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 käytetään aurinkoenergian valjastukseen aurinkopaneelijärjestelmien avulla. GTI tai verkkoon kytketty invertteri on kytketty aurinkopaneeleihin aurinkopaneelien tuottaman tasavirran (DC) muuntamiseksi vaihtovirraksi (AC). Verkkojärjestelmä toimii ilman akkuja ja verkkoon kytkettyjä inverttereitä voidaan käyttää aurinkopaneeleissa, tuulivoimaloissa 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 verkkosidosinvertterin toimintaperiaatteesta, sinun on ymmärrettävä se piiri. Kondensaattorit (C), diodit (D), induktorit (L), muuntajat (T) ja MOSFETit (Q), ovat sen piirin komponentteja. Koko prosessi on jaettu kolmeen muuntamisvaiheeseen. Verkkoon kytketyn invertterin on synkronoitava taajuutensa, amplitudinsa ja aaltonsa apuohjelman kanssa ja syötettävä siniaaltovirta kuormaan.
Huomautus: Grid Tied Inverter ylikuormitetaan, jos lähtö (Volt) on suurempi kuin käyttöjännite. Ja jos se on pienempi, GTI saattaa upota sen sijaan, että se hankkisi sen.
1st-vaihe
Tässä vaiheessa tasavirta (DC) tulo on muunnetaan 60 Hz vaihtovirraksi (AC). Tulojännitettä nostetaan aluksi tehostusmuuntimella, joka on muodostettu C2:sta (kondensaattori), Q1:stä (MOSFET), L1:stä (induktori) ja D1:stä (diodi). Yhden tulon tasavirtaväylän tulee olla maadoitettu yli 50 V:n aurinkosähköjärjestelmää varten. Teoriassa jompikumpi kahdesta väylästä voidaan kytkeä maahan, yleensä negatiivinen.
Tulos vaihtovirta Interaktiivisten sähköverkkojen johtimet tulee eristää tasavirrasta, jos tasavirtatulolla on johtavuuspääsy maahan.
2nd vaiheessa
Saatu vaihtovirta on silloin muunnetaan vaaditulle tasolle matalataajuisella porrasmuuntajalla. Tämä on pulssinleveysmoduloitu DC-DC-muunninaste, periaatteessa H-silta, jossa on eristävä muuntaja. Tämä vaihe käsittää C3 (kondensaattori), Q2-Q5 (MOSFET), T1 (muuntaja), L2 (induktori) ja D2-D5 (diodi). Puolisilta- tai myötäsuuntaista muuntajaa voidaan käyttää myös alle 1000 watin tehotasoilla.
DC-linkki ulostulon AC-invertteriin on varustettu, ja sen arvon on oltava korkeampi kuin hyödyllisyyshuippu Vaihtojännite. Esimerkiksi 120 VAC:n VDC:n tulisi olla >120° √2 = 168 V, tyypillisesti välillä 180 V ja 200 V, ja 240 VAC:lle tarvitset 350-400 VDC. Toinen tärkeä askel verkkosidon 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 aurinkosähköryhmien johtimia ei voida liittää maahan.
Kuitenkin asteittain T1 (muuntaja) boost, muunnettu porras (1. vaihe) voidaan jättää pois. Mutta tämä voi johtaa suuriin vuotoinduktanssiin, mikä johtaa jännitepiikkeihin tasasuuntaajissa ja FET:issä ja muihin ei-toivottuihin vaikutuksiin. Tämä pätee useimmiten muuntajattomiin järjestelmiin.
3rd vaiheessa
Se sisältää toisen muuntaminen AC:n jäljellä olevalle osalle toisen vaiheen ulostuloon. Tässä vaiheessa toista täyttä siltaa käytetään muuntamaan DC AC:ksi. IGBT Q6-Q9 (MOSFET), C4 (kondensaattori) ja L3 (kela). MOSFET toimii tässä vaiheessa elektronisina kytkiminä, jotka toimivat PWM-tilassa (pulssinleveysmodulaatio). Tässä topografiassa tarvitaan vastasuuntaisia vapaakäyntidiodeja, jotka tarjoavat vaihtoehtoisen reitin virralle kytkimien ollessa pois päältä. Positiivinen, negatiivinen tai nollapotentiaali voidaan syöttää L3:n (induktoriin) yli käyttämällä eri kytkimiä H-sillassa. Sitten ulostulon LC-suodatin vähentää korkeataajuisia harmonisia muodostaakseen 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.
Huomautuksia: Ylimääräisten napojen käyttöönotto virtasilmukassa saattaa aiheuttaa järjestelmän epävakautta.
Lue myös: Off Grid -aurinkojärjestelmän toimintaperiaatteen ymmärtäminen
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 Paras 3000 watin invertteri
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 sidottu inverttereissä on eristyssuojaus muiden sisäänrakennettujen suojaustoimintojen ohella. Mutta suojalaitteiden, kuten latausohjaimien, turvakytkimien ja kaapeloinnin lisääminen lisää koko järjestelmään ylimääräisen 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 jännitteen RMS 50 Hz signaali ja todellinen signaali nousee 325 V:iin. On välttämätöntä tietää, koska vaihtosuuntaajaa kytkettäessä tällainen korkeat lämpötilat tuotetaan saamaan virtaa pistokkeisiin. Verkkosidosinvertterin toimintaperiaate ei ole vain, vaan sen liittäminen verkkoon edellyttää perusteellista tietoa näistä tekijöistä.
3. Jännitehäviöt
Pistokkeet talossa vastaanottaa vaihtelevat jännitteet. Tämä johtuu jännitehäviöstä liittimien, sulakkeiden, muuntajien ja johtimien sekä muiden piirikomponenttien resistanssissa. Kun sammutat/päätät lähellä olevia suuria kuormia, huomaat äkillisiä vaihteluja ja muutoksia. Verkkojännite on paljon vaihtelevampi, esimerkiksi tietyissä paikoissa sen oletetaan olevan 230 V +10%/-6% toleranssilla.
Lue myös: Tarvitsenko sulakkeen akun ja invertterin väliin
4. Sinimuotoinen
Toimitettavan signaalin tulee olla a mukava ja selkeä siniaalto mutta tietyissä siniaaltosyklin kohdissa jotkin epälineaariset laitteet absorboivat tehonsa joistakin pisteistä. Tämä aiheuttaa vääristymiä, minkä vuoksi signaali ei ole täydellinen siniaalto. Tietokoneet, loistelamput, tuulettimet ja muut laitteet kuormittavat epälineaarisia. Invertterin liittämistä varten verkkoon on ylläpidettävä siniaaltoa.
Ja vastaus verkkokytkennän invertterin liittämiseen verkkoon on, että sinun on tiedettävä, että virtalähteen tai invertterin taajuus, amplitudi ja vaihe on synkronoitava. Lisäksi sen tulisi syöttää kuormaan sinimuotoista virtaa. Muuten se ei ehkä havaitse, onko lähtö korkea vai matala, ja tämä voi olla ongelmallista. Järjestelmän ja verkon välillä tulisi olla toinen kytkentäkela L-verkko, joka absorboi ylimääräistä vaihtovirtajännitettä. Noin 500 millimetrin etäisyys invertterin ja ylä-alaseinän välillä tulee säilyttää. kaksi invertteriä myös.
Tässä olen maininnut yhteyden muodostamisen vaiheet. Näissä vaiheissa tarkoitettu verkkosidosinvertteri on Valovoimainen Grid Tie Inverter mutta useimmissa inverttereissä on samanlaiset vaiheet.
Vaihe 1: Aloita katkaisemalla virtalähde nyt. Kytke vaihtovirta pois päältä MCB (pieni katkaisija) AC-jakelukotelossa.
Vaihe 2: Liitä sitten verkon lähtöjohto invertteristä AC-jakorasiaan. Muista verkkosidosinvertterin toimintaperiaate kytkentää tehdessäsi.
Vaihe 3: Liitä lähtöjohto AC-jakokotelosta AC MCB -rasiaan
Vaihe 4: Nyt AC MCB -laatikon ja verkkomittarin välinen yhteys myös talon eri laitteisiin muodostuu automaattisesti.
Huomautus: Tällaisiin töihin on suositeltavaa palkata teknikot ja sähköasentajat.
Katso myös: Kuinka hybridi-invertteri 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: Voitko yhdistää invertterit sarjaan?
Mitkä ovat verkkoon sidottujen invertterien tyypit?
Kun olet ymmärtänyt verkkosidosinvertterit, katso tyyppejä, joista voit valita.
1. Keskusinvertterit: Samanlainen kuin merkkijonoinvertterit toimivat, mutta suurella kapasiteetilla. Se kestää ympäristövaurioita ja sopii suurille aurinkotiloille.
2. Mikrometri: Nämä ovat uusimpia teknologisesti edistyneitä laitteita, jotka toimivat muuntamalla tasavirtaa AC:ksi suoraan aurinkopaneelien takaa. Ei ole kiinnitetty nauhoja, joten paneelit eivät ole varjostettuja. Mikrometrit tarjoavat yksittäisiä valvontajärjestelmiä ja sitä voidaan pidentää tarpeen mukaan. Nämä sopivat parhaiten tilarajoitteisille ratkaisuille, mutta ovat kalliita.
3. Tehon optimoijat: Nämä on myös kiinnitetty aurinkopaneelien takaosaan ja toimivat kuin mikrometrit. Ne tarjoavat järjestelmätason suorituskyvyn sekä yksittäisen paneelivalvonnan. Tehonoptimoijat ovat halvempia kuin mikrometrit.
4. Kieliinvertterit: Ne ovat yleisimmät verkkoon kytketyt invertterityypit. String invertterit ovat johdotettu yhteen sarjaan ja kunkin merkkijonon tehtävänä on muuntaa tasavirta (DC) vaihtovirraksi (AC). Nämä invertterit ovat luotettavia ja edullisia, ja ne soveltuvat 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.
