I sistemi solari sono anche supportati da inverter per convertire la corrente continua generata dai pannelli solari in corrente alternata. I sistemi solari necessitano di un inverter solare per funzionare in modo efficiente in connessione con o senza la rete. Oggi impareremo a conoscere l'inverter di collegamento alla rete, il suo prezzo e i modi per collegarlo alla rete elettrica. Ma prima di ciò inizieremo con il principio di funzionamento dell'inverter di collegamento alla rete.
Cosa sono gli inverter Grid Tie e qual è la loro funzione?
È un componente elettronico utilizzato per sfruttare l'energia solare da sistemi di pannelli solari. Un inverter GTI o grid-tied è collegato ai pannelli solari per convertire la corrente continua (DC) generata dai pannelli solari in corrente alternata (AC). Un sistema di rete funziona senza batterie e gli inverter grid-tied possono essere utilizzati per pannelli solari, turbine eoliche e impianti idroelettrici.
Gli inverter collegati alla rete elettrica possono convertire opportunamente la corrente per la frequenza della rete elettrica da 60 Hz a 50 Hz, comunemente utilizzata per i generatori elettrici locali. Un GTI prende una tensione variabile non regolata da un array di pannelli solari per invertirla in CA sincronizzata con la rete elettrica. Ma quando la rete è inattiva, un GTI dovrebbe interrompere automaticamente l'alimentazione elettrica alle linee elettriche.
Qual è il principio di funzionamento dell'inverter Grid Tie?
Prima di apprendere il principio di funzionamento di un inverter di rete, è necessario comprenderne circuito. Condensatori (C), diodi (D), induttori (L), trasformatori (T) e MOSFET (Q), sono i componenti del suo circuito. L'intero processo è diviso in tre fasi di conversione. Un inverter collegato alla rete deve sincronizzare la sua frequenza, ampiezza e onda con l'utility e immettere una corrente sinusoidale nel carico.
Nota: Grid Tied Inverter sarà sovraccaricato se l'uscita (Volt) è superiore alla tensione di rete. E se è inferiore, GTI potrebbe affondare invece di fornirla.
1st stage
A questo punto, l'ingresso di corrente continua (CC) è convertito in corrente alternata a 60 Hz (CA). La tensione di ingresso viene inizialmente aumentata da un convertitore boost formato con C2 (condensatore), Q1 (MOSFET), L1 (induttore) e D1 (diodo). Uno dei bus di corrente continua di ingresso dovrebbe essere collegato a terra per un array fotovoltaico di oltre 50 V. Teoricamente, uno qualsiasi dei due bus può essere collegato a terra, solitamente quello negativo.
L'uscita corrente alternata i conduttori nelle configurazioni interattive con l'utilità devono essere isolati dalla corrente continua nel caso in cui l'ingresso della corrente continua abbia un passaggio di conduzione verso terra.
2nd fase
La corrente alternata ottenuta è quindi convertito al livello richiesto da un trasformatore elevatore a bassa frequenza. Questo è uno stadio convertitore DC-DC modulato in larghezza di impulso, fondamentalmente un ponte H, con convertitore di isolamento. Questo stadio comprende C3 (condensatore), Q2-Q5 (MOSFET), T1 (trasformatore), L2 (induttore) e D2-D5 (diodo). Un convertitore half-bridge o forward può essere utilizzato anche per livelli di potenza inferiori a 1000 watt.
Viene fornito un collegamento CC all'inverter CA di uscita e il suo valore deve essere superiore al picco di rete. Tensione CA.Ad esempio, per 120 V CA il VDC dovrebbe essere >120° √2 = 168 V, in genere tra 180 V e 200 V, e per 240 V CA avresti bisogno di 350-400 VDC. Un altro passaggio importante nel principio di funzionamento dell'inverter grid tie.
I trasformatori a bassa frequenza (LF) sono utilizzati anche in alcuni modelli di inverter commerciali nello stadio di uscita anziché ad alta frequenza nella sezione DC-DC. In questo metodo, l'ingresso viene convertito in CA a 60 Hz e un trasformatore lo modifica ai livelli richiesti, fornendo simultaneamente isolamento.
Nota: I conduttori dei pannelli fotovoltaici non isolati non possono essere collegati a terra.
Tuttavia, con un passo avanti T1 (trasformatore) boost, lo stadio convertito (1° stadio) può essere omesso. Ma questo può portare a una grande induttanza di dispersione che porta a picchi di tensione su raddrizzatori e FET e altri effetti indesiderati. Questo è il caso soprattutto dei sistemi senza trasformatore.
3rd fase
Ne include un altro conversione per la parte rimanente di AC nell'uscita del secondo stadio. In questo stadio, un altro ponte completo viene utilizzato per convertire la corrente continua in corrente alternata. IGBT Q6-Q9 (MOSFET), C4 (condensatore) e L3 (induttore). Il MOSFET in questo stadio funziona come interruttori elettronici che operano in modalità PWM (modulazione di larghezza di impulso). Per questa topografia sono richiesti diodi antiparalleli a ruota libera che forniscono un percorso alternativo per la corrente quando gli interruttori sono spenti. Un potenziale positivo, negativo o zero può essere applicato attraverso L3 (induttore) utilizzando diversi interruttori in H-bridge. Quindi, il filtro LC di uscita riduce le armoniche ad alta frequenza per produrre un'onda sinusoidale.
- Induttore aggiuntivo: I circuiti dovrebbero consentire un flusso di corrente limitato nei carichi e di nuovo nella linea. Un GTE funziona come una sorgente a corrente controllata anziché come una sorgente di tensione poiché la griglia agisce come una sorgente a impedenza molto elevata. Una griglia L (induttore di accoppiamento aggiuntivo) viene utilizzata tra un GTE e le linee principali per assorbire la tensione CA extra, riducendo ulteriormente le armoniche di corrente generate dalla modulazione di larghezza di impulso (PWM).
Note:: Con l'introduzione di poli aggiuntivi nel circuito di corrente, vi è il rischio di instabilità del sistema.
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Quali componenti sono necessari per installare un inverter collegato alla rete?
Dopo aver appreso il principio di funzionamento dell'inverter grid-tied, impara a conoscerne i componenti. Essendo facili da installare e manutenere, gli inverter grid-tied richiedono un'attrezzatura minima e una manutenzione media. Di seguito sono riportati alcuni componenti e cablaggi in loco necessari durante l'installazione di GTI.
1. Isolatori
Sono componenti elettronici chiave utilizzati negli inverter solari poiché consentono la comunicazione tra circuiti di controllo sensibili alla bassa tensione (microcontrollori) e componenti ad alta tensione (transistor di potenza).
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2. Misuratore netto
È come un sistema di tracciamento che monitora lo scambio di energia tra la casa e la rete elettrica principale. Calcola e accredita ai proprietari di sistemi di pannelli solari l'elettricità fornita alla rete dal loro sistema di energia solare.
3. Unità di protezione
Legato alla griglia gli inverter hanno una protezione anti-islanding insieme ad altre funzioni di protezione integrate. Ma l'aggiunta di dispositivi di protezione come regolatori di carica, interruttori di sicurezza e cablaggio aggiunge un ulteriore livello all'intero sistema.
4. Pannelli solari
Si tratta dei componenti più essenziali perché gli inverter funzionano convertendo la corrente continua generata dai pannelli solari in corrente alternata adatta al funzionamento degli elettrodomestici.
5. Cablaggio
È richiesto un cablaggio appropriato con collegamento ai pannelli solari, al quadro elettrico principale e al contatore di rete. La lunghezza, la larghezza e la qualità del filo devono essere ottimali per lo scopo per cui sono utilizzati. Dopo questo, vediamo come collegare l'inverter grid tie alla rete elettrica.
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Come collegare l'inverter Grid Connect alla rete elettrica?
Prima di collegare l'inverter alla rete elettrica, ci sono alcune cose da sapere.
1. Frequenza
La frequenza di rete è mantenuta a 50 Hz, ma può variare leggermente, ma solitamente è compresa tra 49.9 e 50.1 Hz.
2. Valore quadratico medio
È il valore efficace della tensione di Segnale 50 Hz e il segnale effettivo sale fino a 325V. È essenziale saperlo perché durante il collegamento di un inverter come alte temperature vengono prodotti per far fluire la corrente nelle spine. Non solo il principio di funzionamento dell'inverter grid tie, ma anche il suo collegamento alla rete elettrica richiede una conoscenza approfondita di questi fattori.
3. Cadute di tensione
Le spine in casa ricevono tensioni variabili. Ciò accade a causa della caduta di tensione attraverso la resistenza in connettori, fusibili, trasformatori e fili, insieme ad altri componenti del circuito. Quando spegni/accendi grandi carichi nelle vicinanze, noterai improvvise fluttuazioni e cambiamenti. La tensione nella rete elettrica è molto più variabile, ad esempio, in alcune posizioni, dovrebbe essere 230 V con una tolleranza del +10%/-6%.
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4. Sinusoidale
Il segnale fornito dovrebbe essere un onda sinusoidale bella e chiara ma in certi punti del ciclo dell'onda sinusoidale, alcuni apparecchi non lineari assorbono la loro potenza da alcuni punti. Ciò introduce distorsioni, motivo per cui il segnale non è un'onda sinusoidale perfetta. Computer, luci fluorescenti, aspirapolvere e altri apparecchi sono carichi non lineari. Per collegare un inverter alla rete elettrica, è necessario mantenere un'onda sinusoidale.
E la risposta a come collegare l'inverter grid tie alla rete elettrica è che dovrai sapere che la frequenza, l'ampiezza e la fase della fonte di alimentazione o dell'inverter devono essere sincronizzate. Inoltre, dovrebbe alimentare una corrente sinusoidale al carico. Altrimenti, potrebbe non rilevare se l'uscita è alta o bassa e questo può essere problematico. Dovrebbe esserci un altro induttore di accoppiamento L-grid tra il sistema e la rete per assorbire la tensione di corrente alternata extra. Dovrebbe essere mantenuta una distanza di circa 500 millimetri tra l'inverter e la parete superiore-inferiore-laterale e tra due inverter anche.
Qui ho menzionato i passaggi per la connessione. L'inverter di collegamento alla rete a cui si fa riferimento per questi passaggi è Inverter di collegamento alla rete luminosa ma la maggior parte degli inverter ha passaggi simili.
Passo 1: Inizia spegnendo l'alimentazione principale ora. Spegni la corrente alternata MCB (interruttore automatico miniaturizzato) nella scatola di distribuzione CA.
Fase 2: Quindi collegare il filo di uscita della rete dall'inverter alla scatola di distribuzione CA. Ricordare il principio di funzionamento dell'inverter di collegamento alla rete mentre si effettua la connessione.
Fase 3: Collegare il cavo di uscita dalla scatola di distribuzione CA alla scatola MCB CA
Fase 4:Ora la connessione tra la scatola MCB dell'AC e il contatore di rete verrà stabilita automaticamente anche con i diversi elettrodomestici della casa.
Nota: Per questo tipo di lavori si consiglia di rivolgersi a tecnici ed elettricisti.
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Qual è il prezzo dell'inverter Grid Tie?
Il prezzo di un inverter grid tie dipende dal wattaggio e dalle fasi, insieme al tipo di inverter grid tie che scegli. In genere, potresti dover spendere circa $ 911 o più per un inverter grid-tie. Ma per lo più gli inverter sono forniti come parte di sistemi di energia solare e possono rappresentare circa il 20% del costo dell'intero sistema. Tuttavia, conoscere il prezzo dopo aver appreso il principio di funzionamento dell'inverter grid-tie è utile.
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Quali sono i tipi di inverter collegati alla rete?
Dopo aver compreso gli inverter di rete, diamo un'occhiata alle tipologie tra cui scegliere.
1. Inverter centrali: Simile agli inverter di stringa nel funzionamento ma con un intervallo di capacità elevata. È resistente ai danni ambientali e adatto per grandi parchi solari.
2. Micrometro: Questi sono gli ultimi dispositivi tecnologicamente avanzati che funzionano convertendo la corrente continua in corrente alternata direttamente dal retro dei pannelli solari. Non ci sono fili collegati, quindi i pannelli non sono ombreggiati. I micrometri offrono sistemi di monitoraggio individuali e possono essere estesi in base alle esigenze. Sono i migliori per soluzioni con spazio limitato, ma sono costosi.
3. Ottimizzatori di potenza: Sono anche attaccati al retro dei pannelli solari e funzionano come micrometri. Offrono prestazioni a livello di sistema insieme al monitoraggio dei singoli pannelli. Gli ottimizzatori di potenza sono meno costosi dei micrometri.
4. Inverter di stringa: Sono i tipi più comuni di inverter collegati alla rete. Gli inverter di stringa sono collegati insieme in serie e la funzione di ogni stringa è quella di convertire la corrente continua (DC) in corrente alternata (AC). Questi inverter sono affidabili e convenienti, adatti principalmente per applicazioni commerciali e piccole abitazioni.
Quindi, oggi hai imparato il principio di funzionamento dell'inverter grid-tied, che immagino sia stato piuttosto interessante. Considerando i componenti utilizzati per gli inverter grid-tied, il loro prezzo può essere determinato, ma può variare a seconda del luogo, del produttore e della marca, insieme ad altri fattori. Come collegare l'inverter grid-tied alla rete elettrica? La risposta a questa domanda è semplice, basta seguire i passaggi sopra menzionati, ma comunque non consigliamo l'autoinstallazione.
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