Zonne-energiesystemen worden ook ondersteund door omvormers om de gelijkstroom die door zonnepanelen wordt gegenereerd om te zetten in wisselstroom. Zonne-energiesystemen hebben een zonne-omvormer nodig om efficiënt te kunnen werken in verbinding met of zonder het net. Vandaag leren we over de netgekoppelde omvormer, de prijs ervan en manieren om deze aan te sluiten op het net. Maar voordat we dat doen, beginnen we met het werkingsprincipe van de netgekoppelde omvormer.
Wat is een Grid Tie Inverter en wat is zijn functie?
Het is een elektronisch onderdeel gebruikt om zonne-energie te benutten door zonnepaneelsystemen. Een GTI of netgekoppelde omvormer is aangesloten op zonnepanelen om gelijkstroom (DC) die door zonnepanelen wordt gegenereerd, om te zetten in wisselstroom (AC). Een netsysteem werkt zonder batterijen en netgekoppelde omvormers kunnen worden gebruikt voor zonnepanelen, windturbines en waterkrachtcentrales.
Netgekoppelde omvormers kunnen stroom op geschikte wijze omzetten voor de frequentie van het elektriciteitsnet van 60 Hz-50 Hz die gewoonlijk wordt gebruikt voor lokale elektrische generatoren. Een GTI neemt een variabele ongereguleerde spanning van een zonnepaneelarray om deze om te zetten in wisselstroom die gesynchroniseerd is met het lichtnet. Maar wanneer het net uitvalt, zou een GTI automatisch de elektriciteitstoevoer naar de elektriciteitsleidingen moeten stoppen.
Wat is het werkingsprincipe van een Grid Tie Inverter?
Voordat u meer leert over het werkingsprincipe van een netgekoppelde omvormer, moet u de werking ervan begrijpen circuit. Condensatoren (C), diodes (D), inductoren (L), transformatoren (T) en MOSFET's (Q), zijn de componenten van het circuit. Het hele proces is verdeeld in drie conversiestappen. Een netgekoppelde omvormer moet zijn frequentie, amplitude en golf synchroniseren met het nutsbedrijf en een sinusgolfstroom in de belasting voeren.
Let op: Grid Tied Inverter raakt overbelast als de output (Volt) hoger is dan de netspanning. En als deze lager is, kan GTI zinken in plaats van het te sourcen.
1st fase
Op dit punt is de gelijkstroom (DC)-ingang omgezet in 60 Hz wisselstroom (AC). De ingangsspanning wordt aanvankelijk verhoogd door een boostconverter gevormd met C2 (condensator), Q1 (MOSFET), L1 (inductor) en D1 (diode). Een van de ingangsgelijkstroombussen moet worden geaard voor een fotovoltaïsche array van meer dan 50V. Theoretisch kan een van de twee bussen worden aangesloten op de aarde, meestal de negatieve.
De uitgang wisselstroom Geleiders in nutsbedrijf-interactieve configuraties moeten worden geïsoleerd van gelijkstroom in het geval dat de gelijkstroomingang een geleiding naar de aarde heeft.
2e fase
De verkregen wisselstroom is dan door een laagfrequente step-uptransformator omgezet naar het gewenste niveau. Dit is een pulsbreedtegemoduleerde DC-naar-DC convertertrap, in principe een H-brug, met isolerende converter. Deze trap bestaat uit C3 (condensator), Q2-Q5 (MOSFET), T1 (transformator), L2 (inductor) en D2-D5 (diode). Een half-brug of forward converter kan ook worden gebruikt voor vermogensniveaus van minder dan 1000 watt.
Er is een DC-koppeling naar de AC-uitgangsomvormer aanwezig, waarvan de waarde hoger moet zijn dan de piek van het nutsbedrijf. AC spanning. Bijvoorbeeld, voor 120VAC moet de VDC >120° √2 = 168V zijn, meestal tussen 180V en 200V, en voor 240VAC zou u 350-400 VDC nodig hebben. Een andere belangrijke stap in het werkprincipe van de grid tie inverter.
Laagfrequente (LF) transformatoren worden ook gebruikt in sommige commerciële invertermodellen in de uitgangstrap in plaats van een hoogfrequente in de DC-DC-sectie. Bij deze methode wordt de invoer omgezet naar 60 Hz AC en verandert een transformator deze naar de vereiste niveaus, waardoor er tegelijkertijd isolatie ontstaat.
Let op: Geleiders van fotovoltaïsche panelen in niet-geïsoleerde uitvoering kunnen niet met aarde worden verbonden.
Echter, met een stap omhoog T1 (transformator) boost, de omgezette fase (1e fase) kan worden weggelaten. Maar dit kan leiden tot grote lek-inductantie, wat leidt tot spanningspieken op gelijkrichters en FET's en andere ongewenste effecten. Dit is meestal het geval bij transformatorloze systemen.
3rd stadium
Het omvat nog een andere conversie voor het resterende deel van AC in de uitvoer van de tweede fase. In deze fase wordt een andere volledige brug gebruikt om DC om te zetten in AC. IGBT Q6-Q9 (MOSFET), C4 (condensator) en L3 (inductor). De MOSFET in deze fase werkt als elektronische schakelaars die werken in de PWM-modus (pulsbreedtemodulatie). Voor deze topografie zijn antiparallelle vrijloopdiodes vereist die een alternatief pad voor de stroom bieden wanneer de schakelaars uit staan. Een positief, negatief of nulpotentiaal kan worden toegepast over L3 (inductor) door verschillende schakelaars in de H-brug te gebruiken. Vervolgens reduceert het uitgangs-LC-filter hoogfrequente harmonischen om een sinusgolf te produceren.
- Extra inductor: Circuits moeten een beperkte stroomdoorstroming in de belastingen en terug in de lijn toestaan. Een GTE werkt als een stroomgestuurde bron in plaats van een spanningsbron, aangezien het rooster fungeert als een zeer impedantiebron. Een L-Grid (extra koppelingsinductor) wordt gebruikt tussen een GTE en hoofdlijnen om extra wisselspanning te absorberen, waardoor de stroomharmonischen die worden gegenereerd door de pulsbreedtemodulatie (PWM) verder worden verminderd.
Note:Door de introductie van extra polen in de huidige lus bestaat de kans op systeeminstabiliteit.
Lees ook: Het begrijpen van het werkingsprincipe van een off-grid zonnesysteem
Welke componenten zijn vereist om een netgekoppelde omvormer te installeren?
Nadat u meer te weten bent gekomen over het werkingsprincipe van grid tie inverter, leert u meer over de componenten. Omdat grid-tied inverters eenvoudig te installeren en onderhouden zijn, is er minimale apparatuur en gemiddeld onderhoud nodig. Enkele on-site componenten en bedrading die nodig zijn tijdens de installatie van GTI zijn als volgt.
1. Isolatoren
Het zijn belangrijke elektronische componenten die in zonneomvormers worden gebruikt, omdat ze de communicatie mogelijk maken tussen laagspanningsgevoelige regelcircuits (microcontrollers) en hoogspanningscomponenten (vermogenstransistoren).
Zie ook: 8 beste 3000 Watt omvormers
2. Nettometer
Het is als een volgsysteem dat de energie-uitwisseling tussen het huis en het hoofdnet bewaakt. Het berekent en crediteert de eigenaren van zonnepaneelsystemen voor de elektriciteit die aan het net wordt geleverd door hun zonne-energiesysteem.
3. Beschermingseenheid
Netgebonden omvormers hebben anti-islanding bescherming samen met andere ingebouwde beschermingsfuncties. Maar het toevoegen van beschermingsapparaten zoals laadregelaars, veiligheidsschakelaars en bekabeling voegt een extra laag toe aan het hele systeem.
4. Zonnepanelen
Dit zijn de belangrijkste onderdelen, omdat omvormers de door zonnepanelen gegenereerde gelijkstroom omzetten in wisselstroom die geschikt is voor de werking van apparaten.
5. Bedrading
Correcte bedrading met aansluiting op zonnepanelen, hoofdelektriciteitspaneel en netmeter is vereist. De lengte, breedte en kwaliteit van de draad moeten optimaal zijn voor het doel waarvoor ze worden gebruikt. Hierna gaan we kijken hoe we de netgekoppelde omvormer op het lichtnet aansluiten.
Zie ook: Hoe sluit ik een 5000 Watt omvormer aan?
Hoe sluit ik een netomvormer aan op het lichtnet?
Voordat u de netomvormer op het lichtnet aansluit, moet u een aantal zaken begrijpen.
1. Frequentie
De frequentie van het lichtnet is nauwkeurig en ligt rond de 50 Hz. Deze varieert enigszins, maar ligt meestal tussen de 49.9 en 50.1 Hz.
2. Wortelgemiddelde kwadraten
Het is de RMS van de spanning van 50 Hz signaal en het werkelijke signaal gaat tot 325V. Het is essentieel om te weten, want bij het aansluiten van een omvormer zoals hoge temperaturen worden geproduceerd om stroom in de stekkers te laten stromen. Niet alleen is het grid tie inverter-werkprincipe, maar het aansluiten ervan op het lichtnet vereist diepgaande kennis over deze factoren.
3. Spanningsdalingen
Stekkers in huis ontvangen variabele spanningen. Dit gebeurt vanwege de spanningsval over de weerstand in connectoren, zekeringen, transformatoren en draden, samen met andere circuitcomponenten. Als u grote belastingen in de buurt aan- en uitzet, zult u plotselinge schommelingen en veranderingen opmerken. De spanning in het lichtnet is veel variabeler, bijvoorbeeld op bepaalde locaties zou het 230V moeten zijn met een tolerantie van +10%/-6%.
Lees ook: Heb ik een zekering nodig tussen de accu en de omvormer?
4. Sinusvormig
Het geleverde signaal moet een mooie en heldere sinusgolf maar op bepaalde punten in de sinusgolfcyclus absorberen sommige niet-lineaire apparaten hun vermogen van bepaalde punten. Dit introduceert vervorming, wat de reden is dat het signaal geen perfecte sinusgolf is. Computers, TL-lampen, stofzuigers en andere apparaten hebben niet-lineaire belastingen. Voor het aansluiten van een omvormer op het lichtnet moet de sinusgolf worden gehandhaafd.
En het antwoord op de vraag hoe u de grid tie inverter op het lichtnet aansluit, is dat u moet weten dat de frequentie, amplitude en fase van de stroombron of inverter gesynchroniseerd moeten zijn. Ook moet deze een sinusvormige stroom naar de belasting voeren. Anders detecteert deze mogelijk niet of de uitvoer hoog of laag is en dit kan problematisch zijn. Er moet een andere koppelinductor L-grid tussen het systeem en het net zitten om extra wisselstroomspanning te absorberen. Er moet een afstand van ongeveer 500 millimeter worden aangehouden tussen de inverter en de boven-onderwand en tussen twee omvormers ook.
Hier heb ik de stappen voor de verbinding genoemd. Grid tie inverter waarnaar voor deze stappen wordt verwezen is Lichtgevende netgekoppelde omvormer maar de meeste omvormers hebben vergelijkbare stappen.
Stap 1: Begin nu met het uitschakelen van de hoofdvoeding. Schakel de wisselstroom uit MCB (zekeringautomaat) in de AC-verdeelkast.
Stap 2: Sluit vervolgens de netuitgangsdraad van de omvormer aan op de AC-verdeelkast. Onthoud het werkingsprincipe van de netgekoppelde omvormer bij het maken van de verbinding.
Stap 3: Sluit de uitgangsdraad van de AC-verdeelkast aan op de AC MCB-kast
Stap 4:Nu wordt de verbinding tussen de AC MCB-box en de netmeter ook automatisch tot stand gebracht met de verschillende apparaten in huis.
Let op: Voor dergelijke werkzaamheden is het raadzaam om technici en elektriciens in te huren.
Zie ook: Hoe werkt een hybride omvormer?
Wat is de prijs van een Grid Tie Inverter?
De prijs van een grid tie inverter hangt af van het wattage en de fasen, samen met het type grid tie inverter dat u kiest. Over het algemeen moet u mogelijk besteed ongeveer $ 911 of meer voor een grid tie inverter. Maar meestal worden inverters geleverd als onderdeel van zonne-energiesystemen en kunnen ze ongeveer 20% van de kosten van het hele systeem uitmaken. Kennis over de prijs na het leren van het werkprincipe van de grid tie inverter is echter nuttig.
Lees ook: Kun je omvormers in serie schakelen?
Welke soorten netgekoppelde omvormers zijn er?
Nu u meer weet over netgekoppelde omvormers, kunt u kijken welke typen u kunt kiezen.
1. Centrale omvormers: Vergelijkbaar met stringomvormers in werking, maar met een groot capaciteitsbereik. Het is bestand tegen milieuschade en geschikt voor grote zonneparken.
2. Micrometer: Dit zijn de nieuwste technologisch geavanceerde apparaten die werken door DC om te zetten in AC direct vanaf de achterkant van zonnepanelen. Er zijn geen draden aan verbonden, dus panelen worden niet overschaduwd. Micrometers bieden individuele bewakingssystemen en kunnen worden uitgebreid naar behoefte. Deze zijn het beste voor ruimtebeperkte oplossingen, maar zijn duur.
3. Energie-optimalisatoren: Deze worden ook aan de achterkant van zonnepanelen bevestigd en werken als micrometers. Ze bieden een systeemprestatie samen met individuele paneelbewaking. Power optimizers zijn minder kostbaar dan micrometers.
4. Stringomvormers: Dit zijn de meest voorkomende typen netgekoppelde omvormers. Stringomvormers zijn in serie geschakeld en de functie van elke string is om gelijkstroom (DC) om te zetten in wisselstroom (AC). Deze omvormers zijn betrouwbaar en betaalbaar, en vooral geschikt voor commerciële en kleine huishoudens.
Dus vandaag heb je geleerd over het werkingsprincipe van de grid tie inverter, wat ik denk dat best interessant was. Gezien de componenten die worden gebruikt voor grid-tied inverters, kan hun prijs worden bepaald, maar deze kan verschillen per locatie, fabrikant en merk, samen met andere factoren. Hoe sluit je een grid tie inverter aan op het lichtnet? Het antwoord hierop is simpel, volg gewoon de hierboven genoemde stappen, maar toch raden we zelfinstallatie af.
Aanbevolen: Kan een hybride omvormer werken zonder accu?
