Systemy solarne są również wspierane przez inwertery do konwersji prądu stałego generowanego przez panele słoneczne na prąd przemienny. Systemy solarne potrzebują inwertera słonecznego, aby działać wydajnie w połączeniu z siecią lub bez niej. Dzisiaj poznamy inwerter sieciowy, jego cenę i sposoby podłączania go do sieci. Ale przedtem zaczniemy od zasady działania inwertera sieciowego.
Czym jest falownik sieciowy i jaką pełni funkcję?
To jest element elektroniczny. używany do pozyskiwania energii słonecznej przez systemy paneli słonecznych. Falownik GTI lub sieciowy jest podłączony do paneli słonecznych w celu przekształcania prądu stałego (DC) generowanego przez panele słoneczne na prąd przemienny (AC). System sieciowy działa bez baterii, a falowniki sieciowe mogą być używane do paneli słonecznych, turbin wiatrowych i elektrowni wodnych.
Falowniki podłączone do sieci mogą odpowiednio konwertować prąd na częstotliwość sieci energetycznej od 60 Hz do 50 Hz powszechnie stosowaną w lokalnych generatorach elektrycznych. GTI pobiera zmienne nieregulowane napięcie z zestawu paneli słonecznych, aby przetworzyć je na prąd przemienny zsynchronizowany z siecią. Jednak gdy sieć jest wyłączona, GTI powinien automatycznie zatrzymać dopływ prądu do linii energetycznych.
Jaka jest zasada działania inwertera sieciowego?
Zanim dowiesz się więcej o zasadzie działania inwertera sieciowego, musisz zrozumieć jego obwód. Kondensatory (C), diody (D), cewki (L), transformatory (T) i tranzystory MOSFET (Q), są składnikami jego obwodu. Cały proces jest podzielony na trzy etapy konwersji. Falownik podłączony do sieci musi zsynchronizować swoją częstotliwość, amplitudę i falę z siecią i wprowadzić prąd sinusoidalny do obciążenia.
Uwaga: Grid Tied Inverter będzie przeciążony, jeśli wyjście (Volt) będzie wyższe niż napięcie sieciowe. A jeśli będzie niższe, GTI może je obniżyć zamiast je pozyskać.
Etap 1st
W tym momencie następuje wejście prądu stałego (DC) zamieniony na prąd przemienny o częstotliwości 60 Hz (AC). Napięcie wejściowe jest początkowo podnoszone przez przetwornicę podwyższającą napięcie utworzoną z C2 (kondensator), Q1 (MOSFET), L1 (cewka) i D1 (dioda). Jedna z wejściowych szyn prądu stałego powinna być uziemiona dla układu fotowoltaicznego o napięciu większym niż 50 V. Teoretycznie każda z dwóch szyn może być podłączona do uziemienia, zwykle do przewodu ujemnego.
Wyjście prąd przemienny Przewody w konfiguracjach interaktywnych powinny być izolowane od prądu stałego w przypadku, gdy wejście prądu stałego ma przewodzenie do ziemi.
2nd etap
Otrzymany prąd przemienny jest następnie konwertowane do wymaganego poziomu przez transformator podwyższający napięcie niskiej częstotliwości. To jest stopień przetwornika DC-DC z modulacją szerokości impulsu, zasadniczo mostek H z przetwornikiem izolującym. Stopień ten obejmuje C3 (kondensator), Q2-Q5 (MOSFET), T1 (transformator), L2 (cewka indukcyjna) i D2-D5 (dioda). Przetwornica półmostkowa lub przetwornica w przód może być również używana dla poziomów mocy mniejszych niż 1000 watów.
Zapewniono łącze prądu stałego do wyjściowego falownika prądu przemiennego, a jego wartość musi być wyższa od szczytowego napięcia sieciowego. Napięcie AC. Na przykład dla 120VAC napięcie DC powinno wynosić >120° √2 = 168V, zwykle między 180V a 200V, a dla 240VAC wymagane byłoby 350-400 VDC. Kolejny ważny krok w zasadzie działania inwertera sieciowego.
Transformatory niskiej częstotliwości (LF) są również stosowane w niektórych komercyjnych modelach inwerterów w stopniu wyjściowym zamiast transformatora wysokiej częstotliwości w sekcji DC-DC. W tej metodzie wejście jest konwertowane na 60 Hz AC, a transformator zmienia je na wymagane poziomy, zapewniając jednocześnie izolację.
Uwaga: Przewodniki z układów fotowoltaicznych o konstrukcji nieizolowanej nie mogą być połączone z ziemią.
Jednakże z krokiem naprzód Wzmocnienie T1 (transformatorowe), stopień przekonwertowany (1 stopień) można pominąć. Może to jednak prowadzić do dużej indukcyjności upływu, co powoduje skoki napięcia na prostownikach i tranzystorach FET oraz inne niepożądane efekty. Dzieje się tak głównie w przypadku systemów beztransformatorowych.
Etap 3rd
Zawiera jeszcze jeden konwersja pozostałej części AC do wyjścia drugiego stopnia. Na tym stopniu, kolejny pełny mostek jest używany do konwersji prądu stałego na prąd przemienny. IGBT Q6-Q9 (MOSFET), C4 (kondensator) i L3 (cewka). MOSFET na tym stopniu działa jako przełączniki elektroniczne działające w trybie PWM (modulacja szerokości impulsu). Do tej topografii wymagane są antyrównoległe diody wolnobieżne, które zapewniają alternatywną ścieżkę dla prądu, gdy przełączniki są wyłączone. Dodatni, ujemny lub zerowy potencjał może być przyłożony do L3 (cewki) za pomocą różnych przełączników w mostku H. Następnie wyjściowy filtr LC redukuje harmoniczne o wysokiej częstotliwości, aby wytworzyć falę sinusoidalną.
- Dodatkowy induktor: Obwody powinny umożliwiać ograniczony przepływ prądu do obciążeń i z powrotem do linii. GTE działa jako źródło sterowane prądem, a nie źródło napięcia, ponieważ siatka działa jako źródło o bardzo dużej impedancji. L-Grid (dodatkowa cewka sprzęgająca) jest używana między GTE a liniami głównymi w celu pochłaniania dodatkowego napięcia AC, co dodatkowo zmniejsza harmoniczne prądu generowane przez modulację szerokości impulsu (PWM).
Note:Wprowadzenie dodatkowych biegunów do pętli prądowej wiąże się z ryzykiem niestabilności systemu.
Przeczytaj także: Zrozumienie zasady działania systemu solarnego poza siecią
Jakie komponenty są niezbędne do zainstalowania falownika podłączonego do sieci?
Po zapoznaniu się z zasadą działania inwertera sieciowego zapoznaj się z jego komponentami. Ponieważ inwertery sieciowe są łatwe w instalacji i konserwacji, wymagają minimalnego sprzętu i przeciętnej konserwacji. Poniżej przedstawiono kilka komponentów i okablowania potrzebnych na miejscu podczas instalacji GTI.
1. Izolatory
Są to kluczowe elementy elektroniczne stosowane w inwerterach słonecznych, gdyż umożliwiają komunikację między obwodami sterującymi wrażliwymi na niskie napięcie (mikrokontrolerami) i elementami wysokiego napięcia (tranzystorami mocy).
Zobacz także: 8 najlepszych falowników 3000 W
2. Miernik netto
Jest to system śledzenia, który monitoruje wymianę energii między domem a główną siecią energetyczną. Oblicza i przypisuje właścicielom systemów paneli słonecznych energię elektryczną dostarczoną do sieci z ich systemu zasilania słonecznego.
3. Jednostka ochrony
Połączony z siatką falowniki mają zabezpieczenie anty-wyspowe wraz z innymi wbudowanymi funkcjami zabezpieczającymi. Ale dodanie urządzeń zabezpieczających, takich jak regulatory ładowania, wyłączniki bezpieczeństwa i okablowanie, dodaje dodatkową warstwę do całego systemu.
4. Panele słoneczne
Są to najważniejsze elementy, ponieważ inwertery działają poprzez zamianę prądu stałego generowanego przez panele słoneczne na prąd zmienny, który nadaje się do zasilania urządzeń.
5. Okablowanie
Wymagane jest prawidłowe okablowanie z podłączeniem do paneli słonecznych, głównego panelu elektrycznego i licznika netto. Długość, szerokość i jakość przewodu powinny być optymalne do celu, w jakim są używane. Następnie zobaczmy, jak podłączyć inwerter sieciowy do sieci.
Zobacz także: Jak podłączyć falownik o mocy 5000 W?
Jak podłączyć falownik sieciowy do sieci?
Zanim podłączysz inwerter sieciowy do sieci, musisz zrozumieć kilka rzeczy.
1. Częstotliwość
Częstotliwość sieci zasilającej jest ściśle ustalona na poziomie 50 Hz, choć może się ona nieznacznie zmieniać, zazwyczaj mieści się w przedziale od 49.9 do 50.1 Hz.
2. Średnia kwadratowa
Jest to wartość skuteczna napięcia Sygnał 50 Hz a rzeczywisty sygnał sięga 325V. Jest to istotne, ponieważ podczas podłączania falownika takiego jak wysokie temperatury są produkowane w celu uzyskania przepływu prądu do wtyczek. Nie tylko zasada działania inwertera sieciowego jest taka, ale podłączenie go do sieci wymaga dogłębnej wiedzy na temat tych czynników.
3. Spadki napięcia
Wtyczki w domu odbierają zmienne napięcia. Dzieje się tak z powodu spadku napięcia na rezystancji w złączach, bezpiecznikach, transformatorach i przewodach, a także innych elementach obwodu. Gdy włączysz/wyłączysz duże obciążenia w pobliżu, zauważysz nagłe wahania i zmiany. Napięcie w sieci jest znacznie bardziej zmienne, na przykład w niektórych miejscach powinno wynosić 230 V z tolerancją +10%/-6%.
Przeczytaj także: Czy potrzebuję bezpiecznika między akumulatorem a falownikiem?
4. Sinusoidal
Dostarczony sygnał powinien być ładna i czysta fala sinusoidalna ale w pewnych punktach cyklu sinusoidalnego, niektóre urządzenia nieliniowe pobierają moc z pewnych punktów. Wprowadza to zniekształcenie, dlatego sygnał nie jest idealną sinusoidą. Komputery, świetlówki, odkurzacze i inne urządzenia są obciążeniami nieliniowymi. Aby podłączyć falownik do sieci, należy zachować sinusoidę.
Odpowiedź na pytanie, jak podłączyć inwerter sieciowy do sieci, brzmi: musisz wiedzieć, że częstotliwość, amplituda i faza źródła zasilania lub inwertera powinny być zsynchronizowane. Powinien on również podawać sinusoidalny prąd do obciążenia. W przeciwnym razie może nie wykryć, czy wyjście jest wysokie czy niskie, co może być problematyczne. Pomiędzy systemem a siecią powinna znajdować się inna cewka sprzęgająca L-grid, która będzie pochłaniać dodatkowe napięcie prądu przemiennego. Odległość około 500 milimetrów powinna być zachowana między inwerterem a ścianą górno-dolno-boczną i między dwa falowniki również.
Tutaj wymieniłem kroki dotyczące połączenia. Falownik sieciowy, do którego odnoszą się te kroki, to Falownik sieciowy Luminous ale w przypadku większości inwerterów kroki są podobne.
Krok 1: Zacznij od wyłączenia głównego zasilania. Wyłącz prąd przemienny. MCB (wyłącznik nadprądowy) w skrzynce rozdzielczej prądu zmiennego.
Krok 2: Następnie podłącz przewód wyjściowy sieci z falownika do skrzynki rozdzielczej AC. Pamiętaj o zasadzie działania falownika sieciowego podczas wykonywania połączenia.
Krok 3:Podłącz przewód wyjściowy ze skrzynki rozdzielczej AC do skrzynki AC MCB
Krok 4:Teraz połączenie między skrzynką AC MCB i licznikiem netto, a także z różnymi urządzeniami w domu, zostanie nawiązane automatycznie.
Uwaga: Do tego typu prac zaleca się zatrudnienie techników i elektryków.
Zobacz także: Jak działa falownik hybrydowy?
Jaka jest cena falownika sieciowego?
Cena inwertera sieciowego zależy od jego mocy i faz, a także od wybranego typu inwertera sieciowego. Zazwyczaj może być konieczne wydać około 911 dolarów lub więcej dla inwertera sieciowego. Jednak inwertery są zazwyczaj dostarczane jako część systemów zasilania słonecznego i mogą stanowić około 20% kosztów całego systemu. Wiedza o cenie po zapoznaniu się z zasadą działania inwertera sieciowego jest jednak przydatna.
Przeczytaj także: Czy można łączyć falowniki szeregowo?
Jakie są rodzaje inwerterów podłączonych do sieci?
Po zapoznaniu się z inwerterami podłączonymi do sieci, przyjrzyj się dostępnym typom.
1. Falowniki centralne: Działa podobnie do falowników łańcuchowych, ale ma duży zakres wydajności. Jest odporny na uszkodzenia środowiskowe i nadaje się do dużych farm słonecznych.
2. Mikrometr:To najnowsze zaawansowane technologicznie urządzenia, które działają poprzez zamianę prądu stałego na prąd przemienny bezpośrednio z tyłu paneli słonecznych. Nie ma żadnych podłączonych sznurków, więc panele nie są zacieniane. Mikrometry oferują indywidualne systemy monitoringu i można je rozszerzać zgodnie z wymaganiami. Są najlepsze dla rozwiązań o ograniczonej przestrzeni, ale są drogie.
3. Optymalizatory mocy: Są one również przymocowane do tylnej części paneli słonecznych i działają jak mikrometry. Oferują wydajność na poziomie systemu wraz z monitorowaniem poszczególnych paneli. Optymalizatory mocy są mniej kosztowne niż mikrometry.
4. Falowniki łańcuchowe:Są to najpopularniejsze typy falowników sieciowych. Falowniki szeregowe to połączone szeregowo a funkcją każdego ciągu jest zamiana prądu stałego (DC) na prąd przemienny (AC). Te falowniki są niezawodne i niedrogie, nadają się głównie do zastosowań komercyjnych i małych gospodarstw domowych.
Więc dzisiaj dowiedziałeś się o zasadzie działania inwertera sieciowego, co chyba było dość interesujące. Biorąc pod uwagę komponenty używane w inwerterach sieciowych, ich cena może być ustalona, ale może się różnić w zależności od miejsca, producenta i marki, a także innych czynników. Jak podłączyć inwerter sieciowy do sieci? Odpowiedź na to pytanie jest prosta, wystarczy wykonać kroki wymienione powyżej, ale nadal nie zalecamy samodzielnej instalacji.
Polecamy: Czy falownik hybrydowy może działać bez akumulatora?
