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα υψηλής ποιότητας σήμα εξόδου.

Το σύστημα ψύξης της συσκευής μπορεί να χρησιμοποιεί έναν εξαναγκασμένο ανεμιστήρα. Σε ακριβά σχέδια, δίνεται προσοχή στα εξής:

• αθόρυβη λειτουργία

• τη χρήση πολλών τρόπων λειτουργίας, ανάλογα με το φορτίο (ειδικά σε περίπτωση υπερθέρμανσης).

Οι μετατροπείς που κατασκευάζονται από τη βιομηχανία μπορούν να συνδυαστούν από μονοφασικά συστήματα σε τριφασικές συσκευές αυξημένης ισχύος. Είναι σε θέση να εκτελούν διάφορα καθήκοντα έως τη μεταφορά του πλεονάσματος ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στο βιομηχανικό δίκτυο.

Βασικοί κανόνες για την επιλογή ενός μετατροπέα

Οι οικιακές συσκευές DC και οι μπαταρίες λειτουργούν σε στάνταρ 12/24/36/48 βολτ, ανάλογα με το σχεδιασμό τους. Οι κατασκευαστές μετατροπέων για κάθε συγκεκριμένο τύπο τάσης αποδεσμεύουν τον εξοπλισμό τους. Αυτό πρέπει να αναλυθεί κατά την επιλογή ενός μοντέλου.

Κατά τη χρήση του μετατροπέα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα εξής:

• Μέγιστη κατανάλωση ενέργειας

• τέσσερις φάσεις λειτουργίας: λειτουργία εκκίνησης, στάδιο μακροπρόθεσμης μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας στην ονομαστική ισχύ, βραδυπορία, υπερφόρτωση.

Η μέγιστη ισχύς των καταναλωτών μετριέται σε ένα συγκεκριμένο χρονικό σημείο κατά τη δημιουργία κρίσιμων φορτίων, μπορεί να υπερβαίνει σημαντικά τις ονομαστικές τιμές ενός τυποποιημένου δικτύου ~ 220V / 50Hz.

Κατά τη λειτουργία εκκίνησης, οι μετατροπείς είναι σε θέση να παρέχουν υπερβολική ισχύ σε σύντομο χρονικό διάστημα από την εκκίνηση ηλεκτρικών κινητήρων (λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου) και την έναρξη λειτουργίας χωρητικών φορτίων. Αυτή η λειτουργία είναι χαρακτηριστική όταν ενεργοποιείτε ψυγεία, πλυντήρια ρούχων και πλυντήρια πιάτων.

Ο τρόπος συνεχούς λειτουργίας πρέπει να αντιστοιχεί στα ονομαστικά χαρακτηριστικά του επιλεγμένου σχεδίου.

Η κατανάλωση ισχύος της συσκευής χωρίς φορτίο εξόδου δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1% της ονομαστικής τιμής για μοντέλα υψηλής ποιότητας.

Κατά τη διάρκεια της φάσης υπερφόρτωσης, ορισμένοι τύποι μετατροπέων μπορούν να μεταφέρουν αξιόπιστα ισχύ που υπερβαίνει το 50% της ονομαστικής τιμής μέσα σε μισή ώρα. Αλλά αυτή η δυνατότητα είναι διαφορετική για κάθε μοντέλο της συσκευής.

Ο προσδιορισμός του μεγέθους του ιδανικού φορτίου είναι πολύ προβληματικός. Συνεπώς, οι μετατροπείς επιλέγονται με τη δημιουργία αποθέματος ισχύος με περιθώριο έως και 20% των υπολογισμένων τιμών.

Σε ένα εκτεταμένο οικιακό δίκτυο, το φορτίο μπορεί συνεχώς να κυμαίνεται σε ένα ευρύ φάσμα τιμών. Με αυτή τη φύση, συνιστάται η αγορά ενός ισχυρού μετατροπέα, αλλά ο υπολογισμός του βέλτιστου αριθμού βημάτων των χρησιμοποιούμενων δυνατοτήτων για την απόκτηση πολλών μοντέλων, εναλλασσόμενων εναλλακτικά από ένα κύκλωμα αυτοματισμού για μια οικονομική και βέλτιστη χρήση του πόρου εξοπλισμού.

Η παρουσία ενσωματωμένων προστατευτικών χαρακτηριστικών χαρακτηρίζει την ποιότητα του μετατροπέα, ο οποίος πρέπει να τεθεί εκτός λειτουργίας όταν:

• απόκλιση της τάσης τροφοδοσίας στο άνω και κάτω επίπεδο,

• βραχυκυκλώματα στο κύκλωμα εξόδου,

• υπερφορτώσεις στο ρεύμα και τη θερμοκρασία.

Σε περιπτώσεις μείωσης του φορτίου στις ελάχιστες τιμές, το κύκλωμα αυτοματισμού μπορεί να θέσει τον μετατροπέα σε λειτουργία αναμονής. Αλλά αυτή η λειτουργία δεν είναι εγγενής σε όλα τα μοντέλα.

Αντοχή και αξιοπιστία της μηχανικής κατασκευής

Η επιλογή της θέσης εγκατάστασης του μετατροπέα επηρεάζεται από την ποιότητα κατασκευής του περιβλήματός του. Για συνθήκες ανοιχτού αέρα, χρησιμοποιούνται σφραγισμένα μοντέλα ταξινομημένα με τον δείκτη IP65 (βραχυπρόθεσμα για τη βαθμολογία προστασίας Ingress), ένα σύστημα για την ανάλυση του βαθμού προστασίας των περιβλημάτων ηλεκτρικού εξοπλισμού από την είσοδο νερού και σωματιδίων σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα.Ανέχει σκληρές συνθήκες λειτουργίας σε όλες τις καιρικές συνθήκες.

Η ποιότητα των εργασιών εγκατάστασης και φόρτωσης και εκφόρτωσης επηρεάζεται από τη διαμόρφωση του κύτους και την πληρότητα των παρεχόμενων στοιχείων μαζί με τον κύριο εξοπλισμό.

Προτάσεις για τοποθέτηση κυκλώματος

Αρχικά, συνιστάται να συνδέσετε όλους τους καταναλωτές στα κυκλώματα εξόδου του μετατροπέα, μόνο στη συνέχεια ενεργοποιήστε τα κυκλώματα τροφοδοσίας.

Κατά την αδράνεια, οι μπαταρίες και οι ηλιακές μονάδες έχουν περισσότερα από 20 V, πράγμα που θα προκαλέσει υψηλή τάση ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές. Και αυτοί, με τη σειρά τους, κατά τη διάρκεια χειρισμών στα κυκλώματα εξόδου θα αρχίσουν να εκπέμπουν παλμούς.

Συνέχεια του άρθρου:Πώς να εγκαταστήσετε και να χρησιμοποιήσετε ηλιακούς συλλέκτες