Inversor para estação de energia solar doméstica

No setor de energia, muitas vezes é necessário converter algumas quantidades em outras, porque a energia elétrica é produzida por fontes de corrente alternada ou direta. Os consumidores correspondentes são criados para eles: motores elétricos, dispositivos transformadores, eletrodomésticos.

Em muitos setores, como na energia alternativa, é necessário explorar os consumidores de fontes combinadas. Baterias recarregáveis ​​são carregadas e dispositivos eletrônicos, dispositivos de computador são fornecidos com corrente contínua ou retificados de geradores de energia elétrica com um campo eletromagnético rotativo.

O problema inverso da operação de motores elétricos de harmônicos sinusoidais de receptores elétricos domésticos de fontes de corrente contínua é resolvido convertendo eletricidade em variável usando estruturas elétricas complexas especialmente projetadas, chamadas inversores.

Finalidade e tarefas do inversor

Pelo método de conexão à estação solar, consumidores e baterias, os inversores são divididos em:

• rede

• autônomo

• híbrido.

Os modelos de rede com a designação “on grid” operam a partir de uma estação de energia solar com carga de uma rede de energia pública. Eles são mais utilizados em sistemas com capacidades superiores a 10 kW, típicos para uso em países europeus. Na Rússia, as disposições da Tarifa Verde não dão às pessoas o direito de usar esse método.

Inversores independentes representam "fora da rede". Eles estão conectados aos consumidores domésticos e alimentados por pilhas recarregáveisrecarregado por módulos solares através de controladores.

Projetos híbridos usam os dois métodos de conexão. Eles misturam bem com circuitos de fonte de alimentação ininterruptaatravés da automação do controlador, trabalhar com a bateria e / ou módulo solar, se necessário.

Princípios do inversor

Durante a operação, uma pequena parte da energia aplicada é perdida no aquecimento dos elementos do circuito e dos processos colaterais. Portanto, a potência de saída é sempre menor que a gasta. A eficiência de um bom projeto é determinada pela eficiência com um valor de 90 a 95%.

O inversor é considerado um gerador de tensão periódica, que na forma está muito próximo dos harmônicos sinusoidais ou difere significativamente dele na forma do sinal de saída.

Gráficos de oscilação sinusoidal e seu análogo produzido pelo inversor

O gráfico mostra as principais vistas da onda senoidal e a tensão na saída do inversor, comumente chamada de “Meandro”, próxima ao seu tipo. Dependendo da complexidade da estrutura com as possibilidades de implementar várias funções, a forma do meandro pode estar ainda mais próxima das características do seno ou rugosa, lembrando trapézios comuns ou mesmo retângulos em cada meia-onda com sua aparência.

A forma simplificada do meandro é mais adequada para dispositivos sem cargas indutivas que consomem o componente ativo da energia elétrica. É diferente aquecedores termoelétricos (designação "RTE"), sistemas de iluminação incandescente e estruturas resistivas semelhantes.

A forma do meandro pode ter um certo efeito sobre os dispositivos de motores elétricos CA e conjuntos de transformadores de eletrodomésticos. A solução ideal para o trabalho deles é um seno puro. Portanto, inversores complexos que geram tensão de saída muito próxima aos harmônicos sinusoidais são mais atrativos para o equipamento. Mas o custo de sua produção é maior.

A precisão especial da abordagem sinuosa do sinusóide é importante para instrumentos de medição de alta precisão, equipamentos médicos, sistemas profissionais de áudio e equipamentos de telecomunicações.

Recursos de design

Para usinas de energia solar doméstica na Rússia, os circuitos que criam uma fase de tensão alternada com um valor de 220 volts estão em maior demanda.

Para converter corrente contínua, o inversor pode operar de acordo com um circuito do transformador ou sem ele. A presença de um transformador complica significativamente o design, mas permite criar um sinal de saída de alta qualidade.

O sistema de refrigeração do dispositivo pode usar um ventilador forçado. Em projetos caros, é dada atenção a:

• silêncio

• o uso de vários modos de operação, dependendo da carga (especialmente quando superaquecido).

Os inversores fabricados pela indústria podem ser combinados de sistemas monofásicos em dispositivos trifásicos de maior potência. Eles são capazes de executar várias tarefas até a transferência de energia excedente gerada para a rede industrial.

Regras básicas para escolher um inversor

Os eletrodomésticos e baterias de corrente contínua funcionam em 12/24/36/48 volts padrão, dependendo do design. Fabricantes de inversores para cada tipo especificado de tensão liberam seus equipamentos. Isso deve ser analisado ao escolher um modelo.

Ao usar o inversor, deve-se considerar o seguinte:

• Pico de consumo de energia

• quatro fases de operação: modo de inicialização, estágio de conversão de eletricidade a longo prazo na potência nominal, inativo, sobrecarga.

O pico de potência dos consumidores é medido em um determinado ponto no tempo ao criar cargas críticas, pode exceder significativamente os valores nominais de uma rede padrão ~ 220V / 50Hz.

No modo de inicialização, os inversores são capazes de fornecer energia excessiva em pouco tempo após a partida dos motores elétricos (alguns milissegundos) e o comissionamento de cargas capacitivas. Este modo é característico ao ligar geladeiras, máquinas de lavar e lava-louças.

O modo de operação contínua deve corresponder às características nominais do projeto escolhido.

O consumo de energia do dispositivo sem carga de saída não deve exceder 1% do valor nominal para modelos de alta qualidade.

Durante a fase de sobrecarga, certos tipos de inversores podem transmitir de forma confiável uma potência superior a 50% do valor nominal em meia hora. Mas essa capacidade é diferente para cada modelo do dispositivo.

Determinar a magnitude da carga ideal é muito problemático. Portanto, os inversores são selecionados com a criação de uma reserva de energia com uma margem de até 20% dos valores calculados.

Em uma extensa rede doméstica, a carga pode flutuar constantemente em uma ampla faixa de valores. Com essa natureza, recomenda-se comprar não um inversor poderoso, mas calcular o número ideal de etapas das capacidades usadas para a aquisição de vários modelos, alternadamente alternadas por um circuito de automação para um uso econômico e otimizado dos recursos do equipamento.

A presença de proteções embutidas caracteriza a qualidade do inversor, que deve ser retirada de operação quando:

• desvio da tensão de alimentação nos níveis superior e inferior,

• curto-circuito no circuito de saída,

• sobrecargas em corrente e temperatura.

Em caso de redução da carga aos valores mínimos, o circuito de automação pode colocar o inversor no modo de espera. Mas essa função não é inerente a todos os modelos.

Força e confiabilidade da construção mecânica

A escolha do local de instalação do inversor é influenciada pela qualidade de fabricação de seu alojamento. Para condições ao ar livre, são utilizados modelos selados, classificados pelo índice IP65 (abreviação de Ingress Protection Rating), um sistema para analisar o grau de proteção de caixas de equipamentos elétricos contra entrada de água e material particulado de acordo com as normas internacionais.Ele tolera condições operacionais adversas em todas as condições climáticas.

A qualidade das operações de instalação e carregamento e descarregamento é influenciada pela configuração do casco e pela integridade dos componentes fornecidos juntamente com o equipamento principal.

Recomendações de montagem de circuitos

Inicialmente, recomenda-se conectar todos os consumidores aos circuitos de saída do inversor e somente depois se envolver nos circuitos de alimentação de comutação.

Quando em marcha lenta, as baterias e os módulos solares têm mais de 20 V, o que causará alta tensão capacitores eletrolíticos. E eles, por sua vez, durante as manipulações nos circuitos de saída começarão a descarregar o pulso.

Continuação do artigo:Como instalar e operar painéis solares