Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Sončni paneli pretvorijo energijo iz sonca v električno energijo. Dobro zasnovan sončni sistem lahko zadovolji energetske potrebe povprečne poljske družine. Ta tok bo uspešno oskrboval gospodinjske aparate in osvetlil dom. Neporabljeno energijo je mogoče preprodati elektrarni.

Pretvornik lahko primerjamo s srčnim in centralnim živčnim sistemom fotovoltaične instalacije. Zato je tako pomembno, da ga pravilno izberete, kar lahko določi tehnični in finančni uspeh celotne naložbe. Tu ni najpomembnejše merilo cena. Preverite, katere parametre je treba iskati pri izbiri pretvornika.

Kateri pretvornik bi morali izbrati za solarno napeljavo?

Sončni moduli so najbolj viden element sončne elektrarne. Neposredno pretvorijo sončno sevanje v električno energijo z enosmernim tokom. Neposredni tok ima svoje dobre točke, npr. Lahko ga je enostavno shranjevati v baterijah, vendar je najpogostejša oblika električne energije, ki jo dnevno srečujemo, izmenični tok (AC). Če želimo energijo, proizvedeno neposredno v gospodinjskih napravah, porabiti v energijskem omrežju stavbe. V ta namen bomo potrebovali napravo, ki bo pravilno pretvorila vhod DC v izmenični izhod. Razsmernik je taka naprava.

Kako deluje pretvornik

Ideja pretvorbe enosmernega toka v izmenični tok ni zapleten postopek. Toda energija, ki se napaja v omrežje, mora izpolnjevati visoke zahteve glede kakovosti, npr. Valovne oblike napetosti, ki nastanejo, morajo biti sinusoidne in popolnoma sinhronizirane z omrežnimi parametri, sam pretvornik pa mora zagotavljati največjo varnost za uporabnika, fotovoltaične module in električno omrežje. Zato so te naprave zapletene, postopek njihovega oblikovanja in izdelave pa zahteva ogromno znanja in dolgoletnih izkušenj.

Osnovni elementi pretvornika so vhodni sistemi, na katere so povezane verige fotonapetostnih modulov. Ti sistemi zagotavljajo varnost inštalacij, vsebujejo pa tudi sistem za sledenje največji moči (MPPT), ki je podrobneje opisan v nadaljevanju članka.

Naslednji elementi pretvornika so: sistem, ki pretvori direktno napetost v izmenično napetost, in krmilni sistem, ki zagotavlja komunikacijo z zunanjim svetom (npr. Prek LCD zaslona ali vmesnika WWW).

Zadnja ureditev pretvornika so zaščite, ki zagotavljajo učinkovito in varno sodelovanje z omrežjem.

Ena od osnovnih nalog pretvornika je, da nenehno spremlja omrežne parametre, kot sta napetost in frekvenca, in se ustrezno odziva na njihove spremembe, in če vrednosti teh parametrov presegajo dovoljeno območje - razsmernik izključite iz omrežja. Eno najpogostejših vprašanj bodočih lastnikov PV sistemov je možnost delovanja pretvornika v primeru izpada električne energije s strani operaterja energetskega sistema, tj. delovanje pretvornika izven omrežja. To je mogoče pri nekaterih modelih razsmernikov (npr. Fronius Symo Hybrid), vendar so potrebne dodatne naprave, ki ločujejo sončno napeljavo od električnega omrežja zunaj stavbe, tako da pretvornik ne predstavlja nevarnosti, npr. Za ekipe, ki delajo na odstranjevanju okvar omrežja.

Pretvornik Fronius, pritrjen neposredno na podkonstrukcijo modula.

Razvrstitev razsmernikov

Pretvornike lahko razdelimo po več osnovnih merilih in parametrih. Prvi je notranji transformator - zato ga je mogoče razdeliti na pretvornike s transformatorjem in brez vgrajenega transformatorja. Transformator zagotavlja galvansko izolacijo med konstantno vhodno napetostjo in električnim omrežjem, zato je primeren za uporabo s tankoslojnimi moduli (praviloma potrebujejo ozemljitev enega od polov). Najbolj priljubljeni modeli na trgu danes so inverterji Fronius Galvo. Vendar s širjenjem poli- in monokristalnih modulov trenutno lahko v glavnem srečate rešitve razsmernikov, v katerih transformator ne uporablja. To lahko poveča ceno razsmernika zaradi uporabe naprednejših zaščitnih sistemov, na koncu pa se poveča učinkovitost pretvornika z manjšo težo in dimenzijami.

Naslednji parameter je število faz, na katere se pretvornik pretvori. Nizka moč (do nekaj kilovatov) se pojavlja v enofazni različici, nato se povezava z omrežjem izvede s pomočjo treh žic: L, N in PE. Primer takšnih pretvornikov je družina Fronius Primo. Za večje moči se uporabljajo trifazni pretvorniki, v omrežje pa je povezanih pet vodov: L1, L2, L3, N in PE. Tu je vodilna linija izdelkov družina Fronius Symo. Toda tudi trifazni pretvorniki z majhno močjo imajo številne prednosti pred enofaznimi kolegi: enakomerno vnašajo energijo v vsako fazo, kar je v skladu z idejo o enakomerni porazdelitvi obremenitev v zgradbi med fazami. Poleg tega znatno omejijo vrednost toka v vsaki fazi, kar vpliva na stabilnost lokalnega omrežja. Na primer: če pretvornik 5kW (5kVA), priključen na eno fazo, lahko ustvari do 21, 7A toka, enakovredni trifazni razsmernik v vsako fazo vnese največ 7, 2 A, kar neposredno prevede v manjša nihanja napetosti v omrežju, nižje prerezi prevodnikov itd.

Trifazni pretvornik, brez transformatorja do 8, 2 kW.

Učinkovitost pretvornika

Naslednji parameter je izkoristek pretvornika (η), izražen kot razmerje efektivne izmenične električne napetosti pretvornika in vhodne moči enosmernega toka in njegove normalizirane oblike (Euro- η učinkovitost, znana tudi kot evropska tehtana učinkovitost). Učinkovitost fotovoltaične naprave, v tem primeru inverterja, je določena s formulo:

η = P AC izhodna moč / P DC vhodna moč

Pomembnost največjega izkoristka ali tehtanega pretvornika pa je pogosto precenjena. Seveda je pomembno, da so ti parametri čim višji. Učinkovitost pretvornika ni enaka vrednost, odvisna je od vrednosti vhodne napetosti ali vrednosti vhodne moči (rdeča črta na sliki 2).

Pretvornik redko deluje na največji izkoristek, zato na končne porabe energije vpliva veliko več parametrov, na primer kakovost in hitrost prilagajanja MPPT naprave. Z izbiro pretvornika z 0, 2% večjo učinkovitostjo ne moremo zagotoviti višjih izkoristkov.

Graf učinkovitosti pretvornika, ki je odvisen od vhodne moči in napetosti.

Z ali brez hlajenja?

Vsaka elektronska naprava, ki pretvarja energijo, ustvari nekaj izgub in te se oddajajo v obliki toplote - torej se med normalnim delovanjem pretvornik preprosto segreje. Rešitve, pri katerih se pretvornik hladi samo z naravno konvekcijo zraka, se lahko štejejo za bolj ugodne zaradi pomanjkanja mehanskega elementa, ki je ventilator. Izkušeni proizvajalci razsmernikov pa se odločajo za uporabo prisilnega, običajno gladko reguliranega pretoka zraka: pravilno ohlajene elektronske komponente imajo boljše delovne pogoje in s tem: daljšo življenjsko dobo.

Kaj počne MPPT?

Posamezni moduli imajo prenizke vrednosti napetosti in moči, da bi lahko uspešno napajali običajne razsmernike. Zato so moduli zaporedno povezani v strune, kar vam omogoča, da seštejete vrednosti napetosti posameznih modulov in jih ujemate z vrsto pretvornika. Trenutna vrednost za vse module je - za serijsko povezavo - enaka.

V skladu z osnovnimi načeli oblikovanja PV inštalacij morajo biti vsi moduli, ki tvorijo verigo, enaki. To pomeni, da ne smejo prihajati samo od enega proizvajalca, biti iste vrste in imeti isto nazivno moč, ampak tudi biti na podobnem mestu, nameščeni, nagnjeni k soncu in postavljeni pod enakim azimutom (tj. Na isti naklon strehe) . MPPT (Maximum Power Point Tracker) je napreden sistem za sledenje največje točke moči fotonapetostnih modulov, ki lahko poveča količino energije, pridobljeno za nekaj odstotkov. Vsi sodobni pretvorniki imajo vsaj en tak sistem, zato je vredno vedeti, za kaj se uporablja. Sončni moduli nimajo fiksne točke največje moči (MPP). Razlikuje se odvisno od intenzivnosti sevanja in temperature, ker oblika t.i. karakteristike tokovne napetosti. Naloga sistema MPPT je slediti tej točki in se čim prej prilagoditi svoji novi vrednosti. Najnaprednejši MPP sistemi lahko iščejo globalno največjo točko moči za verigo delno zasenčenih modulov, ki ponujajo nekaj odstotkov več energije. Ti algoritmi imajo različna imena, odvisno od proizvajalca pretvornika, npr. Dynamic Peak Manager za pretvornike Fronius. Pravzaprav natančnost in hitrost sistema MPPT zagotavljata najvišji izkoristek energije, veliko več kot učinkovitost pretvornika, zato je ta sistem tako pomemben.

In kakšen je namen uporabe dveh MPPT naprav v enem pretvorniku? No, če iz nekega razloga ni mogoče povezati enakih verig na vhod pretvornika, npr. Število modulov v verigah je različno ali so moduli na različnih strešnih pobočjih, potem je mogoče vsako od takšnih verig povezati z ločeno napravo MPPT.

GLEJTE: Fotovoltaične celice s sofinanciranjem - ali je to dobičkonosno?

Izberemo module za pretvornik ali pretvornik modulov …

Pogosto se lahko srečate z različnimi mnenji o razmerju med močjo modulov in nazivno močjo pretvornikov. Za analizo teh primerov uvedemo definicijo razmerja razsmernika (IR). Formulo za izračun tega koeficienta lahko zapišemo:

inverter IR faktor moči = moč polja modula (W p ) * izkoristek pretvornika (%) / največja izmenična moč pretvornika (W)

Tu so možne tri različice:

- IR <100%, preobremenjen razsmernik,

- IR = 100%, pretvornik z nazivno močjo,

- IR> 100%, pretvornik je preobremenjen na enosmerni strani,

to je, kadar je nazivna moč modulov manjša od, enaka ali večja od nazivne moči pretvornika.

Za širino Poljske in Srednje Evrope predvidevamo, da bi morala biti vrednost IR v območju med 80 in 125%, natančen razpon pa se izračuna glede na posebne podatke posamezne PV naprave. Optimalna vrednost je odvisna predvsem od lokacije, vrste in orientacije solarnih modulov ter od tega, kako so priključeni na pretvornik.

Toda zakaj je vrednost, ki jo priporočajo projektanti, zgornja meja, to je, če je moč modula npr. 25% večja od nazivne moči pretvornika? Ta pristop na prvi pogled nasprotuje načelu, v katerem so sistemi za predelavo energije iz generatorjev zasnovani nad njihovo nazivno močjo, to je, če mora imeti IR <100%?

Sončne inštalacije so zasnovane popolnoma drugače. Če na poljski širini PV-moduli proizvajajo energijo z nazivno močjo le deset ali nekaj deset ur na leto, potem je v drugih obdobjih moč, ki jo dosežejo, precej manjša. Če je torej moč modulov enaka moči pretvornika, potem večino časa ne bo delovala z nazivno močjo, ampak manj. To neposredno pomeni doseženo učinkovitost pretvorbe. Ta učinek bo še bolj viden, ko bo moč modula manjša od nazivne moči pretvornika (IR <100%).

Kaj pa se zgodi, ko je moč modulov večja od nazivne moči pretvornika in so vremenske razmere ugodne za proizvodnjo energije? Pretvornik ne bo predelal več energije od svoje največje moči, njegov presežek pa ne bo prejemal iz modulov (izhodna moč bo omejena). Statistično pa je koristneje proizvajati optimalno energijo večino leta kot omejitve pretvorbe energije v posamezne dni ali celo ure.

Z izračunom vsake variante izbire različnega števila PV modulov za pretvornik iste moči se doseže največji izkoristek energije za največje število modulov (glej tabelo 1). Nič manj pomemben je tudi finančni vidik. Pretvornik v vsaki od različic predstavlja enak strošek, kar pomeni, da je IR-varianta> 100% preprosto ekonomsko upravičena.

Tablica 1. Primerjava različnih različic izbire modula za pretvornik *

variantaIR <100%IR = 100%IR = 100%IR> 100%
3.0kW pretvornikunderloadednominalnopreobremenjenonpr. Symo 3.0-3-S
Število modulov9.1113
Nominalna moč 1 modula280280280(p)
Največja moč PV modulov na enosmerni strani2.523.083.64(Wp)
Največja moč na izmenični strani3.03.03.0(VA)
IR82%100%119%
Koeficient izgub zaradi neusklajenosti0%0%0, 3%
Letni donos energije (ocenjeno)2.5673 1673 759(Wh)
DC izkorišča moč1 018.91 028.21 032.8(Wh / kWp)
Stroški modulov7.2008.80010.400PLN
Stroški gradnje in montaže1.8002.2002 600PLN
Stroški pretvornika4.0004.0004.000PLN
skupaj13.00015.00017.000PLN
Stroški za namestitev 1 kWp (DC)5 1584 8704 670PLN / kWp
Stroški pridobitve 1 kWh v 1 letu0, 5060, 4740, 452PLN

* vse vzorčne cene

Varnost namestitve

Pravilna izbira enosmernih in izmeničnih zaščit in prenapetostne zaščite je ena najpomembnejših faz postopka načrtovanja inštalacije in jo je treba zaupati osebi, ki se profesionalno ukvarja s projektiranjem, ki ima ustrezno znanje in pooblastilo. Vendar pa je treba biti pozoren pred napačno razumljenimi prihranki: ponudbe za gradnjo sončne farme brez varnostnih elementov bodo ob nakupu očitno cenejše, vendar lahko v perspektivi 20-25 let delovanje elektrarne lastnika izpostavi nenačrtovanim finančnim izgubam.

Spremljanje PV namestitve - zakaj je tako pomembno?

Spremljanje in nadzor fotonapetostnih sistemov je potreben ne le za njegovo zanesljivo delovanje ali za obveščanje o nenavadnih situacijah, ampak predvsem za doseganje največje učinkovitosti takega sistema.

Najlažji način za nadzor pretvornika je odčitavanje vrednosti na zaslonu (običajno LCD), ki je del skoraj vsakega pretvornika na trgu. Za bolj napreden nadzor, vključno s snemanjem vhodnih in izhodnih parametrov pretvornika (vključno z močjo, napetostjo in tokom), je priporočljivo uporabljati napredne sisteme, imenovane Datamanagers . Podatke v takih sistemih je mogoče registrirati, shraniti in predstaviti s specializirano programsko opremo, ki je na voljo v obliki namenske spletne strani. Žična Ethernet povezava ali brezžične povezave Wi-Fi so vedno bolj na voljo kot standardna inverterska oprema, Fronius pa vodi to področje. Z internetno povezavo lahko te podatke stalno analiziramo na daljavo in po potrebi arhiviramo in nadziramo delovanje namestitve v daljšem časovnem obdobju. Zahvaljujoč temu lahko na namenski spletni strani, ki je na voljo lastniku naprave, analiziramo dnevne, mesečne ali letne profile proizvodnje energije in ustvarimo ustrezna poročila. Posebej zanimiva je uporaba dodatnega merilnega sistema (Fronius Smart Meter), ki vam z merjenjem porabe energije sprejemnikov, nameščenih v zgradbi, omogoča primerjavo proizvodnega profila v sončni instalaciji s profilom porabe energije stavbe. To vam omogoča enostavno izračunavanje stopnje porabe energije za lastne potrebe, pa tudi finančne koristi namestitve sončne elektrarne. Druga priljubljena značilnost je predstavitev drugih podatkov, povezanih s proizvodnjo energije iz PV elektrarn, vključno z na primer zmanjšanjem emisij CO 2 .

Nadzor je pomemben tudi z vidika tekočega vzdrževanja in servisiranja. O morebitnih motečih dogodkih je mogoče nemudoma sporočiti osebi, ki je odgovorna za pravilno delovanje inštalacije, tako da je mogoče nepravilnosti v delovanju elektrarne takoj odkriti in - če je potrebno - odpraviti. Tu sta zaželena čas in natančnost, saj vsak dan izklopi obrat z dela, pomeni investitorje merljive izgube.

Na portalu Solar.Web lahko na podlagi vzorcev javnih instalacij spoznate vse prednosti spremljanja.

Primer spremljanja namestitve na Solar.Web (http://www.solarweb.com)

optimizatorji

Občasno lahko najdete ponudbe za solarne sisteme iz t.i. optimizatorji. Na žalost je obstajalo prepričanje, da so lahko rešitev za vse težave na namestitvi, ki so sestavljene predvsem iz njegovega senčenja. V nasprotju s splošnim prepričanjem optimizatorji niso sposobni zakriviti zakonov fizike: senčena instalacija bo vedno proizvedla manj energije kot enakovredna - neosenčena. Vendar obstajajo aplikacije, v katerih lahko optimizatorji pokažejo svoje prednosti, primer so strehe, ki so strukturno zapletene in so sestavljene iz ducata ali tako majhnih, usmerjenih na različne strani sveta, pobočja (npr. Stolp). Monterji PV sistemov se bodo vedno pogosteje soočali z različnimi težavami - poleg širjenja sončnih kmetij se bodo postopoma pozidale tudi strehe z idealno postavitvijo in brez senčenja. Zato bodo upoštevane strehe z različnimi usmeritvami ali delnim senčenjem, zato je treba takšne inštalacije kritično analizirati. Zato bodo po mnenju avtorja sončni moduli v prihodnosti inteligentni. Toda obstoječe rešitve, npr. V obliki zaprtih rešitev, ki silijo uporabo iskalnikov in pretvornikov istega proizvajalca, bodo nadomeščene z bolj univerzalnimi, odprtimi rešitvami, na primer v obliki fotovoltaičnih modulov, ki jih bodo optimizatorji vključili v fazi proizvodnje.

Pretvornik: servis

Zadnji pomemben element pri izbiri proizvajalca pretvornikov je lokalna podpora in servis ter razpoložljivost certifikatov in dokumentacije v poljščini. Seveda ne želimo, da bi kdo moral osebno preverjati kakovost tehnične storitve proizvajalca, ampak se sklicevati na avtomobilski trg: bi kdo kupil avto, katerega najbližji servis je na drugi celini?

Kako izbrati pretvornik: povzetek

Pri odločanju o proizvajalcu in tipu razsmernika moramo biti poleg cene pozorni tudi na nič manj pomembne elemente:

  • hitro iskanje in vzdrževanje točke največje moči MPP,
  • visok izkoristek, zlasti pri delni obremenitvi,
  • visoka zanesljivost
  • visoka stopnja zaščite, min. IP65, zahvaljujoč trdnemu ohišju,
  • veliko območje delovne temperature (od -25 ° C do + 60 ° C),
  • enostavnost, hitrost in udobje namestitve in s tem - servis,
  • enostaven nadzor delovanja naprave z daljinskim nadzorom, podroben nadzor naprave, diagnoza napak,
  • skladnost z veljavnimi standardi in predpisi,
  • celotna dokumentacija na voljo v poljščini,
  • lokalna služba v državi.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Elektrika