Нарны хавтангуудтай инвертер хэрхэн ажилладаг вэ
Нарны эрчим хүчний системд (PLTS) нарны хавтангууд нь нарны гэрлээс энерги авч, цахилгаан болгон хувиргадаг тул ихэвчлэн "од" гэж тооцогддог. Гэсэн хэдий ч адилхан чухал үүрэг гүйцэтгэдэг нэг бүрэлдэхүүн хэсэг байдаг: инвертер. Инвертергүйгээр нарны хавтангаар үүсгэгдсэн цахилгааныг ерөнхийдөө гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд шууд ашиглах эсвэл цахилгаан сүлжээнд түгээх боломжгүй юм. Энэ нийтлэлд инвертерүүд нарны хавтангуудтай хэрхэн ажилладаг, тэдгээрийн төрлүүд, мөн тэдгээрийн сонголт нь системийн гүйцэтгэл, үр ашгийн хувьд яагаад чухал болохыг авч үзэх болно.
1. Нарны хавтан ба инвертер холболт: DC-ээс AC руу
Нарны хавтан нь цахилгааныг шууд гүйдэл (DC) хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг. Үүний зэрэгцээ, гэр, оффис, үйлдвэрлэлийн ихэнх цахилгаан тоног төхөөрөмж нь хувьсах гүйдэл (AC) ашигладаг бөгөөд PLN сүлжээ нь мөн цахилгааныг хувьсах гүйдлийн хэлбэрээр нийлүүлдэг. Энэ үед инвертер ашиглагддаг: нарны хавтангаас гарсан тогтмол гүйдлийн цахилгааныг ашиглах боломжтой хувьсах гүйдлийн цахилгаан болгон хувиргадаг.
Гэсэн хэдий ч орчин үеийн инвертер нь зүгээр нэг "гүйдлийн хөрвүүлэгч" биш юм. Энэ нь мөн системийн хяналтын төвийн үүрэг гүйцэтгэж, эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг хянах, аюулгүй байдлыг хангах, самбарын ажиллах цэгүүдийг оновчтой болгох, ачааллын тогтвортой эрчим хүчний чанарыг хангах үүрэг гүйцэтгэдэг.
2. Инвертертэй нарны цахилгаан станцын системийн ажлын урсгал
Инвертер хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд дараах энергийн урсгалыг төсөөлөөд үз дээ.
1. Нарны гэрэл нарны хавтан дээр тусдаг.
2. Хавтан нь тогтмол гүйдлийн хүчдэл ба гүйдэл үүсгэдэг.
3. Тогтмол гүйдэл нь тогтмол гүйдлийн кабелиар дамжин урсдаг (ихэвчлэн гал хамгаалагч, тогтмол гүйдлийн хэлхээний ...
4. Инвертер нь DC хүлээн авч, дараа нь боловсруулдаг:
- хүчдэлийг тогтворжуулах;
– эрчим хүчийг оновчтой болгох (MPPT),
- DC гүйдлийг хувьсах гүйдэл болгон хөрвүүлэх.
5. Үр дүн нь 220V/230V 50Hz (Индонезид түгээмэл байдаг) хувьсах гүйдэл бөгөөд дараах хүчин зүйлсийг хангаж чадна:
– гэртээ байгаа ачаагаар шууд ашигладаг,
– батерейд хадгалагдсан (тодорхой систем дээр),
– сүлжээнд (сүлжээ дээрх системүүд дээр) экспортлогдсон.
Өөрөөр хэлбэл, инвертер нь нарны эрчим хүчийг түгээмэл хэрэглэгддэг цахилгаан системд оруулах "гүүр" юм.
3. Инвертер дэх үндсэн процессууд
a) MPPT: Хамгийн их чадлын цэгийг олох нь
Орчин үеийн инвертерүүдийн хамгийн чухал онцлогуудын нэг бол хамгийн их цахилгаан цэгийн хяналт (MPPT) юм. Нарны хавтангууд нь дараахь зүйлээс хамааран хүчдэл болон гүйдлийн шинж чанараараа харилцан адилгүй байдаг.
- гэрлийн эрчим,
– хавтангийн температур,
- сүүдэрлэх,
– системийн ачааллын нөхцөл.
Хэрэв хавтангууд нь хамгийн тохиромжтой ажиллах нөхцөлөөс бага нөхцөлд ажиллахаас өөр аргагүй бол тэдгээрийн гаралтын чадал мэдэгдэхүйц буурч болзошгүй. MPPT нь хамгийн өндөр чадал (P = V × I) үүсгэдэг хүчдэл ба гүйдлийн хослолыг тасралтгүй "хайх" замаар ажилладаг. Үүний үр дүнд, ялангуяа цаг агаарын нөхцөл байдал өөрчлөгдөх үед систем хамгийн их хэмжээний энергийг цуглуулж чаддаг.
б) Электрон шилжүүлэгч ашиглан тогтмол гүйдлийн хувьсах гүйдлийн хувиргалт
MPPT-ийн дараа инвертер нь өндөр хурдны цахилгаан электроник ашиглан хувиргалтыг гүйцэтгэдэг. Энгийнээр хэлбэл, инвертер нь:
– тодорхой хэв маягаар тогтмол гүйдлийг таслах (шилжүүлэх),
- синус долгионтой төстэй долгион үүсгэдэг,
– дараа нь үр дүн нь цэвэр синусын AC долгион эсвэл цэвэр синустай ойролцоо байхаар шүүнэ.
Хувьсах гүйдлийн тэжээлийн чанар маш чухал юм. Чанар муутай цахилгаан нь тоног төхөөрөмж, ялангуяа мотор, инвертер хөргөгч, электроник зэрэг мэдрэмтгий төхөөрөмжүүдийг хэт халаах, дуу чимээ гаргах, эсвэл эрт эвдэхэд хүргэдэг.
c) Сүлжээтэй синхрончлол (Онлайн сүлжээнд)
Сүлжээнд холбогдсон нарны цахилгаан станцуудад инвертер нь PLN сүлжээтэй синхрончлогдсон байх ёстой. Энэ нь инвертер нь дараах тохиргоог хийх ёстой гэсэн үг юм:
– хүчдэл,
– давтамж (50 Гц),
- долгионы үе шат.
Хэрэв тэдгээр нь синхрончлолгүй бол цахилгааныг аюулгүйгээр түгээх боломжгүй бөгөөд сүлжээнд тасалдал үүсгэж болзошгүй. Сүлжээнд байгаа инвертерүүд нь ихэвчлэн арлын эсрэг функцтэй байдаг бөгөөд энэ нь PLN сүлжээ тасарсан үед цахилгаан эрчим хүчийг шууд зогсоох чадвартай байдаг. Энэ нь ажилчдын аюулгүй байдалд чухал ач холбогдолтой бөгөөд засварлагдаж буй сүлжээнд цахилгаан эрчим хүч "буцаж урсахаас" сэргийлдэг.
4. Нарны хавтангийн систем дэх инвертерүүдийн төрлүүд
a) Утас хувиргагч
Энэ нь айл өрх болон жижиг, дунд хэмжээний арилжааны барилгуудын хамгийн түгээмэл төрөл юм. Хавтангуудыг "утас" (цуврал) хэлбэрээр байрлуулсан бөгөөд утаснаас гарсан тогтмол гүйдлийн гаралтыг ганц инвертерт нийлүүлдэг.
Илүүдэл:
- харьцангуй илүү хэмнэлттэй үнэ,
- суурилуулалт болон засвар үйлчилгээ нь маш хялбар.
Дутмаг:
– хэрэв нэг самбар сүүдэрт хаагдсан бол нэг чавхдасны гүйцэтгэл буурч болно.
б) Микроинвертер
Микроинвертерүүдийг самбар тус бүрээр (эсвэл хоёр самбар тус бүрээр) суурилуулдаг. Хавтан бүр өөрийн гэсэн инвертертэй.
Илүүдэл:
– хэсэгчилсэн сүүдэрлэх нөхцөлд илүү оновчтой,
– самбар тус бүрийн хяналт,
– боловсруулахад хялбар (илүү уян хатан хавтангууд нэмэх).
Дутмаг:
- өндөр өртөг,
– дээвэр дээр илүү олон электрон эд ангиуд.
в) Цахилгаан оновчлогч + Утас хувиргагч
Энэ нь хослол юм: самбар бүр нь самбар тус бүрт MPPT-ийн оновчлогчоор тоноглогдсон боловч хувьсах гүйдлийн хувиргалтанд утас инвертер ашигладаг хэвээр байна.
Илүүдэл:
– сүүдэрлэх сайн гүйцэтгэл,
– өртөг нь ихэвчлэн утастай инвертер болон микроинвертерүүдийн дунд байдаг.
Дутмаг:
- системийн нарийн төвөгтэй байдал нэмэгддэг.
d) Хосолсон инвертер (Батерейтай)
Хосолсон инвертерүүд нь нарны хавтан, батерей болон PLN цахилгааныг нэгэн зэрэг удирдах боломжтой.
Илүүдэл:
- батерейд эрчим хүч хадгалах боломжтой;
– PLN унтарсан үед нөөц цахилгаанаар хангах боломжтой (загвараас хамаарна).
Дутмаг:
- өндөр өртөг,
– батерейны зөв загвар хэрэгтэй.
5. Инвертер нь батерейтай хэрхэн харилцан үйлчилдэг вэ (Газаргүй/Хибрид системд)
Сүлжээнээс гадуурх эсвэл эрлийз системд инвертер нь ихэвчлэн батерейны цэнэгийн хяналттай (нарны цэнэг хянагч болгон нэгтгэсэн эсвэл тусдаа) хамт ажилладаг. Эдгээр систем дэх инвертерийн үүрэгт дараахь зүйлс орно.
– батерейг хэт цэнэглэхгүйн тулд цэнэглэх ажиллагааг тохируулна уу,
– шөнийн цагаар батерейгаас (DC) энергийг хувьсах гүйдэл болгон хувиргадаг,
– нөхцөл байдлаас шалтгаалан тэжээлийн эх үүсвэрийг сонгоно уу: самбар, батерей эсвэл PLN/генератороос.
Нөөц горимд эрлийз инвертер нь гэрэл, интернет, жижиг усны шахуурга, хөргөгч зэрэг чухал ачааллыг эрэмбэлэх боломжтой тул PLN цахилгаан тасарсан ч гэсэн байшин ажилласаар байх болно.
6. Инвертерийн гүйцэтгэлийг тодорхойлох хүчин зүйлс
Инвертер нь нарны хавтангаар оновчтой ажиллахын тулд хэд хэдэн чухал параметрүүд байдаг.
1. Хүчин чадал (кВт)
Энэ нь самбарын нийт хүч болон ачааллын шаардлагад нийцэх ёстой. Хэтэрхий жижиг нь хурдан "дүүрч" (тайрч) болох бол хэт том нь бага ачаалалтай үед үр ашиг багатай байж болно.
2. MPPT хүчдэлийн хүрээ
Хавтануудын цуваа/параллель тохиргоотой тохирч байх ёстой. Хэрэв утсан хүчдэл нь хязгаараас гадуур байвал инвертер оновчтой ажиллахгүй эсвэл асахгүй байж магадгүй.
3. Инвертерийн үр ашиг
Орчин үеийн инвертер дээр ихэвчлэн 96–99% байдаг. Энэ жижиг ялгаа нь ач холбогдолгүй мэт санагдаж болох ч жилийн эрчим хүчний хэрэглээнд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг.
4. MPPT-ийн тоо
Хоёр MPPT бүхий инвертер нь хоёр чиглэлтэй (жишээлбэл, зүүн-баруун) дээвэр эсвэл өөр өөр нөхцөлтэй хоёр бүлгийн хавтангуудад тохиромжтой.
5. Хамгаалалт болон баталгаажуулалтын чанар
Арлын эсрэг, хэт/бага хүчдэл, хэт гүйдлийн хамгаалалт, аюулгүй байдлын стандартын гэрчилгээ нь ялангуяа сүлжээнд холбогдсон системийн хувьд чухал ач холбогдолтой.
7. Кесимпулан
Нарны хавтан нь гэрлийг тогтмол гүйдлийн цахилгаан болгон хувиргадаг боловч энэ энергийг өдөр бүр ашиглаж эсвэл сүлжээнд нийлүүлж болох хувьсах гүйдлийн цахилгаан болгон "хөрвүүлдэг" нь инвертер юм. Тогтмол гүйдлээс хувьсах гүйдлийн хувиргалтаас гадна инвертер нь MPPT-ээр дамжуулан эрчим хүчийг оновчтой болгож, сүлжээтэй синхрончлолыг хадгалж, батерейг (эрлийз/сүлжээнээс гадуурх системд) удирдаж, чухал аюулгүй байдлын функцуудыг хангадаг.
Тиймээс инвертер сонгох нь зөвхөн брэнд эсвэл хүчин чадлыг сонгох тухай биш, харин хавтангийн тохиргоо, байршлын нөхцөл (сүүдэрлэх, дээврийн чиглэл), эрчим хүчний хэрэгцээ, ирээдүйн өргөтгөлийн төлөвлөгөөтэй нийцтэй байдлыг хангах тухай юм. Сайн нарны хавтангийн системийг бараг үргэлж зөв инвертер дэмждэг бөгөөд үр ашигтай, аюулгүй, зохих ёсоор нь зохион бүтээсэн байдаг.
Хэрэв та хүсвэл би танд нийтлэлийн илүү техникийн хувилбарыг (панел мөрийн тооцооллын жишээ болон MPPT хүрээтэй хамт) эсвэл ерөнхий боловсролын хувьд илүү энгийн хувилбарыг бий болгоход тусалж чадна.
