Aurinkopaneelien taustalla on myös invertterit, jotka muuttavat aurinkopaneelien tuottaman tasavirran vaihtovirraksi. Aurinkoenergiajärjestelmät tarvitsevat aurinkoinvertterin toimiakseen tehokkaasti verkon yhteydessä tai ilman sitä. Tänään opimme verkkosidosinvertteristä, sen hinnasta ja tavoista kytkeä se verkkovirtaan. Mutta ennen sitä aloitamme verkkosidoksen invertterin toimintaperiaatteella.
Mikä on Grid Tie Inverter ja mikä niiden tehtävä on?
Se on elektroninen komponentti, jota käytetään aurinkoenergian hyödyntämiseen aurinkopaneelijärjestelmissä. GTI eli verkkoon kytketty invertteri kytketään aurinkopaneeleihin muuntaakseen aurinkopaneelien tuottaman tasavirran (DC) vaihtovirraksi (AC). Verkkojärjestelmä toimii ilman akkuja, ja verkkoon kytkettyjä inverttereitä voidaan käyttää aurinkopaneeleissa, tuuliturbiineissa ja vesivoimaloissa.
Verkkoon kytketyt invertterit voivat sopivasti muuntaa virran sähköverkon taajuudelle 60 Hz - 50 Hz, jota käytetään yleisesti paikallisissa sähkögeneraattoreissa. GTI ottaa säätelemättömän säätelemättömän jännitteen aurinkopaneeliryhmästä kääntääkseen sen vaihtovirtaan, joka on synkronoitu verkkovirtaan. Mutta kun verkko on poissa, GTI:n pitäisi automaattisesti pysäyttää sähkönsyöttö voimalinjoihin.
Mikä on Grid Tie Invertterin toimintaperiaate?
Ennen kuin opit verkkoon kytketyn invertterin toimintaperiaatteesta, sinun on ymmärrettävä sen piiri . Kondensaattorit (C), diodit (D), induktorit (L), muuntajat (T) ja MOSFETit (Q) ovat sen piirin komponentteja. Koko prosessi on jaettu kolmeen muunnosvaiheeseen. Verkkoon kytketyn invertterin on synkronoitava taajuutensa, amplitudinsa ja aaltonsa verkon kanssa ja syötettävä siniaaltovirta kuormaan.
Huomautus: Verkkoon kytketty invertteri ylikuormittuu, jos lähtöjännite (volttia) on korkeampi kuin verkkojännite. Ja jos se on alhaisempi, GTI saattaa laskea jännitettä syöttämisen sijaan.
1st-vaihe
Tässä vaiheessa tasavirta (DC) muunnetaan 60 Hz:n vaihtovirraksi (AC). Tulojännitettä nostetaan aluksi tehostusmuuntimella, joka on muodostettu C2:sta (kondensaattori), Q1:stä (MOSFET), L1:stä (induktori) ja D1:stä (diodi). Yli 50 V:n aurinkokennoryhmää varten toinen tasavirtaväylä tulisi maadoittaa. Teoriassa kumpi tahansa kahdesta väylästä voidaan kytkeä maahan, yleensä negatiivinen.
Verkkovirta-interaktiivisissa kokoonpanoissa lähtövaihtovirtajohtimet tulee eristää tasavirrasta, jos tasavirran tulossa on johdin, joka johtaa maahan.
2nd vaiheessa
Saatu vaihtovirta muunnetaan sitten vaaditulle tasolle matalataajuisella jännitteennousumuuntajalla. Tämä on pulssinleveysmoduloitu DC-DC-muunninaste, pohjimmiltaan H-silta, jossa on erotusmuunnin. Tämä vaihe käsittää C3:n (kondensaattori), Q2-Q5:n (MOSFET), T1:n (muuntaja), L2:n (induktori) ja D2-D5:n (diodi). Alle 1000 watin tehotasoilla voidaan käyttää myös puolisiltaa tai eteenpäin suuntautuvaa muunninta.
Lähtöjännitteeseen (AC) on kytketty tasavirtalinkki, jonka arvon on oltava suurempi kuin verkkojännitteen huippuarvo . Esimerkiksi 120 VAC:n jännitteellä tasavirran tulisi olla >120° × 2 = 168 V, tyypillisesti 180 V ja 200 V välillä, ja 240 VAC:n jännitteellä vaaditaan 350–400 VDC. Tämä on toinen tärkeä vaihe verkkoon kytkettävän invertterin toimintaperiaatteessa.
Matalataajuisia (LF) muuntajia käytetään myös joissakin kaupallisissa invertterimalleissa pääteasteessa korkeataajuisen DC-DC-osan sijaan. Tässä menetelmässä tulo muunnetaan 60 Hz AC:ksi ja muuntaja muuttaa sen vaaditulle tasolle, jolloin saadaan eristys samanaikaisesti.
Huomautus: Eristämättömien aurinkosähköpaneelien johtimia ei voida kytkeä maahan.
Muuntajan T1-vahvistuksen avulla muunnettu vaihe (1. vaihe) voidaan kuitenkin jättää pois . Tämä voi kuitenkin johtaa suureen vuotoinduktanssiin, mikä puolestaan voi aiheuttaa jännitepiikkejä tasasuuntaajissa ja FETeissä sekä muita ei-toivottuja vaikutuksia. Tämä pätee useimmiten muuntajattomiin järjestelmiin.
3rd vaiheessa
Se sisältää toisen muunnoksen jäljellä olevalle vaihtovirralle toisen vaiheen lähtöön. Tässä vaiheessa toista täyssiltaa käytetään tasavirran muuntamiseen vaihtovirraksi. IGBT Q6-Q9 (MOSFET), C4 (kondensaattori) ja L3 (induktori). Tämän vaiheen MOSFETit toimivat elektronisina kytkiminä PWM (pulssinleveysmodulaatio) -tilassa. Tähän topografiaan tarvitaan vastakkaisia vapaasti pyöriviä diodeja, jotka tarjoavat virralle vaihtoehtoisen reitin, kun kytkimet ovat pois päältä. L3:n (induktori) yli voidaan syöttää positiivinen, negatiivinen tai nollapotentiaali käyttämällä eri kytkimiä H-sillassa. Sitten lähtö-LC-suodatin vähentää korkeataajuisia harmonisia tuottaakseen siniaallon.
- Lisäkela: Piirien tulee sallia rajoitettu virran virtaus kuormiin ja takaisin linjaan. GTE toimii virtaohjattavana lähteenä jännitelähteen sijaan, koska verkko toimii hyvin impedanssilähteenä. GTE:n ja päälinjojen välissä käytetään L-Gridiä (lisäkytkentäkela), joka absorboi ylimääräistä vaihtojännitettä, mikä vähentää edelleen pulssinleveysmodulaation (PWM) synnyttämiä virran harmonisia.
Huomautus : Ylimääräisten napojen lisääminen virtasilmukkaan voi aiheuttaa järjestelmän epävakautta.
Lue myös: Aurinkosähköjärjestelmän toimintaperiaatteen ymmärtäminen verkossa
Mitä komponentteja tarvitaan verkkoon kytketyn invertterin asentamiseen?
Kun olet oppinut verkkosidosinvertterin toimintaperiaatteen, tutustu sen komponentteihin. Verkkoon kytkettyjen invertterien helppo asentaa ja huoltaa vaatii minimaalisen varustelun ja keskimääräisen huollon. Muutamia GTI:n asennuksen aikana tarvittavia komponentteja ja johdotuksia ovat seuraavat.
1. Erottimet
Ne ovat tärkeitä elektronisia komponentteja, joita käytetään aurinkoinverttereissä, koska ne mahdollistavat tiedonsiirron pienjänniteherkkien ohjauspiirien (mikro-ohjaimet) ja suurjännitekomponenttien (tehotransistorien) välillä.
Katso myös : 8 parasta 3000 watin invertteriä
2. Verkkomittari
Se on kuin seurantajärjestelmä, joka valvoo sähkönvaihtoa kodin ja sähköverkon välillä. Se laskee ja hyvittää aurinkopaneelijärjestelmien omistajille aurinkovoimajärjestelmästään verkkoon toimitetun sähkön.
3. Suojausyksikkö
Verkkoon kytketyissä inverttereissä on saarekkeen toimintasuojaus sekä muita sisäänrakennettuja suojaustoimintoja. Mutta suojauslaitteiden, kuten latausohjainten, turvakytkimien ja kaapeloinnin, lisääminen lisää koko järjestelmään uuden kerroksen.
4. Aurinkopaneelit
Nämä ovat tärkeimmät komponentit, koska invertterit toimivat muuntamalla aurinkopaneelien tuottaman tasavirtasähkön vaihtovirtalähteeksi, joka soveltuu kodinkonekäyttöön.
5. Johdotus
Tarvitaan kunnollinen johdotus, jossa on yhteys aurinkopaneeleihin, pääsähköpaneeliin ja verkkomittariin. Langan pituuden, leveyden ja laadun tulee olla optimaaliset käyttötarkoitukseensa nähden. Tämän jälkeen katsotaan kuinka verkkosidosinvertteri kytketään verkkoon.
Katso myös: Kuinka kytkeä 5000 watin invertteri?
Kuinka kytkeä verkkovirtamuuntaja verkkovirtaan?
Ennen kuin liität verkkojännitteen invertterin verkkovirtaan, sinun on ymmärrettävä muutama seikka.
1. Taajuus
Verkkoverkon tarkka taajuus pidetään 50 Hz:ssä, ja se vaihtelee hieman, mutta useimmiten se on 49.9 - 50.1 Hz.
2. Keskimääräinen neliö
Se on 50 Hz:n signaalin jännitteen RMS-arvo ja todellinen signaali nousee 325 V:iin. On tärkeää tietää tämä, koska invertterin kytkemisen aikana syntyy niin korkeita lämpötiloja , että virta kulkee pistokkeisiin. Verkkoon kytkettävä invertteri ei ole vain toimintaperiaate, vaan myös sen kytkeminen verkkovirtaan vaatii perusteellista tietoa näistä tekijöistä.
3. Jännitehäviöt
Kodin pistorasioissa on vaihteleva jännite. Tämä johtuu liittimien, sulakkeiden, muuntajien ja johtojen sekä muiden piirikomponenttien vastuksen yli tapahtuvasta jännitehäviöstä. Kun sammutat/käynnistät lähellä olevia suuria kuormia, huomaat äkillisiä vaihteluita ja muutoksia. Verkkojännitteen vaihtelut ovat paljon suurempia, esimerkiksi tietyissä paikoissa sen oletetaan olevan 230 V +10 %/-6 % toleranssilla.
Lue myös: Tarvitsenko sulakkeen akun ja invertterin välille
4. Sinimuotoinen
Syötetyn signaalin tulisi olla selkeä ja siniaalto, mutta tietyissä siniaaltosyklin kohdissa jotkut epälineaariset laitteet imevät tehonsa joistakin pisteistä. Tämä aiheuttaa vääristymiä, minkä vuoksi signaali ei ole täydellinen siniaalto. Tietokoneet, loisteputket, pölynimurit ja muut laitteet kuormittavat epälineaarisesti. Invertterin kytkemiseksi verkkovirtaan on säilytettävä siniaalto.
Ja vastaus kysymykseen siitä, miten verkkoon kytketty invertteri kytketään verkkoon, on se, että virtalähteen tai invertterin taajuus, amplitudi ja vaihe on synkronoitava. Sen on myös syötettävä sinimuotoista virtaa kuormalle. Muuten se ei välttämättä havaitse, onko lähtöjännite korkea vai matala, ja tämä voi olla ongelmallista. Järjestelmän ja verkon välissä tulisi olla toinen kytkentäinduktori L-verkko ylimääräisen vaihtovirran jännitteen absorboimiseksi. Invertterin ja ylä-ala-sivuseinän sekä kahden invertterin välillä tulisi olla noin 500 millimetrin etäisyys.
Tässä olen maininnut liitännän vaiheet. Näissä vaiheissa verkkoon kytkemistä varten tarkoitettua invertteriä kutsutaan nimellä Luminous Grid Tie Inverter , mutta useimmissa invertterissä on samanlaiset vaiheet.
Vaihe 1: Aloita katkaisemalla päävirta. Kytke vaihtovirtajakolaitteen vaihtovirtasuojakytkin pois päältä.
Vaihe 2 : Kytke sitten invertterin verkkovirtalähtöjohto vaihtovirtajakolaatikkoon. Muista verkkovirtaan kytkettävän invertterin toimintaperiaate kytkentää tehdessäsi.
Vaihe 3 : Kytke lähtöjohto verkkovirtajakolaatikosta verkkovirtasuojakytkimeen
Vaihe 4 : Nyt yhteys AC-virtalähteen johdonsuoja-aseman ja verkkovirtamittarin välille myös talon eri laitteisiin muodostuu automaattisesti.
Huomautus: On suositeltavaa palkata teknikkoja ja sähköasentajia tällaiseen työhön.
Katso myös: Miten hybridiinvertteri toimii?
Mikä on Grid Tie Invertterin hinta?
Verkkosidosinvertterin hinta riippuu sen tehosta ja vaiheista sekä valitsemastasi verkkoinvertterin tyypistä. Yleensä saatat joutua kuluttaa noin 911 dollaria tai enemmän verkkoliitosinvertteriin. Mutta enimmäkseen invertterit toimitetaan osana aurinkovoimajärjestelmiä, ja ne voivat muodostaa noin 20 % koko järjestelmän kustannuksista. Hintatieto verkkoinvertterin toimintaperiaatteen oppimisen jälkeen on kuitenkin hyödyllistä.
Lue myös: Voiko inverttereitä kytkeä sarjaan?
Mitkä ovat verkkoon sidottujen invertterien tyypit?
Kun olet ymmärtänyt verkkosidosinvertterit, katso tyyppejä, joista voit valita.
1. Keskusinvertterit: Toiminnaltaan samanlaisia kuin naruinvertterit, mutta niiden kapasiteetti on laaja. Ne kestävät ympäristövaikutuksia ja sopivat suurille aurinkopaneeleille.
2. Mikrometri : Nämä ovat uusimpia teknologisesti edistyneitä laitteita, jotka toimivat muuntamalla tasavirran vaihtovirraksi suoraan aurinkopaneelien takaosasta. Niissä ei ole johtoja, joten paneelit eivät ole varjostettuja. Mikrometrit tarjoavat yksilölliset valvontajärjestelmät ja niitä voidaan laajentaa tarpeiden mukaan. Nämä sopivat parhaiten tilarajoitettuihin ratkaisuihin, mutta ovat kalliita.
3. Teho-optimoijat : Nämä kiinnitetään myös aurinkopaneelien takaosaan ja toimivat kuten mikrometrit. Ne tarjoavat järjestelmätason suorituskyvyn sekä yksittäisten paneelien valvonnan. Teho-optimoijat ovat edullisempia kuin mikrometrit.
4. Ketjuinvertterit : Ne ovat yleisimpiä verkkoon kytkettyjä inverttereitä. Ketjuinvertterit on kytketty sarjaan , ja kunkin ketjun tehtävänä on muuntaa tasavirta (DC) vaihtovirraksi (AC). Nämä invertterit ovat luotettavia ja edullisia, ja ne sopivat enimmäkseen kaupallisiin ja pieniin kotitalouksiin.
Joten, tänään opit grid tie invertterin toimintaperiaatteesta, joka oli mielestäni varsin mielenkiintoinen. Kun otetaan huomioon verkkoon kytketyissä inverttereissä käytetyt komponentit, niiden hinta voidaan määrittää, mutta se voi vaihdella paikasta, valmistajasta ja merkistä sekä muista tekijöistä. Kuinka kytkeä verkkovirtainvertteri verkkovirtaan? Vastaus tähän on yksinkertainen, käy vain läpi yllä mainitut vaiheet, mutta emme silti suosittele itseasennusta.
