Инвертор за домашна слънчева електроцентрала

В енергийния сектор често е необходимо да се преобразуват едни количества в други, тъй като електрическата енергия се произвежда от източници на променлив или постоянен ток. За тях се създават съответни потребители: електрически двигатели, трансформаторни устройства, домакински уреди.

В много отрасли, както и в алтернативната енергия, има нужда да се използват потребители от комбинирани източници. Зареждат се акумулаторни батерии, а електронните устройства, компютърните устройства се доставят с постоянен ток или се изправят от генератори на електрическа енергия с въртящо се електромагнитно поле.

Обратната задача на електродвигателите на синусоидалните хармоници на домакински електрически приемници от източници на постоянен ток се решава чрез преобразуване на електричеството в променлива с помощта на специално проектирани сложни електрически структури, наречени инвертори.

Предназначение и задачи на инвертора

По метода на свързване към соларната станция, потребителите и батериите, инверторите се разделят на:

• мрежи,

• самостоятелна,

• хибрид.

Мрежовите модели с обозначението “on grid” работят от слънчева електроцентрала при натоварването на обществена електрическа мрежа. Те се използват най-много в системи с мощност над 10 kW, типични за използване в европейските страни. В Русия разпоредбите на Зелената тарифа не дават право на хората да използват този метод.

Самостоятелните инвертори означават „изключена мрежа“. Те са свързани с домашни битови потребители и се захранват от акумулаторни батериипрезаредени от соларни модули чрез контролери.

Хибридните дизайни използват и двата метода на свързване. Те се смесват добре с вериги за непрекъсваемо захранванеможе чрез автоматизацията на контролера да работи от батерията и / или соларен модул, ако е необходимо.

Принципи на инвертора

По време на работа малка част от приложената енергия се губи при нагряване на елементите на веригата и страничните процеси. Следователно, изходната мощност винаги е по-ниска от изразходваната. Ефективността на добрия дизайн се определя от ефективността със стойност 90 - 95%.

Инверторът се счита за генератор на периодично напрежение, което по форма е много близко до синусоидалните хармоници или значително се различава от него по формата на изходния сигнал.

Графики на синусоидално трептене и неговия аналог, получени от инвертора

Графиката показва основните изгледи на синусоидата и напрежението на изхода на инвертора, което обикновено се нарича "Meander", близко до неговия тип. В зависимост от сложността на дизайна с възможностите за изпълнение на различни функции от него, формата на меандъра може да бъде още по-близка до характеристиките на синуса или да се разроши, наподобявайки обикновени трапеции или дори правоъгълници на всяка полувълна със своя външен вид.

Опростената форма на меандъра е по-подходяща за устройства без индуктивни товари, консумиращи активния компонент на електрическата енергия. Различно е термоелектрически нагреватели (обозначение "TEN"), осветителни системи с нажежаема жичка и подобни резистивни конструкции.

Формата на меандъра може да има определен ефект върху устройствата на променливотокови електрически двигатели и трансформаторни възли на домакински уреди. Идеалното решение за тяхната работа е чист синус. Следователно сложните инвертори, генериращи изходното напрежение, много близко до синусоидалните хармоници, са по-привлекателни за оборудването. Но цената на тяхното производство е по-висока.

Специалната точност на подхода на меандъра към синусоида е важна за високоточните измервателни уреди, медицинското оборудване, професионалните аудио системи, телекомуникационното оборудване.

Характеристики на дизайна

За домашните соларни централи в Русия най-търсени са вериги, които създават една фаза на променливо напрежение с магнитуд 220 волта.

За да преобразува постоянен ток, инверторът може да работи в съответствие с трансформаторна верига или без нея. Наличието на трансформатор значително усложнява дизайна, но ви позволява да създадете висококачествен изходен сигнал.

Охлаждащата система на устройството може да използва принудителен вентилатор. При скъпите дизайни се обръща внимание на:

• тишина,

• използването на няколко режима на работа, в зависимост от натоварването (особено при прегряване).

Инверторите, произведени от промишлеността, могат да бъдат комбинирани от еднофазни системи в трифазни устройства с повишена мощност. Те са в състояние да изпълняват различни задачи до прехвърлянето на излишък от генерирана електроенергия в индустриалната мрежа.

Основни правила за избор на инвертор

DC домакински уреди и батерии работят със стандартни 12/24/36/48 волта, в зависимост от техния дизайн. Производителите на инвертори за всеки определен тип напрежение пускат оборудването си. Това трябва да се анализира при избора на модел.

При използване на инвертора трябва да се има предвид следното:

• Максимална консумация на енергия

• четири фази на работа: стартов режим, етап на дългосрочно преобразуване на електричеството при номинална мощност, празен ход, претоварване.

Максималната мощност на потребителите се измерва в определен момент, когато създава критични товари, може значително да надвиши номиналните стойности на стандартна мрежа ~ 220V / 50Hz.

В режим на стартиране инверторите са в състояние да доставят прекомерна мощност за кратко време на стартиране на електродвигатели (няколко милисекунди) и пускане в експлоатация на капацитивни товари. Този режим е характерен при включване на хладилници, перални и съдомиялни машини.

Режимът на непрекъсната работа трябва да съответства на номиналните характеристики на избрания дизайн.

Консумацията на енергия на устройството без изходно натоварване не трябва да надвишава 1% от номиналната стойност за висококачествените модели.

По време на фазата на претоварване някои видове инвертори могат надеждно да предават мощност над 50% от номиналната стойност в рамките на половин час. Но тази способност е различна за всеки модел на устройството.

Определянето на величината на идеалния товар е много проблематично. Следователно, инверторите се избират със създаването на резерв за мощност с марж до 20% от изчислените стойности.

В обширна домашна мрежа натоварването може постоянно да се колебае в широк диапазон от стойности. При това естество се препоръчва да се закупи не един мощен инвертор, а да се изчисли оптималният брой стъпки на използваните мощности за придобиване на няколко модела, редувани превключвани от верига за автоматизация за икономично и оптимално използване на ресурсите на оборудването.

Наличието на вградени защити характеризира качеството на инвертора, което трябва да бъде извадено от експлоатация, когато:

• отклонение на захранващото напрежение на горното и долното ниво,

• късо съединение в изходната верига,

• претоварвания в ток и температура.

В случаите на намаляване на натоварването до минималните стойности веригата за автоматизация може да постави инвертора в режим на готовност. Но тази функция не е присъща на всички модели.

Здравина и надеждност на механичната конструкция

Изборът на място за монтаж на инвертора се влияе от качеството на производство на корпуса му. За условия на открито се използват запечатани модели, класифицирани по индекса IP65 (съкратено за степен на защита от напрежение), система за анализ на степента на защита на корпусите на електрическото оборудване от навлизане на вода и прахови частици в съответствие с международните стандарти.Толерира тежки условия на работа при всякакви метеорологични условия.

Качеството на операциите по монтаж и товарене и разтоварване се влияе от конфигурацията на корпуса и пълнотата на компонентите, доставяни заедно с основното оборудване.

Препоръки за монтаж на верига

Първоначално се препоръчва да се свържат всички консуматори към изходните вериги на инвертора, едва след това да се включат в превключване на захранващи вериги.

При празен ход батериите и слънчевите модули имат повече от 20 V, което ще доведе до високо напрежение електролитни кондензатори, И те, от своя страна, по време на манипулации в изходните вериги ще започнат да изпускат импулс.

Продължение на статията:Как да инсталирате и работите със слънчеви панели