太陽光発電システムには、太陽光パネルで発電された直流を交流に変換するインバーターも搭載されています。太陽光発電システムは、送電網の有無にかかわらず、効率的に動作するために太陽光インバーターが必要です。今日は、グリッド タイ インバーター、その価格、および主電源に接続する方法について学びます。しかし、その前に、グリッド タイ インバーターの動作原理から始めましょう。
グリッドタイインバーターとは何ですか？また、その機能は何ですか？
それは電子部品です 太陽エネルギーを利用するために使用される ソーラーパネル システムによって。GTI またはグリッド タイ インバーターはソーラーパネルに接続され、ソーラーパネルで生成された直流 (DC) を交流 (AC) に変換します。グリッド システムはバッテリーなしで動作し、グリッド タイ インバーターはソーラーパネル、風力タービン、水力発電所に使用できます。
グリッドタイドインバータは、地域の発電機で一般的に使用される 60Hz ～ 50Hz の電力網周波数に合わせて電流を適切に変換できます。GTI は、ソーラーパネルアレイから可変の非調整電圧を受け取り、それを主電源と同期した AC に変換します。ただし、グリッドがダウンすると、GTI は電力線への電力供給を自動的に停止します。
グリッドタイインバーターの動作原理は何ですか?
グリッドタイインバータの動作原理を学ぶ前に、その原理を理解する必要があります。 回路. コンデンサ（C）、ダイオード（D）、インダクタ（L）、トランス（T）、MOSFET（Q）、 回路の構成要素です。プロセス全体は 3 つの変換ステップに分かれています。グリッド接続インバータは、周波数、振幅、波形を電力会社と同期させ、負荷に正弦波電流を供給する必要があります。
注意： 出力 (ボルト) が商用電圧より高い場合、グリッド タイ インバーターは過負荷になります。また、出力 (ボルト) が商用電圧より低い場合、GTI は電力を供給せずに消費する可能性があります。
1stステージ
この時点で、直流（DC）入力は 60Hzの交流に変換 (AC)。入力電圧は、C2 (コンデンサ)、Q1 (MOSFET)、L1 (インダクタ)、および D1 (ダイオード) で構成されるブースト コンバータによって最初に上げられます。50V を超える太陽光発電アレイの場合、入力直流バスの XNUMX つを接地する必要があります。理論的には、XNUMX つのバスのいずれか (通常はマイナス側) をアースに接続できます。
出力 交流電流 直流入力が接地への伝導パスを持つ場合に備えて、ユーティリティインタラクティブ構成の導体は直流から絶縁する必要があります。
2ndステージ
得られた交流電流は 低周波昇圧トランスによって必要なレベルに変換されます。 これはパルス幅変調 DC-DC コンバータ ステージで、基本的には H ブリッジで、絶縁コンバータを備えています。このステージは、C3 (コンデンサ)、Q2-Q5 (MOSFET)、T1 (トランス)、L2 (インダクタ)、および D2-D5 (ダイオード) で構成されます。1000 ワット未満の電力レベルでは、ハーフ ブリッジ コンバータまたはフォワード コンバータも使用できます。
出力ACインバータへのDCリンクが提供され、その値はユーティリティのピークよりも高くなければなりません。 交流電圧たとえば、120VAC の場合、VDC は >120° √2 = 168V、通常は 180V ～ 200 V の間である必要があります。また、240VAC の場合は 350 ～ 400 VDC が必要になります。グリッド タイ インバータの動作原理におけるもう XNUMX つの重要なステップです。
一部の商用インバータ モデルでは、DC-DC セクションの高周波トランスの代わりに、出力段に低周波 (LF) トランスも使用されています。この方法では、入力が 60 Hz AC に変換され、トランスによって必要なレベルに変更され、同時に絶縁が行われます。
注意： 非絶縁設計の太陽光発電アレイからの導体は、アースに接続できません。
しかし、ステップアップすることで T1（トランス）昇圧、変換ステージ（第1ステージ）は省略可能しかし、これにより大きな漏れインダクタンスが発生し、整流器や FET に電圧スパイクやその他の望ましくない影響が生じる可能性があります。これは主にトランスレス システムに当てはまります。
3rdステージ
これには別の ACの残りの部分の変換 第 6 ステージの出力に送られます。このステージでは、別のフル ブリッジを使用して DC を AC に変換します。IGBT Q9-Q4 (MOSFET)、C3 (コンデンサ)、および L3 (インダクタ)。このステージの MOSFET は、PWM (パルス幅変調) モードで動作する電子スイッチとして機能します。このトポロジには、スイッチがオフのときに電流の代替パスを提供する逆並列フリーホイール ダイオードが必要です。H ブリッジで異なるスイッチを使用することで、LXNUMX (インダクタ) に正、負、またはゼロの電位を印加できます。次に、出力 LC フィルタが高周波高調波を低減して正弦波を生成します。
- 追加インダクタ: 回路は、負荷に流れ込み、ラインに戻る電流を制限できる必要があります。グリッドは非常にインピーダンスの高いソースとして機能するため、GTE は電圧ソースではなく電流制御ソースとして機能します。GTE とメイン ラインの間に L グリッド (追加の結合インダクタ) が使用され、余分な AC 電圧を吸収し、パルス幅変調 (PWM) によって生成される電流高調波をさらに低減します。
注意: 電流ループに追加の極が導入されると、システムが不安定になる可能性があります。
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グリッド接続インバーターをインストールするにはどのようなコンポーネントが必要ですか?
グリッド タイ インバーターの動作原理を学んだら、そのコンポーネントについて理解しましょう。グリッド タイ インバーターは設置と保守が簡単なため、最小限の機器と平均的な保守が必要です。GTI の設置時に必要な現場のコンポーネントと配線は次のとおりです。
1.アイソレーター
これらは、低電圧に敏感な制御回路 (マイクロコントローラ) と高電圧コンポーネント (パワートランジスタ) 間の通信を可能にするため、太陽光発電インバータで使用される重要な電子部品です。
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2. ネットメーター
これは、家庭と主電力網の間の電力交換を監視する追跡システムのようなものです。太陽光発電システムから電力網に供給される電気を計算し、ソーラーパネル システムの所有者にクレジットします。
3. 保護ユニット
グリッド接続 インバータには、他の内蔵保護機能とともに、単独運転防止保護機能が備わっています。ただし、充電コントローラ、安全スイッチ、ケーブルなどの保護デバイスを追加すると、システム全体にさらに層が追加されます。
4.ソーラーパネル
インバーターは太陽光パネルで発電された直流電力を、電化製品の稼働に適した交流電力に変換する機能を持つため、これらは最も重要なコンポーネントです。
5.配線
ソーラーパネル、主電源パネル、ネットメーターへの接続には適切な配線が必要です。配線の長さ、幅、品質は、使用目的に応じて最適なものでなければなりません。次に、グリッドタイインバーターを主電源に接続する方法を見てみましょう。
参照： 5000 ワットのインバーターを配線するにはどうすればいいですか?
グリッドタイインバーターを主電源に接続するにはどうすればいいですか?
グリッドタイインバーターを主電源に接続する前に、理解しておくべきことがいくつかあります。
1。 周波数
主電源の周波数は正確に 50 Hz に維持されており、わずかに変化しますが、ほとんどの場合は 49.9 Hz から 50.1 Hz の間です。
2. 二乗平均平方根
これは電圧のRMSです 50Hz信号 実際の信号は325Vまで上がります。インバーターを接続する際には、 高温 プラグに電流を流すために、これらの要素が生成されます。グリッド タイ インバータの動作原理だけでなく、それを主電源に接続するには、これらの要素に関する詳細な知識が必要です。
3. 電圧降下
家のプラグは 可変電圧。 これは、コネクタ、ヒューズ、変圧器、配線、その他の回路コンポーネントの抵抗による電圧降下が原因で発生します。近くの大きな負荷をオン/オフすると、突然の変動や変化に気付くでしょう。主電源の電圧ははるかに変動しやすく、たとえば、特定の場所では、+230%/-10% の許容範囲で 6V になるはずです。
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4. 正弦波
供給される信号は きれいでクリアな正弦波 しかし、正弦波サイクルの特定の時点で、一部の非線形機器はいくつかのポイントから電力を吸収します。これにより歪みが生じ、信号が完全な正弦波にならないのです。コンピューター、蛍光灯、掃除機、その他の機器は非線形負荷です。インバーターを主電源に接続するには、正弦波を維持する必要があります。
グリッドタイインバータを主電源に接続する方法の答えは、電源またはインバータの周波数、振幅、位相が同期している必要があるということです。また、負荷に正弦波電流を供給する必要があります。そうしないと、出力が高いか低いかを検出できない可能性があり、問題が発生する可能性があります。システムとグリッドの間には、余分な交流電圧を吸収するための別のカップリングインダクタLグリッドが必要です。インバータと上部、下部、側面の壁の間、およびインバータとインバータの間に約500ミリメートルの距離を維持する必要があります。 インバータ2台 また。
ここでは接続手順について述べました。これらの手順で参照されるグリッドタイインバーターは ルミナスグリッドタイインバーター しかし、ほとんどのインバーターには同様の手順があります。
ステップ1： まずは主電源をオフにしてください。交流電源をオフにしてください。 MCB（ミニチュア遮断器） AC配電ボックス内。
ステップ 2: 次に、インバーターからのグリッド出力線を AC 配電ボックスに接続します。接続を行う際は、グリッド タイ インバーターの動作原理に留意してください。
ステップ 3: AC配電ボックスからの出力線をAC MCBボックスに接続します
ステップ 4: これで、AC MCB ボックスとネット メーター間の接続、および家の中のさまざまな機器への接続が自動的に形成されます。
注意： このような作業には技術者や電気技師を雇うことをお勧めします。
参照： ハイブリッドインバーターはどのように動作するのでしょうか?
グリッドタイインバーターの価格はいくらですか?
グリッドタイインバータの価格は、ワット数と位相、および選択したグリッドタイインバータの種類によって異なります。一般的に、 約911ドル以上を費やす グリッドタイインバーターの場合。しかし、ほとんどの場合、インバーターは太陽光発電システムの一部として提供され、システム全体のコストの約20％を占めることがあります。ただし、グリッドタイインバーターの動作原理を学んだ後、価格に関する知識は役に立ちます。
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グリッド接続インバーターの種類は何ですか?
グリッドタイインバーターを理解した後、選択できるタイプを確認してください。
1. セントラルインバーター： 動作はストリング インバーターに似ていますが、容量範囲が広くなっています。環境による損傷に耐性があり、大規模な太陽光発電所に適しています。
2.マイクロメータ: これらは、太陽光パネルの裏側から直接直流を交流に変換する最新の技術を駆使した装置です。紐は付いていないので、パネルが日陰になることはありません。マイクロメーターは 個別監視システム 必要に応じて拡張できます。スペースが限られたソリューションには最適ですが、高価です。
3. パワーオプティマイザーこれらもソーラーパネルの背面に取り付けられ、マイクロメータのように機能します。個々のパネルの監視とともに、システムレベルのパフォーマンスを提供します。パワーオプティマイザはマイクロメータよりも安価です。
4. ストリングインバータ: 最も一般的なタイプのグリッドタイドインバータです。ストリングインバータは 直列に配線されている 各ストリングの機能は、直流 (DC) を交流 (AC) に変換することです。これらのインバーターは信頼性が高く、手頃な価格で、主に商業施設や小規模家庭に適しています。
今日は、グリッド タイ インバーターの動作原理について学びました。これは非常に興味深いことだと思います。グリッド タイ インバーターに使用されるコンポーネントを考慮すると、その価格を決定できますが、場所、メーカー、ブランド、およびその他の要因によって異なる場合があります。グリッド タイ インバーターを主電源に接続するにはどうすればよいでしょうか。答えは簡単です。上記の手順を実行するだけですが、それでも、セルフインストールはお勧めしません。
