Aurinkoenergian integrointi: Invertterien ja verkkopalvelujen perusteet

2022-09-03

MITÄ INVERTERIT OVAT?

Invertteri on yksi aurinkoenergiajärjestelmän tärkeimmistä laitteista. Se on laite, joka muuntaa tasavirran (DC) sähkön, jota aurinkopaneeli tuottaa, vaihtovirtasähköksi (AC), jota sähköverkko käyttää. DC:ssä sähköä ylläpidetään vakiojännitteellä yhteen suuntaan. AC:ssa sähkö virtaa piirissä molempiin suuntiin jännitteen muuttuessa positiivisesta negatiiviseksi. Invertterit ovat vain yksi esimerkki laiteluokista, joita kutsutaan nimellätehoelektroniikka that regulate the flow of electrical power.

Pohjimmiltaan invertteri suorittaa DC-AC-muunnoksen vaihtamalla DC-tulon suuntaa edestakaisin erittäin nopeasti. Tämän seurauksena DC-tulosta tulee AC-lähtö. Lisäksi suodattimilla ja muulla elektroniikalla voidaan tuottaa jännite, joka vaihtelee puhtaana, toistuvana siniaallona, ​​joka voidaan ruiskuttaa sähköverkkoon. Siniaalto on muoto tai kuvio, jonka jännite muodostaa ajan myötä, ja se on tehokuvio, jota verkko voi käyttää vahingoittamatta sähkölaitteita, jotka on rakennettu toimimaan tietyillä taajuuksilla ja jännitteillä.

Ensimmäiset invertterit luotiin 1800-luvulla ja olivat mekaanisia. Pyörivää moottoria, esimerkiksi, käytettäisiin jatkuvasti vaihtamaan, onko DC-lähde kytketty eteenpäin vai taaksepäin. Nykyään valmistamme sähkökytkimiä transistoreista, puolijohdelaitteista, joissa ei ole liikkuvia osia. Transistorit on valmistettu puolijohdemateriaaleista, kuten piistä tai galliumarsenidista. Ne ohjaavat sähkön virtausta vasteena ulkopuolisille sähkösignaaleille.

Jos sinulla on kodin aurinkokunta, invertterisi suorittaa todennäköisesti useita toimintoja. Sen lisäksi, että se muuntaa aurinkoenergiasi vaihtovirtalähteeksi, se voi valvoa järjestelmää ja tarjota portaalin kommunikointiin tietokoneverkkojen kanssa. Solar-plus-akkujen varastointijärjestelmät luottavat kehittyneisiin invertteriin, jotka toimivat ilman verkkotukea katkosten sattuessa, jos ne on suunniteltu niin.




KOHTI INVERTERPOHJAISTA VERKKOA

Historiallisesti sähköä on tuotettu pääasiassa polttamalla polttoainetta ja tuottamalla höyryä, joka sitten pyörittää turbiinigeneraattoria, joka tuottaa sähköä. Näiden generaattoreiden liike tuottaa vaihtovirtaa laitteen pyöriessä, mikä myös asettaa taajuuden tai siniaallon toistojen lukumäärän. Tehotaajuus on tärkeä indikaattori sähköverkon kunnon seurannassa. Jos esimerkiksi kuormaa on liikaa – liian monta energiaa kuluttavaa laitetta – energia poistuu verkosta nopeammin kuin sitä voidaan toimittaa. Tämän seurauksena turbiinit hidastuvat ja AC-taajuus pienenee. Koska turbiinit ovat massiivisia pyöriviä esineitä, ne vastustavat taajuuden muutoksia aivan kuten kaikki esineet vastustavat muutoksia liikkeessään, mikä on ominaisuus, joka tunnetaan nimellä inertia.

Kun aurinkosähköjärjestelmiä lisätään verkkoon, verkkoon liitetään enemmän invertteriä kuin koskaan ennen. Invertteripohjainen tuotanto voi tuottaa energiaa millä tahansa taajuudella, eikä sillä ole samoja inertiaominaisuuksia kuin höyrypohjaisella tuotannolla, koska siihen ei liity turbiinia. Tämän seurauksena siirtyminen sähköverkkoon, jossa on enemmän inverttereitä, edellyttää älykkäämpien invertterien rakentamista, jotka voivat reagoida taajuuden muutoksiin ja muihin verkkotoiminnan aikana ilmeneviin häiriöihin ja auttaa vakauttamaan verkkoa näitä häiriöitä vastaan.

VERKKOPALVELUT JA INVERTERIT

Verkko-operaattorit hallitsevat sähköjärjestelmän sähkön tarjontaa ja kysyntää tarjoamalla erilaisia ​​verkkopalveluita. Verkkopalvelut ovat toimintoja, joita verkko-operaattorit suorittavat ylläpitääkseen koko järjestelmän tasapainoa ja hallitakseen sähkönsiirtoa paremmin.

Kun verkko lakkaa toimimasta odotetulla tavalla, kuten jännitteen tai taajuuden poikkeamia, älykkäät invertterit voivat reagoida eri tavoin. Yleensä pienten invertterien, kuten kotitalouksien aurinkosähköjärjestelmään liitettyjen invertterien standardi on pysyä päällä pienten jännitteen tai taajuuden häiriöiden aikana tai "ajoa läpi" ja jos häiriö kestää pitkään tai on normaalia suurempia, ne irrottavat itsensä verkosta ja sammuvat. Taajuusvaste on erityisen tärkeä, koska taajuuden lasku liittyy siihen, että sukupolvi katkeaa odottamatta offline-tilaan. Reaktiona taajuuden muutokseen taajuusmuuttajat on konfiguroitu muuttamaan lähtötehoaan normaalitaajuuden palauttamiseksi. Invertteriin perustuvat resurssit voivat myös reagoida operaattorin signaaleihin muuttaa tehoaan, kun muu sähköjärjestelmän tarjonta ja kysyntä vaihtelevat. Tämä verkkopalvelu tunnetaan automaattisena tuotannonohjauksena. Voidakseen tarjota verkkopalveluja inverttereillä on oltava virtalähteitä, joita ne voivat ohjata. Tämä voi olla joko tuotantoa, kuten aurinkopaneeli, joka tuottaa tällä hetkellä sähköä, tai varastointi, kuten akkujärjestelmä, jota voidaan käyttää tuottamaan aiemmin varastoitua virtaa.

Toinen verkkopalvelu, jonka jotkin edistyneet invertterit voivat tarjota, on verkon muodostaminen. Verkon muodostavat invertterit voivat käynnistää verkon, jos se menee alas - prosessi, joka tunnetaan nimellä black start. Perinteiset "verkkoa seuraavat" invertterit vaativat ulkopuolisen signaalin sähköverkosta määrittääkseen, milloin kytkentä tapahtuu, jotta saadaan aikaan siniaalto, joka voidaan syöttää sähköverkkoon. Näissä järjestelmissä verkosta tuleva teho antaa signaalin, jota invertteri yrittää sovittaa. Edistyneemmät verkon muodostavat invertterit voivat tuottaa signaalin itse. Esimerkiksi pienten aurinkopaneelien verkko saattaa määrätä yhden invertteristään toimimaan verkon muodostavassa tilassa, kun taas muut seuraavat sen esimerkkiä, kuten tanssipartnerit, muodostaen vakaan verkon ilman turbiinipohjaista tuotantoa.

Loisteho on yksi tärkeimmistä verkkopalveluista, joita invertterit voivat tarjota. Verkossa jännite – sähkövarausta työntää voima – vaihtuu aina edestakaisin, samoin kuin virta – sähkövarauksen liike. Sähköteho maksimoidaan, kun jännite ja virta synkronoidaan. Joskus voi kuitenkin olla aikoja, jolloin jännitteellä ja virralla on viiveet kahden vuorottelevan kuvion välillä, kuten moottorin käydessä. Jos ne eivät ole synkronoituja, liitetyt laitteet eivät voi absorboida osaa piirin läpi virtaavasta tehosta, mikä johtaa tehokkuuden heikkenemiseen. Enemmän kokonaistehoa tarvitaan luomaan sama määrä "todellista" tehoa, jonka kuormat voivat absorboida. Tämän estämiseksi voimalaitokset syöttävät loistehoa, joka tuo jännitteen ja virran takaisin tahdistustilaan ja helpottaa sähkön kulutusta. Tätä loistehoa ei käytetä itse, vaan se tekee muusta tehosta hyödyllisen. Nykyaikaiset invertterit voivat sekä tuottaa että absorboida loistehoa auttaakseen verkkoja tasapainottamaan tätä tärkeää resurssia. Lisäksi, koska loistehoa on vaikea kuljettaa pitkiä matkoja, hajautetut energiaresurssit, kuten kattoaurinko, ovat erityisen hyödyllisiä loisvoiman lähteitä.



INVERTERIT

On olemassa useita invertterityyppejä, jotka voidaan asentaa osaksi aurinkojärjestelmää. Laajamittaisessa sähkölaitoksessa tai keskikokoisessa yhteisössä aurinkoenergiaprojektissa jokainen aurinkopaneeli voidaan kiinnittää yhteenkeskusinvertteri. merkkijono inverters connect a set of panels—a string—to one inverter. That inverter converts the power produced by the entire string to AC. Although cost-effective, this setup results in reduced power production on the string if any individual panel experiences issues, such as shading. Mikroinvertterit are smaller inverters placed on every panel. With a microinverter, shading or damage to one panel will not affect the power that can be drawn from the others, but microinverters can be more expensive. Both types of inverters might be assisted by a system that controls how the solar system interacts with attached battery storage. Solar can charge the battery directly over DC or after a conversion to AC.


We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy