Onduleur pour centrale solaire domestique

Dans le secteur de l'énergie, il est souvent nécessaire de convertir certaines quantités en d'autres car l'énergie électrique est produite par des sources de courant alternatif ou continu. Des consommateurs correspondants sont créés pour eux: moteurs électriques, transformateurs, électroménagers.

Dans de nombreuses industries, comme dans les énergies alternatives, il est nécessaire d'exploiter les consommateurs à partir de sources combinées. Les batteries rechargeables sont chargées et les appareils électroniques, les appareils informatiques sont alimentés en courant continu ou redressés à partir de générateurs électriques avec un champ électromagnétique rotatif.

La tâche inverse des moteurs électriques des harmoniques sinusoïdales des récepteurs électriques domestiques provenant de sources de courant continu est résolue en convertissant l'électricité en variable à l'aide de structures électriques complexes spécialement conçues appelées onduleurs.

Objectif et tâches de l'onduleur

Par la méthode de connexion à la station solaire, aux consommateurs et aux batteries, les onduleurs sont divisés en:

• réseau

• autonome

• hybride.

Les modèles de réseau avec la désignation «sur le réseau» fonctionnent à partir d'une centrale solaire sur la charge d'un réseau électrique public. Ils sont principalement utilisés dans les systèmes d'une capacité supérieure à 10 kW, typiques pour une utilisation dans les pays européens. En Russie, les dispositions du tarif vert ne donnent pas aux particuliers le droit d'utiliser cette méthode.

Les onduleurs autonomes signifient «hors réseau». Ils sont connectés aux consommateurs domestiques et alimentés par piles rechargeablesrechargé par des modules solaires via des contrôleurs.

Les conceptions hybrides utilisent les deux méthodes de connexion. Ils se mélangent bien avec circuits d'alimentation sans coupurepeut grâce à l'automatisation du contrôleur travailler à partir de la batterie et / ou du module solaire si nécessaire.

Principes de l'onduleur

Pendant le fonctionnement, une petite partie de l'énergie appliquée est perdue lors du chauffage des éléments du circuit et des processus latéraux. Par conséquent, la puissance de sortie est toujours inférieure à celle dépensée. L'efficacité d'une bonne conception est déterminée par l'efficacité avec une valeur de 90 à 95%.

L'onduleur est considéré comme un générateur de tension périodique, dont la forme est très proche des harmoniques sinusoïdales ou qui en diffère sensiblement par la forme du signal de sortie.

Graphes de l'oscillation sinusoïdale et son analogue produits par l'onduleur

Le graphique montre les principales vues de l'onde sinusoïdale et de la tension à la sortie de l'onduleur, qui est communément appelé le «Meander», proche de son type. Selon la complexité de la conception avec les possibilités de mise en œuvre de diverses fonctions, la forme du méandre peut être encore plus proche des caractéristiques du sinus ou rugueuse, ressemblant à des trapèzes ordinaires ou même à des rectangles sur chaque demi-onde avec leur apparence.

La forme simplifiée du méandre est plus adaptée aux appareils sans charges inductives consommant la composante active de l'énergie électrique. C'est différent radiateurs thermoélectriques (désignation "TEN"), systèmes d'éclairage à incandescence et structures résistives similaires.

La forme du méandre peut avoir un certain effet sur les dispositifs des moteurs électriques à courant alternatif et des ensembles transformateurs des appareils électroménagers. La solution idéale pour leur travail est un pur sinus. Par conséquent, les onduleurs complexes générant une tension de sortie très proche des harmoniques sinusoïdales sont plus attractifs pour les équipements. Mais le coût de leur production est plus élevé.

La précision particulière de l'approche en méandre de la sinusoïde est importante pour les instruments de mesure de haute précision, les équipements médicaux, les systèmes audio professionnels et les équipements de télécommunication.

Caractéristiques de conception

Pour les centrales solaires domestiques en Russie, les circuits qui créent une phase de tension alternative avec une valeur de 220 volts sont les plus demandés.

Pour convertir le courant continu, l'onduleur peut fonctionner selon un circuit de transformateur ou sans lui. La présence d'un transformateur complique considérablement la conception, mais vous permet de créer un signal de sortie de haute qualité.

Le système de refroidissement de l'appareil peut utiliser un ventilateur forcé. Dans les conceptions coûteuses, l'attention est portée sur:

• le silence

• l'utilisation de plusieurs modes de fonctionnement, en fonction de la charge (notamment en cas de surchauffe).

Les onduleurs fabriqués par l'industrie peuvent être combinés à partir de systèmes monophasés dans des dispositifs triphasés de puissance accrue. Ils sont en mesure d'effectuer diverses tâches jusqu'au transfert de l'excédent d'électricité produite au réseau industriel.

Règles de base pour choisir un onduleur

Les appareils électroménagers et les batteries CC fonctionnent à 12/24/36/48 volts standard, selon leur conception. Les fabricants d'onduleurs pour chaque type de tension spécifié libèrent leur équipement. Cela doit être analysé lors du choix d'un modèle.

Lors de l'utilisation de l'onduleur, les éléments suivants doivent être pris en compte:

• Pic de consommation d'énergie

• quatre phases de fonctionnement: mode de démarrage, étape de conversion à long terme de l'électricité à puissance nominale, ralenti, surcharge.

La puissance de crête des consommateurs est mesurée à un certain moment lors de la création de charges critiques, peut dépasser considérablement les valeurs nominales d'un réseau standard ~ 220V / 50Hz.

En mode démarrage, les onduleurs sont capables de fournir une puissance excessive en peu de temps après le démarrage des moteurs électriques (plusieurs millisecondes) et la mise en service des charges capacitives. Ce mode est caractéristique lors de la mise en marche des réfrigérateurs, machines à laver et lave-vaisselle.

Le mode de fonctionnement continu doit correspondre aux caractéristiques nominales de la conception choisie.

La consommation électrique de l'appareil sans charge de sortie ne doit pas dépasser 1% de la valeur nominale pour les modèles de haute qualité.

Pendant la phase de surcharge, certains types d'onduleurs peuvent transmettre de manière fiable une puissance dépassant jusqu'à 50% de la valeur nominale en une demi-heure. Mais cette capacité est différente pour chaque modèle d'appareil.

La détermination de l'ampleur de la charge idéale est très problématique. Par conséquent, les onduleurs sont sélectionnés avec la création d'une réserve de marche avec une marge allant jusqu'à 20% des valeurs calculées.

Dans un réseau domestique étendu, la charge peut constamment fluctuer sur une large gamme de valeurs. Avec cette nature, il est recommandé d'acheter non pas un onduleur puissant, mais de calculer le nombre optimal de pas de capacités utilisées pour l'acquisition de plusieurs modèles, alternativement commutés par un circuit d'automatisation pour une utilisation économique et optimale des ressources de l'équipement.

La présence de protections intégrées caractérise la qualité de l'onduleur, qui doit être mis hors service lorsque:

• écart de la tension d'alimentation aux niveaux supérieur et inférieur,

• courts-circuits dans le circuit de sortie,

• surcharges de courant et de température.

En cas de réduction de la charge aux valeurs minimales, le circuit d'automatisation peut mettre l'onduleur en mode veille. Mais cette fonction n'est pas inhérente à tous les modèles.

Résistance et fiabilité de la construction mécanique

Le choix de l'emplacement d'installation de l'onduleur est influencé par la qualité de fabrication de son boîtier. Pour les conditions en plein air, des modèles scellés sont utilisés, classés par l'indice IP65 (abréviation de Ingress Protection Rating), un système d'analyse du degré de protection des boîtiers d'équipements électriques contre la pénétration d'eau et de particules conformément aux normes internationales.Il tolère des conditions de fonctionnement difficiles dans toutes les conditions météorologiques.

La qualité de l'installation et des opérations de chargement et de déchargement est influencée par la configuration de la coque et l'exhaustivité des composants fournis avec l'équipement principal.

Recommandations de montage de circuits

Initialement, il est recommandé de connecter tous les consommateurs aux circuits de sortie de l'onduleur, puis de s'engager dans la commutation des circuits d'alimentation.

Au ralenti, les batteries et les modules solaires ont plus de 20 V, ce qui provoquera une condensateurs électrolytiques. Et eux, à leur tour, lors des manipulations dans les circuits de sortie commenceront à décharger l'impulsion.

Suite de l'article:Comment installer et utiliser des panneaux solaires