Střídač pro domácí solární elektrárnu

V energetickém sektoru je často nutné převést některá množství na jiná, protože elektrická energie je vyráběna ze zdrojů střídavého nebo stejnosměrného proudu. Jsou pro ně vytvářeny odpovídající spotřebitelé: elektromotory, transformátorová zařízení, domácí spotřebiče.

V mnoha průmyslových odvětvích, stejně jako u alternativních zdrojů energie, je třeba využívat spotřebitele z kombinovaných zdrojů. Nabíjecí baterie jsou nabíjeny a elektronická zařízení, počítačová zařízení jsou napájena stejnosměrným proudem nebo usměrňována z generátorů elektrické energie s rotujícím elektromagnetickým polem.

Inverzní problém činnosti elektrických motorů sinusových harmonických domácích elektrických přijímačů ze stejnosměrných zdrojů je řešen přeměnou elektřiny na proměnnou pomocí speciálně konstruovaných složitých elektrických struktur nazývaných invertory.

Účel a úkoly střídače

Metodou připojení k solární stanici, spotřebičům a bateriím se střídače dělí na:

• síť

• autonomní

• hybridní.

Síťové modely s označením „on grid“ fungují ze solární elektrárny na zatížení veřejné energetické sítě. Nejčastěji se používají v systémech s kapacitou vyšší než 10 kW, typické pro použití v evropských zemích. Ustanovení Zeleného sazebníku v Rusku nedávají jednotlivcům právo používat tuto metodu.

Samostatné střídače znamenají „off grid“. Jsou připojeni k domácím domácnostem a jsou napájeni dobíjecí bateriedobíjení solárními moduly prostřednictvím regulátorů.

Hybridní konstrukce používají oba způsoby připojení. Míchají se dobře s nepřerušitelnými napájecími obvodymůže v případě potřeby automatizovat práci regulátoru z bateriového nebo solárního modulu.

Principy střídače

Během provozu se při zahřívání prvků obvodu a vedlejších procesů ztrácí malá část aplikované energie. Proto je výstupní výkon vždy nižší než spotřebovaný. Účinnost dobrého designu je určena účinností 90 - 95%.

Střídač je považován za generátor periodického napětí, jehož tvar je velmi blízký sinusovým harmonickým kmitům nebo se od něj výrazně liší ve tvaru výstupního signálu.

Grafy sinusového kmitání a jeho analogů vytvořené střídačem

Graf ukazuje základní pohledy na sinusovou vlnu a napětí na výstupu měniče, které se běžně nazývá „Meandr“, v blízkosti svého typu. Podle složitosti návrhu s možnostmi implementace různých funkcí může být tvar meandru ještě blíže charakteristikám sinusového nebo zdrsněného vzhledu, připomínající obyčejné lichoběžníky nebo dokonce obdélníky na každé polovině vlny.

Zjednodušená forma meandru je vhodnější pro zařízení bez induktivních zátěží spotřebovávajících aktivní složku elektrické energie. Je to jiné termoelektrické ohřívače (označení "TEN"), žárovky a podobné odporové struktury.

Tvar meandru může mít určitý vliv na zařízení střídavých elektrických motorů a sestav transformátorů domácích spotřebičů. Ideálním řešením pro jejich práci je čistý sinus. Komplexní měniče vytvářející výstupní napětí velmi blízko sinusovým harmonickým jsou proto pro zařízení atraktivnější. Náklady na jejich výrobu jsou však vyšší.

Zvláštní přesnost meandrového přístupu k sinusoidu je důležitá pro vysoce přesné měřicí přístroje, zdravotnická zařízení, profesionální audio systémy, telekomunikační zařízení.

Designové funkce

U domácích solárních elektráren v Rusku jsou nejžádanější obvody, které vytvářejí jednu fázi střídavého napětí o velikosti 220 V.

Pro převod stejnosměrného proudu může střídač pracovat podle obvodu transformátoru nebo bez něj. Přítomnost transformátoru významně komplikuje konstrukci, ale umožňuje vám vytvořit vysoce kvalitní výstupní signál.

Chladicí systém zařízení může používat nucený ventilátor. V drahých designech je věnována pozornost:

• nehlučnost

• použití několika provozních režimů v závislosti na zatížení (zejména při přehřátí).

Invertory vyráběné v průmyslu lze kombinovat z jednofázových systémů do třífázových zařízení se zvýšeným výkonem. Jsou schopni plnit různé úkoly až do převodu přebytečné vyrobené elektřiny do průmyslové sítě.

Základní pravidla pro výběr střídače

Domácí spotřebiče a baterie stejnosměrného proudu pracují na standardních 12/24/36/48 V, v závislosti na jejich konstrukci. Výrobci střídačů pro každý specifikovaný typ napětí uvolňují svá zařízení. To by mělo být analyzováno při výběru modelu.

Při používání střídače je třeba vzít v úvahu následující:

• Špičková spotřeba energie

• čtyři fáze provozu: spouštěcí režim, fáze dlouhodobé přeměny elektřiny při jmenovitém výkonu, nečinnost, přetížení.

Špičkový výkon spotřebitelů je měřen v určitém časovém okamžiku při vytváření kritického zatížení, může výrazně překročit jmenovité hodnoty standardní sítě ~ 220V / 50 Hz.

V režimu spouštění jsou měniče schopné dodávat nadměrný výkon po krátkou dobu spouštění elektrických motorů (několik milisekund) a uvádět do provozu kapacitní zátěže. Tento režim je charakteristický při zapnutí chladniček, praček a myček nádobí.

Režim nepřetržitého provozu by měl odpovídat jmenovitým charakteristikám zvolené konstrukce.

Spotřeba energie zařízení bez výstupní zátěže by neměla přesáhnout 1% jmenovité hodnoty u vysoce kvalitních modelů.

Během fáze přetížení mohou některé typy střídačů spolehlivě přenášet výkon přesahující 50% jmenovité hodnoty do půl hodiny. Tato schopnost se však u každého modelu zařízení liší.

Určení velikosti ideální zátěže je velmi problematické. Proto se střídače vybírají s vytvořením výkonové rezervy s rezervou až 20% vypočtených hodnot.

V rozsáhlé domácí síti může zatížení neustále kolísat v širokém rozsahu hodnot. S touto povahou se doporučuje zakoupit ne jeden výkonný měnič, ale vypočítat optimální počet kroků využité kapacity pro pořízení několika modelů, střídavě přepínaných automatizačním obvodem pro hospodárné a optimální využití zdrojů zařízení.

Přítomnost vestavěných ochran charakterizuje kvalitu střídače, který by měl být vyřazen z provozu, když:

• odchylka napájecího napětí na horní a dolní úrovni,

• zkraty ve výstupním obvodu,

• přetížení v proudu a teplotě.

V případě snížení zátěže na minimální hodnoty může automatizační obvod uvést střídač do pohotovostního režimu. Tato funkce však není součástí všech modelů.

Pevnost a spolehlivost mechanické konstrukce

Výběr umístění instalace střídače je ovlivněn kvalitou výroby jeho krytu. Pro venkovní prostředí se používají uzavřené modely klasifikované podle indexu IP65 (zkratka pro stupeň ochrany proti vniknutí), systém pro analýzu stupně ochrany krytů elektrických zařízení před vniknutím vody a částic podle mezinárodních norem.Umožňuje těžké provozní podmínky při jakémkoli srážení.

Kvalita instalace a nakládky a vykládky je ovlivněna konfigurací trupu a úplností dodávaných součástí spolu s hlavním zařízením.

Doporučení pro montáž obvodu

Nejprve se doporučuje připojit všechny spotřebiče k výstupním obvodům střídače, teprve pak zapojit do spínacích obvodů napájení.

Při volnoběhu mají baterie a solární moduly více než 20 V, což způsobí vysoké napětí elektrolytické kondenzátory. A oni zase během manipulací ve výstupních obvodech začnou vybíjet puls.

Pokračování článku:Jak instalovat a ovládat solární panely