Solsystem stöds också av växelriktare för att omvandla likström som genereras av solpaneler till växelström. Solcellssystem behöver en solomriktare för att fungera effektivt i anslutning till eller utan elnätet. Idag kommer vi att lära oss om nätbindningsväxelriktaren, dess pris och sätt att ansluta den till elnätet. Men innan dess kommer vi att börja med principen om nätbindningsväxelriktaren.
Vad är Grid Tie Inverter och vad är deras funktion?
Det är en elektronisk komponent som används för att utnyttja solenergi i solpanelsystem. En GTI, eller nätansluten växelriktare, är ansluten till solpaneler för att omvandla likström (DC) som genereras av solpaneler till växelström (AC). Ett nätsystem fungerar utan batterier och nätanslutna växelriktare kan användas för solpaneler, vindkraftverk och vattenkraftverk.
Nätbundna växelriktare kan på lämpligt sätt omvandla ström för elnätsfrekvens från 60Hz-50 Hz som vanligtvis används för lokala elektriska generatorer. En GTI tar en variabel oreglerad spänning från en solcellspanel för att invertera den till AC synkroniserad med elnätet. Men när nätet är nere bör en GTI automatiskt stoppa elförsörjningen till kraftledningar.
Vad är Grid Tie Inverter-arbetsprincipen?
Innan du lär dig om funktionsprincipen för en nätansluten växelriktare måste du förstå dess krets . Kondensatorer (C), dioder (D), induktorer (L), transformatorer (T) och MOSFET:er (Q) är komponenterna i kretsen. Hela processen är indelad i tre konverteringssteg. En nätansluten växelriktare måste synkronisera sin frekvens, amplitud och våg med elnätet och mata en sinusvågsström till lasten.
Obs: En nätansluten växelriktare kommer att överbelastas om utgången (volt) är högre än nätspänningen. Och om den är lägre kan GTI sjunka istället för att generera den.
1st-scenen
Vid denna tidpunkt omvandlas likströmsingången (DC) till 60 Hz växelström (AC). Ingångsspänningen höjs initialt av en boost-omvandlare bestående av C2 (kondensator), Q1 (MOSFET), L1 (induktor) och D1 (diod). En av ingångslikströmsbussarna bör vara jordad för en solcellspanel på mer än 50 V. Teoretiskt sett kan endera av två bussar anslutas till jorden, vanligtvis den negativa.
Utgångsledarna för växelström i konfigurationer som interagerar med elnätet bör isoleras från likström om likströmsingången leder till jord.
2 steg
Den erhållna växelströmmen omvandlas sedan till önskad nivå av en lågfrekvent upptransformator. Detta är ett pulsbreddsmodulerat DC-till-DC-omvandlarsteg, i princip en H-brygga, med isolerande omvandlare. Detta steg består av C3 (kondensator), Q2-Q5 (MOSFET), T1 (transformator), L2 (induktor) och D2-D5 (diod). En halvbrygga eller framåtriktad omvandlare kan också användas för effektnivåer mindre än 1000 watt.
En DC-länk till utgångsväxelriktaren finns, och dess värde måste vara högre än toppen av nätspänningen . Till exempel, för 120 VAC bör VDC vara >120° −² = 168 V, vanligtvis mellan 180 V och 200 V, och för 240 VAC skulle du behöva 350–400 VDC. Ett annat viktigt steg i nätansluten växelriktares funktionsprincip.
Lågfrekventa (LF) transformatorer används också i vissa kommersiella växelriktarmodeller i slutsteget istället för en högfrekvent i DC-DC-sektionen. I denna metod konverteras ingången till 60 Hz AC och en transformator ändrar den till erforderliga nivåer, vilket ger isolering samtidigt.
Obs: Ledare från solpaneler i icke-isolerad design kan inte jordas.
Med en T1-boost (transformator) kan dock det konverterade steget (1:a steget) utelämnas . Detta kan dock leda till stor läckinduktans som leder till spänningstoppar på likriktare och FET:er och andra oönskade effekter. Detta är oftast fallet med transformatorlösa system.
3rd-scenen
Den inkluderar ytterligare en omvandling av den återstående delen av växelströmmen till utgången från det andra steget. I detta steg används en annan full brygga för att omvandla likström till växelström. IGBT Q6-Q9 (MOSFET), C4 (kondensator) och L3 (induktor). MOSFET i detta steg fungerar som elektroniska omkopplare som arbetar i PWM-läge (pulsbreddsmodulering). Antiparallella frihjulsdioder krävs för denna topografi som ger en alternativ väg för strömmen när omkopplarna är avstängda. En positiv, negativ eller nollpotential kan appliceras över L3 (induktor) genom att använda olika omkopplare i H-bryggan. Sedan reducerar utgångs-LC-filtret högfrekventa övertoner för att producera en sinusvåg.
- Ytterligare induktor: Kretsar bör tillåta ett begränsat strömflöde in i lasterna och tillbaka in i ledningen. En GTE fungerar som en strömstyrd källa istället som en spänningskälla eftersom nätet fungerar som en mycket impedanskälla. Ett L-Grid (extra kopplingsinduktor) används mellan en GTE och huvudledningar för att absorbera extra växelspänning, vilket ytterligare minskar strömövertoner som genereras av pulsbreddsmoduleringen (PWM).
Obs : Med införandet av extra poler i strömslingan finns det risk för systeminstabilitet.
Läs också: Förstå principen om att off-grid solsystem fungerar
Vilka komponenter krävs för att installera Grid Tied Inverter?
Efter att ha lärt dig om grid tie-inverterns arbetsprincip får du veta om dess komponenter. Att vara lätta att installera och underhålla nätbundna växelriktare kräver minimal utrustning och genomsnittligt underhåll. Några komponenter på plats och ledningar som behövs under installationen av GTI är följande.
1. Isolatorer
De är viktiga elektroniska komponenter som används i solväxelriktare eftersom de möjliggör kommunikation mellan lågspänningskänsliga styrkretsar (mikrokontroller) och högspänningskomponenter (effekttransistorer).
Se även : 8 bästa 3000 watts växelriktare
2. Nätmätare
Det är som ett spårningssystem som övervakar strömutbytet mellan hemmet och elnätet. Den beräknar och krediterar ägarna av solpanelssystem för den el som levereras till nätet från deras solenergisystem.
3. Skyddsenhet
Nätkopplade växelriktare har skydd mot ödrift tillsammans med andra inbyggda skyddsfunktioner. Men att lägga till skyddsanordningar som laddningsregulatorer, säkerhetsbrytare och kablage ger ett extra lager till hela systemet.
4. Solpaneler
Dessa är de viktigaste komponenterna eftersom växelriktare fungerar genom att omvandla likström som genereras av solpaneler till växelström som är lämplig för drift av apparater.
5. Ledningar
Korrekt kabeldragning med anslutning till solpaneler, elpanel och nätmätare krävs. Trådens längd, bredd och kvalitet bör vara optimal för det ändamål de används. Efter detta, låt oss se hur man ansluter nätbindningsväxelriktaren till elnätet.
Se även: Hur man kopplar en 5000 watts växelriktare?
Hur ansluter man Grid Tie Inverter till elnätet?
Innan du ansluter nätbindningsväxelriktaren till elnätet finns det några saker att förstå.
1. Frekvens
Nätnätet har en exakt frekvens som hålls på 50 Hz, och den varierar något, men oftast är den mellan 49.9 och 50.1 Hz.
2. Root Mean Square
Det är RMS-värdet för spänningen vid 50 Hz-signalen och den faktiska signalen går upp till 325 V. Det är viktigt att veta eftersom det produceras så höga temperaturer när man ansluter en växelriktare för att få strömmen att flyta in i kontakterna. Inte bara fungerar växelriktaren med nätanslutning, utan att ansluta den till elnätet kräver djupgående kunskap om dessa faktorer.
3. Spänningsfall
Kontakter i huset får varierande spänning. Detta händer på grund av spänningsfallet över resistansen i kontakter, säkringar, transformatorer och ledningar, tillsammans med andra kretskomponenter. När du stänger av/på stora belastningar i närheten kommer du att märka plötsliga fluktuationer och förändringar. Spänningen i elnätet är mycket mer variabel, till exempel på vissa platser ska den vara 230 V med en tolerans på +10 %/-6 %.
Läs också: Behöver jag en säkring mellan batteri och växelriktare
4. Sinusformad
Den levererade signalen bör vara en fin och tydlig sinusvåg, men vid vissa punkter i sinusvågscykeln absorberar vissa icke-linjära apparater sin effekt från vissa punkter. Detta introducerar distorsion, vilket är anledningen till att signalen inte är en perfekt sinusvåg. Datorer, lysrör, dammsugare och andra apparater belastas icke-linjärt. För att ansluta en växelriktare till elnätet måste sinusvågen underhållas.
Och svaret på hur man ansluter en nätansluten växelriktare till elnätet är att du måste veta att frekvensen, amplituden och fasen hos strömkällan eller växelriktaren ska vara synkroniserade. Den ska också mata en sinusformad ström till lasten. Annars kanske den inte detekterar om utgången är hög eller låg och detta kan vara problematiskt. Det ska finnas ytterligare en kopplingsinduktor, L-formad, mellan systemet och elnätet för att absorbera extra växelström. Ett avstånd på cirka 500 millimeter ska bibehållas mellan växelriktaren och den övre och nedre sidoväggen och även mellan de två växelriktarna .
Här har jag nämnt stegen för anslutningen. Grid tie-växelriktaren som refereras till i dessa steg är Luminous Grid Tie Inverter , men de flesta växelriktare har liknande steg.
Steg 1: Börja med att stänga av huvudströmmen nu. Stäng av växelströmsbrytaren (MCB) i växelströmsfördelningsboxen.
Steg 2 : Anslut sedan nätutgångskabeln från växelriktaren till växelströmsfördelningsboxen. Kom ihåg nätanslutningsväxelriktarens funktionsprincip när du gör anslutningen.
Steg 3 : Anslut utgångskabeln från AC-fördelningsboxen till AC-automatsäkringsboxen
Steg 4 : Nu kommer anslutningen mellan AC-automatboxen och nätmätaren, även till olika apparater i huset, att upprättas automatiskt.
Obs: Det rekommenderas att anlita tekniker och elektriker för sådant arbete.
Se även: Hur fungerar en hybridväxelriktare?
Vad är priset på Grid Tie Inverter?
Priset på en nätbindningsväxelriktare beror på dess watt och faser, tillsammans med vilken typ av växelriktare du väljer. I allmänhet kan du behöva spendera runt 911 USD eller mer för en nätbindningsväxelriktare. Men oftast tillhandahålls växelriktare som en del av solenergisystem och kan stå för cirka 20% av kostnaden för hela systemet. Kunskap om priset efter att ha lärt sig arbetsprincipen för nätbandsinverteraren är dock användbar.
Läs också: Kan man seriekoppla växelriktare?
Vilka är typerna av nätbundna växelriktare?
Efter att ha förstått nätbindningsväxelriktare, ta en titt på typerna att välja mellan.
1. Centrala växelriktare: Liknande strängväxelriktare i funktion men med ett högt kapacitetsområde. De är motståndskraftiga mot miljöskador och lämpliga för stora solcellsparker.
2. Mikrometer : Dessa är de senaste tekniskt avancerade enheterna som fungerar genom att omvandla likström till växelström direkt från baksidan av solpaneler. Det finns inga krav på spänning, så panelerna är inte skuggade. Mikrometrar erbjuder individuella övervakningssystem och kan utökas efter behov. Dessa är bäst för lösningar med begränsat utrymme men är dyra.
3. Effektoptimerare : Dessa är också fästa på baksidan av solpaneler och fungerar som mikrometrar. De erbjuder prestanda på systemnivå tillsammans med övervakning av individuella paneler. Effektoptimerare är billigare än mikrometrar.
4. Strängväxelriktare : De är de vanligaste typerna av nätanslutna växelriktare. Strängväxelriktare är seriekopplade och varje strängs funktion är att omvandla likström (DC) till växelström (AC). Dessa växelriktare är pålitliga och prisvärda, främst lämpliga för kommersiella och små hushåll.
Så idag lärde du dig om arbetsprincipen för växelriktaren, vilket jag antar var ganska intressant. Med tanke på komponenterna som används för nätbundna växelriktare kan deras pris bestämmas, men det kan skilja sig från plats, tillverkare och märke, tillsammans med andra faktorer. Hur ansluter man grid tie-inverter till elnätet? Svaret på detta är enkelt, gå bara igenom stegen ovan men ändå rekommenderar vi inte självinstallation.
Rekommenderas: Kan hybridväxelriktare fungera utan batteri?
