Pretvarač za kućnu solarnu elektranu

U energetskom sektoru često je potrebno pretvoriti neke količine u druge, jer se električna energija proizvodi izvorima izmjenične ili istosmjerne struje. Za njih su stvoreni odgovarajući potrošači: električni motori, transformatorski uređaji, kućanski aparati.

U mnogim industrijama, kao iu alternativnoj energiji, postoji potreba za iskorištavanjem potrošača iz kombiniranih izvora. Punjive se baterije pune, a elektronički uređaji, računalni uređaji isporučuju se sa istosmjernom strujom ili se ispravljaju iz električnih generatora s rotirajućim elektromagnetskim poljem.

Inverzni zadatak elektromotora sinusoidne harmonike kućnih električnih prijemnika iz izvora istosmjerne struje rješava se pretvaranjem električne energije u varijabilnu pomoću posebno dizajniranih složenih električnih struktura nazvanih pretvarači.

Namjena i zadaci pretvarača

Način povezivanja na solarnu stanicu, potrošače i baterije pretvarači se dijele na:

• umrežavanje,

• self-sadržane,

• hibrid.

Mrežni modeli s oznakom "na mreži" djeluju od solarne elektrane na teret javne električne mreže. Najviše se koriste u sustavima kapaciteta veće od 10 kW, što je tipično za uporabu u europskim zemljama. U Rusiji odredbe Zelene tarife pojedincima ne daju pravo na korištenje ove metode.

Samostalni pretvarači predstavljaju "off grid". Priključeni su na domaće potrošače i napajani su punjive baterijedopunjavaju solarni moduli preko kontrolera.

Hibridni dizajni koriste obje metode povezivanja. Dobro se miješaju s neprekidnim krugovima napajanjamože kroz automatizaciju kontrolera raditi iz baterije i / ili solarnog modula ako je potrebno.

Načela pretvarača

Tijekom rada, mali dio korištene energije se gubi zagrijavanjem elemenata kruga i sporednim procesima. Stoga je izlazna snaga uvijek manja od potrošnje. Učinkovitost dobrog dizajna određuje se s učinkovitošću od 90 do 95%.

Pretvaračem se smatra da je generator periodičnog napona, koji je po obliku vrlo blizu sinusoidnim harmonikama ili se od njega značajno razlikuje u obliku izlaznog signala.

Grafikovi sinusoidne oscilacije i njen analog koji proizvodi inverter

Grafikon prikazuje glavne prikaze sinusnog vala i napona na izlazu pretvarača, koji se obično naziva "Meander", blizu njegova tipa. Ovisno o složenosti dizajna i mogućnostima da izvršava razne funkcije, oblik meandera može se svojim izgledom još više približiti karakteristikama sinusa ili okruglog, nalik običnim trapezoidima ili čak pravokutnicima na svakom poluslavu.

Pojednostavljeni oblik meandera prikladniji je za uređaje bez induktivnih opterećenja koja troše aktivnu komponentu električne energije. Drugačije je termoelektrični grijači (oznaka "TEN"), sustavi rasvjete sa žarnom niti slične otporničke konstrukcije.

Oblik meandera može imati određeni učinak na uređaje izmjeničnih motora i sklopova transformatora kućanskih uređaja. Idealno rješenje za njihov rad je čisti sinus. Stoga su složeni pretvarači koji stvaraju izlazni napon vrlo blizu sinusoidnim harmonikama privlačniji za opremu. Ali trošak njihove proizvodnje je veći.

Posebna točnost meandrijskog pristupa sinusoidu važna je za visoko precizne mjerne instrumente, medicinsku opremu, profesionalne audio sustave, telekomunikacijsku opremu.

Značajke dizajna

Za kućne solarne elektrane u Rusiji najveća je potražnja za krugove koji stvaraju jednu fazu izmjeničnog napona u vrijednosti od 220 volti.

Za pretvaranje istosmjerne struje pretvarač može raditi u skladu s transformatorskim krugom ili bez njega. Prisutnost transformatora značajno komplicira dizajn, ali omogućuje vam stvaranje visokokvalitetnog izlaznog signala.

Sustav za hlađenje uređaja može koristiti prisilni ventilator. Kod skupih dizajna pažnja se posvećuje:

• tišina,

• uporaba nekoliko načina rada, ovisno o opterećenju (posebno pri pregrijavanju).

Pretvarači proizvedeni u industriji mogu se kombinirati iz jednofaznih sustava u trofazne uređaje povećane snage. U stanju su obavljati različite zadatke do prijenosa viška proizvedene električne energije u industrijsku mrežu.

Osnovna pravila za izbor pretvarača

DC kućanski aparati i baterije rade na standardnim 12/24/36/48 volti, ovisno o njihovoj izvedbi. Proizvođači pretvarača za svaki određeni tip napona puštaju svoju opremu. To treba analizirati pri odabiru modela.

Pri korištenju pretvarača treba uzeti u obzir sljedeće:

• Najveća potrošnja energije

• četiri faze rada: način pokretanja, faza dugotrajne pretvorbe električne energije u nazivnoj snazi, rad u praznom hodu, preopterećenje.

Najviša snaga potrošača mjeri se u određenom trenutku pri stvaranju kritičnih opterećenja, može značajno premašiti nazivne vrijednosti standardne mreže ~ 220V / 50Hz.

U načinu pokretanja pretvarači mogu isporučiti pretjeranu snagu za kratko vrijeme pokretanja elektromotora (nekoliko milisekundi) i puštanje u pogon kapacitivnih opterećenja. Ovaj je način karakterističan za uključivanje hladnjaka, perilica rublja i perilica posuđa.

Način kontinuiranog rada treba odgovarati nominalnim karakteristikama odabranog dizajna.

Potrošnja energije uređaja bez izlaznog opterećenja ne smije prelaziti 1% nazivne vrijednosti za visokokvalitetne modele.

Tijekom faze preopterećenja, pojedini tipovi pretvarača mogu pouzdano prenijeti snagu veću od 50% nazivne vrijednosti u roku od pola sata. Ali ta je sposobnost različita za svaki model uređaja.

Određivanje veličine idealnog opterećenja vrlo je problematično. Stoga se odabir pretvarača stvara s rezervom snage s maržom do 20% izračunatih vrijednosti.

U širokoj kućnoj mreži opterećenje može stalno fluktuirati u širokom rasponu vrijednosti. S takvom se prirodom preporučuje kupnja ne jednog moćnog pretvarača, već izračunavanje optimalnog broja koraka iskorištenih kapaciteta za nabavku nekoliko modela, naizmjenično prebačenih u automatizacijski krug za ekonomično i optimalno korištenje resursa opreme.

Prisutnost ugrađenih zaštita karakterizira kvalitetu pretvarača, koji treba ukloniti iz pogona kada:

• odstupanje napona napajanja na gornjoj i donjoj razini,

• kratki spojevi u izlaznom krugu,

• preopterećenja u struji i temperaturi.

U slučaju smanjenja opterećenja na minimalne vrijednosti, krug automatizacije može pretvoriti pretvarač u stanje pripravnosti. Ali ova funkcija nije svojstvena svim modelima.

Čvrstoća i pouzdanost mehaničke konstrukcije

Na odabir mjesta ugradnje pretvarača utječe kvaliteta proizvodnje njegovog kućišta. Za otvorene uvjete koriste se zatvoreni modeli klasificirani indeksom IP65 (skraćeno za ocjenu zaštite od napona), sustavom za analizu stupnja zaštite kućišta električne opreme od prodora vode i čestica u skladu s međunarodnim standardima.Tolerira oštre radne uvjete u svim vremenskim uvjetima.

Na kvalitetu ugradnje i utovara i istovara utječe konfiguracija trupa i kompletnost komponenti isporučenih zajedno s glavnom opremom.

Preporuke za ugradnju kruga

U početku je preporučljivo sve potrošače spojiti na izlazne krugove pretvarača, tek onda uključite se u prebacivanje strujnih krugova napajanja.

U praznom hodu baterije i solarni moduli imaju više od 20 V, što će dovesti do visokog napona elektrolitički kondenzatori, A oni, zauzvrat, tijekom manipulacija u izlaznim krugovima počet će ispuštati puls.

Nastavak članka:Kako instalirati i upravljati solarnim pločama