Inversor para estación de energía solar doméstica

En el sector energético, a menudo es necesario convertir algunas cantidades en otras porque la energía eléctrica es producida por fuentes de corriente alterna o continua. Los consumidores correspondientes se crean para ellos: motores eléctricos, dispositivos transformadores, electrodomésticos.

En muchas industrias, como en la energía alternativa, existe la necesidad de explotar a los consumidores de fuentes combinadas. Las baterías recargables se cargan, y los dispositivos electrónicos, los dispositivos informáticos se alimentan con corriente continua o se rectifican desde generadores de energía eléctrica con un campo electromagnético giratorio.

La tarea inversa de los motores eléctricos de los armónicos sinusoidales de los receptores eléctricos domésticos de fuentes de corriente continua se resuelve convirtiendo la electricidad en variable utilizando estructuras eléctricas complejas especialmente diseñadas llamadas inversores.

Propósito y tareas del inversor.

Mediante el método de conexión a la estación solar, consumidores y baterías, los inversores se dividen en:

• red

• autónomo

• híbrido

Los modelos de red con la designación "en red" operan desde una estación de energía solar en la carga de una red pública. Se utilizan principalmente en sistemas con capacidades superiores a 10 kW, típicos para su uso en países europeos. En Rusia, las disposiciones del Arancel Verde no otorgan a las personas el derecho de usar este método.

Los inversores independientes significan "fuera de la red". Están conectados a los consumidores domésticos domésticos y se alimentan de baterías recargablesrecargado por módulos solares a través de controladores.

Los diseños híbridos usan ambos métodos de conexión. Se mezclan bien con circuitos de alimentación ininterrumpidaA través de la automatización del controlador puede trabajar desde la batería y / o el módulo solar si es necesario.

Principios del inversor

Durante el funcionamiento, una pequeña parte de la energía aplicada se pierde al calentar los elementos del circuito y los procesos secundarios. Por lo tanto, la potencia de salida es siempre menor que la gastada. La eficiencia de un buen diseño está determinada por la eficiencia con un valor del 90 al 95%.

Se considera que el inversor es un generador de voltaje periódico, que en forma está muy cerca de los armónicos sinusoidales o difiere significativamente de él en la forma de la señal de salida.

Gráficos de oscilación sinusoidal y su análogo producido por el inversor

El gráfico muestra las principales vistas de la onda sinusoidal y el voltaje en la salida del inversor, que comúnmente se llama "Meandro", cerca de su tipo. Dependiendo de la complejidad del diseño con las posibilidades de implementar varias funciones, la forma del meandro puede estar aún más cerca de las características del seno o rugosa, pareciéndose a trapecios ordinarios o incluso rectángulos en cada media onda con su apariencia.

La forma simplificada del meandro es más adecuada para dispositivos sin cargas inductivas que consumen el componente activo de la energía eléctrica. Es diferente calentadores termoeléctricos (designación "TEN"), sistemas de iluminación incandescente y estructuras resistivas similares.

La forma del meandro puede tener cierto efecto en los dispositivos de motores eléctricos de CA y ensambles de transformadores de electrodomésticos. La solución ideal para su trabajo es un seno puro. Por lo tanto, los inversores complejos que generan el voltaje de salida muy cercano a los armónicos sinusoidales son más atractivos para los equipos. Pero el costo de su producción es mayor.

La precisión especial del enfoque de meandro a la sinusoide es importante para instrumentos de medición de alta precisión, equipos médicos, sistemas de audio profesionales, equipos de telecomunicaciones.

Características de diseño

Para las plantas de energía solar doméstica en Rusia, los circuitos que crean una fase de voltaje alterno con una magnitud de 220 voltios son los más demandados.

Para convertir la corriente continua, el inversor puede funcionar de acuerdo con un circuito transformador o sin él. La presencia de un transformador complica significativamente el diseño, pero le permite crear una señal de salida de alta calidad.

El sistema de enfriamiento del dispositivo puede usar un ventilador forzado. En diseños caros, se presta atención a:

• silenciosidad

• El uso de varios modos de funcionamiento, dependiendo de la carga (especialmente cuando se sobrecalienta).

Los inversores fabricados por la industria pueden combinarse desde sistemas monofásicos a dispositivos trifásicos de mayor potencia. Son capaces de realizar diversas tareas hasta la transferencia de electricidad generada en exceso a la red industrial.

Reglas básicas para elegir un inversor

Los electrodomésticos y las baterías de CC funcionan a 12/24/36/48 voltios estándar, según su diseño. Los fabricantes de inversores para cada tipo específico de voltaje liberan sus equipos. Esto debe analizarse al elegir un modelo.

Al usar el inversor, se debe considerar lo siguiente:

• Consumo de energía pico

• cuatro fases de operación: modo de arranque, etapa de conversión a largo plazo de electricidad a potencia nominal, inactivo, sobrecarga.

La potencia máxima de los consumidores se mide en un momento determinado cuando se crean cargas críticas; puede superar significativamente los valores nominales de una red estándar ~ 220V / 50Hz.

En el modo de arranque, los inversores pueden suministrar una potencia excesiva durante un corto tiempo de arranque de motores eléctricos (varios milisegundos) y la puesta en marcha de cargas capacitivas. Este modo es característico al encender refrigeradores, lavadoras y lavavajillas.

El modo de operación continua debe corresponder a las características nominales del diseño elegido.

El consumo de energía del dispositivo sin una carga de salida no debe exceder el 1% del valor nominal para modelos de alta calidad.

Durante la fase de sobrecarga, ciertos tipos de inversores pueden transmitir de manera confiable una potencia superior al 50% del valor nominal en media hora. Pero esta capacidad es diferente para cada modelo del dispositivo.

Determinar la magnitud de la carga ideal es muy problemático. Por lo tanto, los inversores se seleccionan con la creación de una reserva de energía con un margen de hasta el 20% de los valores calculados.

En una red doméstica extensa, la carga puede fluctuar constantemente en una amplia gama de valores. Con esta naturaleza, se recomienda comprar no un inversor potente, sino calcular el número óptimo de pasos de las capacidades utilizadas para la adquisición de varios modelos, alternativamente conmutados por un circuito de automatización para un uso económico y óptimo del recurso del equipo.

La presencia de protecciones integradas caracteriza la calidad del inversor, que debe dejar de funcionar cuando:

• desviación de la tensión de alimentación en los niveles superior e inferior,

• cortocircuitos en el circuito de salida,

• sobrecargas en corriente y temperatura.

En casos de reducir la carga a valores mínimos, el circuito de automatización puede poner el inversor en modo de espera. Pero esta función no es inherente a todos los modelos.

Resistencia y fiabilidad de la construcción mecánica.

La elección de la ubicación de instalación del inversor depende de la calidad de fabricación de su carcasa. Para condiciones al aire libre, se utilizan modelos sellados, clasificados por el índice IP65 (abreviatura de Ingress Protection Rating), un sistema para analizar el grado de protección de los alojamientos de equipos eléctricos contra la entrada de agua y partículas de acuerdo con las normas internacionales.Tolera las duras condiciones de operación en todas las condiciones climáticas.

La calidad de las operaciones de instalación y carga y descarga está influenciada por la configuración del casco y la integridad de los componentes suministrados junto con el equipo principal.

Recomendaciones de montaje en circuito

Inicialmente, se recomienda conectar a todos los consumidores a los circuitos de salida del inversor, solo luego conectarse a los circuitos de alimentación de conmutación.

Cuando está inactivo, las baterías y los módulos solares tienen más de 20 V, lo que provocará un alto voltaje condensadores electrolíticos. Y ellos, a su vez, durante las manipulaciones en los circuitos de salida comenzarán a descargar el pulso.

Continuación del artículo:Cómo instalar y operar paneles solares