Hvernig virkar sólarinverter?

Hvernig virkar sólinverter í raun og veru í ljósvökvakerfi (PV)? Hvaða hlutverki gegnir það? Og hvers vegna er ekki hægt að nota rafmagnið sem framleitt er með sólarrafhlöðum beint inn á heimili eða koma inn á netið án þess? Þessi grein útskýrir vinnureglu sólarinvertara, allt rekstrarferlið, innri uppbyggingu, kerfisgerðir og þróun iðnaðar-ásamt því að fjalla um há-þekkingarpunkta í ljósgeiranum.

 

Meginreglan um raforkuframleiðslu

1. Hver eru ljósvökvaáhrifin?

Til að skilja hvernig inverter virkar verðum við fyrst að skoða grundvallarregluna um framleiðslu sólarorku-ljósvökvaáhrifa.

 

Sólarrafhlöður eru fyrst og fremst gerðar úr kísil-hálfleiðaraefnum, sem samanstanda af tveimur lögum: P-gerð sílikoni og N-gerð sílikoni. Þegar sólarljós lendir á mótalaginu, örva há-orkuljóseindir rafeindir innan hálfleiðarans og mynda rafeinda-gatapör. Undir áhrifum innra rafsviðs hreyfast þessar rafeindir og holur í gagnstæðar áttir, sem skapar stöðugan rafkraft yfir spjaldið. Þetta leiðir til myndunar rafstraums. Þessi beina umbreyting ljósorku í raforku er þekkt sem ljósvökvaáhrif og myndar grunninn að öllum sólarorkukerfum.

 

 

2. Hvers vegna þarf að vinna sólarorku af inverter?

Rafmagnið sem framleitt er af sólarrafhlöðum með ljósvökvaáhrifum hefur tvö lykileinkenni:

Tegund rafmagns: Jafnstraumur (DC), með fastri straumstefnu og spennu sem sveiflast með sólarljósstyrk

Notkunartakmörkun: Heimilistæki, iðnaðarbúnaður og raforkukerfi á landsvísu ganga öll á riðstraumi (AC)

 

Jafnstraumsafl hefur eðlislægar takmarkanir, svo sem erfiðleika við spennustjórnun, hærra flutningstap og lélegt samhæfni við flest rafmagnsálag. Þar af leiðandi er ekki hægt að nota það beint af heimilistækjum eða gefa það inn á ristina. Sólinverter er sérstaklega hannað til að leysa þetta vandamál með því að breyta DC í AC, sem gerir það að ómissandi hluti hvers ljósaorkukerfis.

 

3. Íhlutir í fullkomnu PV kerfi

Venjulegt raforkuframleiðslukerfi samanstendur aðallega af þremur kjarnahlutum: Sólarplötur (einingar) / stjórnandi / inverter. Það fer eftir því hvort orkugeymsla er innifalin, hægt er að skipta PV kerfum í tvær megingerðir:Rat-bundið PV kerfi: Engin rafhlöðugeymsla. Rafmagni er umbreytt af inverterinu og beint inn á almenna netið. Þetta er almenn lausn fyrir verslunar-, iðnaðar- og stórvirkjanir-.Slökkt- PV kerfi: Útbúið rafhlöðum til að geyma umframorku til notkunar síðar. Þessi tegund er aðallega notuð á afskekktum svæðum án netaðgangs.

 

 

Hvað er sólarinverter?

Sólarinverter, einnig þekktur sem photovoltaic (PV) inverter, er rafeindabúnaður sem breytir breytilegum jafnstraumi (DC) sem myndast af sólarrafhlöðum í net-tíðni riðstraum (AC). Það er oft nefnt „hjarta og heili“ í ljósvakakerfi.

 

1. Þrjár kjarnaaðgerðir

Rafmagnsbreyting (kjarnaaðgerð): Breytir óstöðugu jafnstraumsrafmagni frá sólarrafhlöðum í staðlaða 220V/380V sinusoidal AC, sem gerir það samhæft við heimilistæki og netkröfur.

• Aflhagræðing (nýtnivirkni): Útbúin MPPT (Maximum Power Point Tracking) tækni, fylgist það stöðugt með breytingum á sólarljósi og hitastigi, sem tryggir að sólarrafhlöðurnar virki með ákjósanlegum afköstum til að hámarka orkuframleiðslu.
• Kerfisvörn (öryggisaðgerð): Samþættir margar verndaraðferðir, þar á meðal öfuga skautavörn, skammhlaupsvörn, ofhleðsluvörn, yfir-hitavörn og vörn gegn-eyju, sem kemur í veg fyrir skemmdir á búnaði og öryggisáhættu nets.

 

2. Auknar snjallaðgerðir

Nútímalegir snjallir invertar styðja einnig gagnavöktun, fjarrekstur og viðhald, netafgreiðslu og samþættingu við orkugeymslukerfi. Þeir geta fylgst með raforkuframleiðslu, fylgst með stöðu kerfisins í rauntíma og stutt snjöll PV og sólarorku-plús-geymsluforrit.

 

 

Hvernig virkar sólarinverter?

Í kjarna sínum starfar inverterinn í gegnum eftirfarandi ferli: DC inntak → spennustjórnun → snúningsrofi → síun → AC framleiðsla. Allt þetta ferli er lokið með samræmdri stjórn á innri rafeindahlutum og stjórnrásum, án þess að treysta á flókin vélrænni mannvirki.

 

1. Skref eitt: DC safn og inntak

Sólarrafhlöður eru tengdar í röð til að mynda PV strengi. Margir strengir eru sameinaðir í gegnum DC-samsetningarbox og uppsafnaður straumur er síðan færður inn í DC-inntakstöng inverterans. Á þessu stigi er inntaksaflið lág-spenna, mjög breytileg DC, þar sem spennustig sveiflast verulega vegna veðurskilyrða, dag- og næturlota og skugga.

 

2. Skref tvö: MPPT (Hámarks Power Point Tracking)

Þetta er lykilstigið til að hámarka orkuframleiðslu. Stýrikerfi invertersins fylgist stöðugt með spennu og straumi frá PV hliðinni og aðlagar rekstrarbreytur með því að nota háþróaða reiknirit. Með því að gera það læsist það á hámarksaflpunkti við núverandi aðstæður, sem lágmarkar orkutap af völdum skyggingar, hitabreytinga og mismunandi styrks sólarljóss.

 

3. Skref þrjú: Core Inversion (DC til AC umbreyting)

Kjarni snúningsferlisins liggur í inverter hringrásinni, venjulega full-brúaruppbyggingu. Lykilhlutir innihalda afl hálfleiðara rofa eins og IGBT og MOSFET. Stýrirásin knýr þessa rofa nákvæmlega til að kveikja og slökkva á miklum hraða í samræmdri röð, sem breytir í raun stefnu straumflæðisins. Fyrir vikið er upphaflega einhliða DC skipt hratt yfir í reglubundið riðstraum, sem myndar "hrá AC bylgjuform."

 

4. Skref fjögur: Sía, spennuaukning og bylgjulögun

Upphafsbylgjulögun AC-bylgjulögunarinnar, sem myndast við snúning, inniheldur umtalsverða harmóník og hentar ekki til beinnar notkunar. Inni í inverterinu eru íhlutir eins og síur, inductors (reactors) og spennar fínstilla bylgjuformið með því að fjarlægja hávaða, koma á stöðugleika merkisins og auka spennuna upp í venjulegt netstig. Niðurstaðan er slétt, stöðug sinusoidal AC framleiðsla.

 

5. Skref fimm: Power Output eða Grid Connection

Skilyrt straumafl er dreift í gegnum riðstraumsdreifingarskáp. Hluti raforkunnar er notaður til að veita-hleðslu á staðnum (svo sem verksmiðjum eða heimilistækjum), en umframorka fer inn á almenna netið. Í kerfum sem eru utan-netkerfis er umframafli geymdur í rafhlöðum og síðar tæmd til að veita rafmagni þegar ekkert sólarljós er.

 

 

Hvernig á að velja sólarinverter fyrir mismunandi forrit?

Byggt á aflsviði, notkunarsviðsmyndum og rekstrarhamum eru sólarinvertarar almennt flokkaðir í fjórar megingerðir. Valið fylgir skýrum reglum iðnaðarins:

 

1. Örinvertarar (200W–1500W)

Hver sólarrafhlaða er pöruð við sinn eigin inverter, sem framkvæmir DC-í-AC umbreytingu á einingastigi. Þau eru aðallega notuð í húsþökum og litlum dreifðum PV kerfum. Örinvertarar standa sig vel í skyggðum aðstæðum en hafa hærri kostnað á hverja einingu.

 

2. Strengjavíxlarar (1,5kW–250kW, almennir 60–175kW)

Sem stendur er mest notaða tegundin, með hæstu markaðshlutdeild. Einn inverter tengist mörgum PV strengjum, sem býður upp á mikla MPPT nákvæmni og mikla bilunarþol. Hentar fyrir íbúðarhús, atvinnuhúsnæði og lítil-til-meðalstór iðnaðarþök og notuð í vaxandi mæli í stórum-stöðvum-orkuverum á jörðu niðri. Markaðshlutdeild á heimsvísu hefur farið yfir 58%.

 

3. Miðstýrðir strengir (dreifðir) inverters (1MW–10MW)

Þessir eru staðsettir á milli strengja og miðlægra invertara og eru tilvalin fyrir stórar plöntur -uppsettar á jörðu niðri með flóknu landslagi eða hlutaskyggingu. Þeir koma jafnvægi á skilvirkni orkuframleiðslu og auðveldari rekstur og viðhald.

 

4. Miðlægir invertarar (250kW–10MW)

Hannað fyrir há-miðstýrð umbreytingu, með háum spennustigum, litlum kostnaði á hvert watt og einfaldað viðhald. Almennt notað í stórum-sólarbúskap, landbúnaðarverkefnum og fljótandi sólarljóskerfum. Nýjustu gerðirnar geta náð ofur-miklum afköstum allt að 3,125MW og stutt samþættar inverter-spennulausnir.

 

Leiðbeiningar um val: Stórar-jarðvirkjanir á jörðu niðri: Miðlægir eða miðlægir strengjainvertarar. Dreifður PV í verslun og iðnaði/íbúð: Strengjabreytir. Mjög-nákvæmar aðstæður fyrir íbúðarhúsnæði: Örinvertarar

 

Niðurstaða

Í einföldu máli er hægt að draga saman vinnuregluna fyrir sólarinverter sem hér segir:

Sólarrafhlöður umbreyta sólarljósi í sveiflukenndan jafnstraumsafl með ljósvökvaáhrifum. Inverterinn fínstillir síðan úttakið í gegnum MPPT, framkvæmir DC–AC umbreytingu með því að nota rafeindaskipti og fínstillir bylgjuformið með síun og spennustjórnun -sem skilar að lokum stöðugu AC afli fyrir álag eða samþættingu nets.

 

Yahua Lighting býður upp á einn-sólarorkukerfislausnir, þar á meðal sólarorkueiningar, há-skilvirkni strengja og miðlæga invertara, orkugeymslukerfi, samþætta sólargötulýsingu og fullkominn-net/slökkt-netdreifingarbúnað. Með þroskaðri rafeindatækni og víðtækri reynslu af verkefnum utandyra, afhendum við sérsniðnar lausnir fyrir húsþök, verslunar- og iðnaðaraðstöðu, stóra- sólarbúskap og erfiðar aðstæður eins og strandsvæði eða tæringarsvæði. Fyrir frekari upplýsingar, hafðu samband við: sales@sxyhzm.com

 

Algengar spurningar

Q1: Er hægt að nota sólarorku beint án inverter?

A: Nei. Sólarrafhlöður framleiða jafnstraumsrafmagn, en flest tæki og rafmagnsnet nota AC. Erfitt er að stjórna jafnstraumsafli og það skapar öryggisáhættu, svo það verður að breyta því með inverter fyrir notkun.

 

Spurning 2: Hver er munurinn á-netbundnum og ó-netinverterum?

A: Nettengdir-invertarar þurfa ekki rafhlöður og gefa orku beint inn á netið, sem gerir þá hentuga fyrir flest íbúðar- og atvinnuhúsnæði. Off-grid inverters vinna með rafhlöðum til að geyma orku og eru notaðir á svæðum án netaðgangs.

 

Spurning 3: Hvernig á að velja á milli ferhyrningsbylgju og hreins sinusbylgjuskipta?

A: Ferhyrningsbylgjur eru ódýrir-en framleiða mikla harmoniska röskun og henta aðeins fyrir lítið, einfalt álag. Hreinir sinusbylgjubreytir veita hreint framleiðsla sem er samhæft við öll tæki og eru nauðsynleg fyrir PV kerfi fyrir íbúðarhús og atvinnuhúsnæði.

 

Q4: Hversu lengi endist sólinverter?

A: Kjarnaíhlutir eins og IGBT eru venjulega hannaðir fyrir 10–15 ár. Með réttu viðhaldi geta hágæða invertarar varað í 15+ ár, ​​þó að þeir séu oft fyrsti stóri íhluturinn sem skipt er út í PV kerfi.

 

Spurning 5: Af hverju eru string inverters að verða vinsælli?

A: Þeir bjóða upp á nákvæmari MPPT mælingar, minnkað tap við skyggða aðstæður og stöðugt minnkandi kostnað. Ásamt örum vexti dreifðrar PV heldur markaðshlutdeild þeirra áfram að aukast.