Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Solarni paneli pretvaraju energiju iz sunca u električnu energiju. Dobro dizajniran solarni sustav može zadovoljiti energetske potrebe prosječne poljske obitelji. Ova struja uspješno će opskrbiti kućanske uređaje i osvijetlit će dom. Neiskorištena energija može se preprodati u elektrani.

Pretvarač se može usporediti sa srcem i središnjim živčanim sustavom fotonaponske instalacije. Zbog toga je toliko važno odabrati ga ispravno, što može odrediti tehnički i financijski uspjeh cjelokupne investicije. Cijena nije najvažniji kriterij ovdje. Provjerite koje parametre tražite pri odabiru pretvarača.

Koji pretvarač trebate odabrati za solarnu instalaciju?

Solarni moduli su najvidljiviji element solarne elektrane. Oni izravno pretvaraju sunčevo zračenje u električnu energiju istosmjerne struje. Izravna struja ima svoje dobre točke, npr. Može se lako pohraniti u baterije, ali najčešći oblik električne energije koji se svakodnevno susreće je izmjenična struja (AC). Ako želimo koristiti energiju proizvedenu izravno u našim kućanskim aparatima, treba je unijeti u energetsku mrežu zgrade. U tu svrhu trebat će nam uređaj koji će ispravno pretvoriti istosmjerni ulaz u izmjenični izlaz. Pretvarač je takav uređaj.

Kako pretvarač radi

Ideja pretvaranja istosmjerne struje u izmjeničnu struju nije složen proces. Ali energija koja se napaja u mrežu mora zadovoljiti visoke zahtjeve kvalitete, npr. Valni oblici proizvedenog napona trebaju biti sinusoidni i savršeno sinkronizirani s mrežnim parametrima, a sam pretvarač treba osigurati maksimalnu sigurnost za korisnika, fotonaponske module i mrežnu mrežu. Stoga su ti uređaji složeni, a postupak njihova dizajna i proizvodnje zahtijeva ogromno znanje i dugogodišnje iskustvo.

Osnovni elementi pretvarača su ulazni sustavi na koje su spojeni lanci fotonaponskih modula. Ovi sustavi osiguravaju sigurnost instalacija, a također sadrže sustav za praćenje maksimalne snage praćenja (MPPT), koji je detaljno opisan u nastavku u članku.

Sljedeći elementi pretvarača su: sustav koji pretvara izravni napon u izmjenični napon i upravljački sustav koji omogućuje komunikaciju s vanjskim svijetom (npr. Putem LCD zaslona ili WWW sučelja).

Posljednji raspored pretvarača su zaštite koje osiguravaju učinkovitu i sigurnu suradnju s mrežom.

Jedna od osnovnih zadaća pretvarača je stalno nadziranje mrežnih parametara, poput napona i frekvencije, te u skladu s tim reagirati na njihove promjene, a ako vrijednosti tih parametara idu izvan dopuštenog raspona - isključite pretvarač iz mreže. Jedno od najčešćih pitanja budućih vlasnika PV sustava je mogućnost rada pretvarača u slučaju nestanka struje od strane operatera energetskog sustava, tj. rad izvan pretvarača. To je moguće za neke modele pretvarača (npr. Fronius Symo Hybrid), ali zahtijevaju dodatne uređaje koji odvajaju solarnu instalaciju od elektroenergetske mreže izvan zgrade, tako da pretvarač ne predstavlja prijetnju, npr. Timovima koji rade na uklanjanju kvarova na mreži.

Fronius pretvarač priključen izravno na potkonstrukciju modula.

Klasifikacija pretvarača

Pretvarači se mogu podijeliti prema nekoliko osnovnih kriterija i parametara. Prvi je unutarnji transformator - stoga ga je moguće podijeliti na pretvarače s transformatorom i bez ugrađenog transformatora. Transformator pruža galvansku izolaciju između konstantnog ulaznog napona i mreže napajanja, tako da je pogodan za uporabu s tankoslojnim modulima (u pravilu, oni trebaju uzemljenje jednog od stupova). Najpopularniji modeli na tržištu danas su inverteri Fronius Galvo. No, s širenjem poli- i monokristalnih modula, trenutno se uglavnom mogu susresti rješenja pretvarača u kojima se transformator ne koristi. To može povećati cijenu pretvarača zbog korištenja naprednijih zaštitnih sustava, ali u konačnici rezultira većom učinkovitošću pretvarača s manjom težinom i dimenzijama.

Sljedeći parametar je broj faza na koje se pretvarač povezuje. Mala snaga (do nekoliko kilovata) javlja se u jednofaznoj verziji, tada se veza na mrežu vrši pomoću tri žice: L, N i PE. Primjer takvih pretvarača je obitelj Fronius Primo. Za veće snage koriste se trofazni pretvarači, a pet linija spojeno je na mrežu: L1, L2, L3, N i PE. Vodeća linija proizvoda je obitelj Fronius Symo. Ali čak i trofazni pretvarači male snage imaju brojne prednosti u odnosu na svoje faze: oni ravnomjerno uvode energiju u svaku fazu, što je u skladu s idejom o ravnomjernom raspoređivanju opterećenja u zgradi između faza. Uz to, oni značajno ograničavaju vrijednost struje u svakoj fazi, što utječe na stabilnost lokalne mreže. Na primjer: ako pretvarač snage 5kW (5kVA) spojen na jednu fazu može proizvesti struju do 21, 7A, ekvivalentni trofazni pretvarač će u svaku fazu unijeti više od 7, 2 A, a to izravno pretvara u manje fluktuacije napona u mreži, niže presjeci vodiča itd.

Trofazni pretvarač, bez transformatora do 8, 2 kW.

Učinkovitost pretvarača

Sljedeći parametar je učinkovitost pretvarača (η), izražena kao odnos učinkovite izmjenične električne izmjenjivačke struje i ulazne snage istosmjerne struje i njegov normalizirani oblik (Euro- η učinkovitost poznata i kao europska ponderirana učinkovitost). Učinkovitost fotonaponskog uređaja, u ovom slučaju pretvarača, određena je formulom:

η = P AC izlazna snaga / P DC ulazna snaga

Međutim, važnost maksimalne učinkovitosti ili ponderiranog pretvarača često se precjenjuje. Naravno, važno je da ti parametri budu što veći. Međutim, učinkovitost pretvarača nije pojedinačna vrijednost, ovisi o vrijednosti ulaznog napona ili vrijednosti ulazne snage (crvena linija na slici 2).

Pretvarač će rijetko raditi na svom maksimalnom učinku, zbog čega na konačne iznose energije utječe mnogo više parametara, npr. Kvaliteta i brzina prilagodbe MPPT uređaja. Odabirom pretvarača s 0, 2% većom učinkovitošću ne možemo garantirati veće prinose.

Grafikon učinkovitosti pretvarača ovisan o ulaznoj snazi i naponu.

Sa ili bez hlađenja?

Svaki elektronički uređaj koji pretvara energiju stvara određene gubitke, koji se ispuštaju u obliku topline - tj. Tijekom normalnog rada pretvarač će se jednostavno zagrijati. Rješenja u kojima se pretvarač hladi samo prirodnom konvekcijom zraka mogu se smatrati povoljnijim zbog nedostatka mehaničkog elementa, koji je ventilator. Međutim, iskusni proizvođači pretvarača odlučuju se na prisilni, obično glatko regulirani protok zraka: elektronički dijelovi koji se pravilno hlade imaju bolje radne uvjete, a time i: duži radni vijek.

Što MPPT radi?

Pojedini moduli imaju preniske vrijednosti napona i snage da bi uspješno napajali obične pretvarače. Stoga su moduli serijski spojeni u žice, što vam omogućuje da zbrojite naponske vrijednosti pojedinih modula i uskladite ih s vrstom pretvarača. Trenutna vrijednost za sve module je - za serijsko povezivanje - ista.

Prema osnovnim načelima dizajna PV instalacija, svi moduli koji tvore lanac trebaju biti identični. To znači da ne moraju poticati samo od jednog proizvođača, biti istog tipa i imati istu nazivnu snagu, već također biti na sličan način postavljeni, montirani, nagnuti prema suncu i postavljeni pod istim azimutom (tj. Na istoj visini krova), MPPT (Maximum Power Point Tracker) napredni je sustav za praćenje maksimalne točke snage fotonaponskih modula koji može povećati količinu energije dobivenu i do nekoliko posto. Svi moderni pretvarači imaju barem jedan takav sustav, pa vrijedi znati za što se koristi. Solarni moduli nemaju fiksnu maksimalnu točku snage (MPP). Ona varira ovisno o intenzitetu zračenja i temperaturi, jer oblik tzv karakteristike napona struje. Zadaća MPPT sustava je pratiti ovu točku i prilagoditi se njenoj novoj vrijednosti što je prije moguće. Najnapredniji MPP sustavi mogu pretraživati globalnu točku maksimalne snage za lanac djelomičnih zasjenjenih modula, nudeći nekoliko posto više iskorištenja energije. Ovi algoritmi imaju različita imena, ovisno o proizvođaču pretvarača, npr. Dynamic Peak Manager za Froniusove pretvarače. U stvari, točnost i brzina MPPT sustava jamče najveće iskorištenje energije, puno više od učinkovitosti pretvarača, zbog čega je ovaj sustav toliko važan.

I koja je svrha korištenja dva MPPT uređaja u jednom pretvaraču? Pa, ako je iz nekog razloga nemoguće spojiti identične lance na ulaz pretvarača, npr. Broj modula u lancima je različit ili su moduli smješteni na različitim nagibima krova, tada se svaki od takvih lanaca može povezati s posebnim MPPT uređajem.

POGLEDAJ: Fotonaponske ćelije uz sufinanciranje - je li to isplativo?

Odabir modula za pretvarač ili pretvarač modula …

Često se možete susresti s različitim mišljenjima o odnosu između snage modula i nazivne snage pretvarača. Da bismo analizirali ove slučajeve, uvedemo definiciju omjera pretvarača (IR). Formula za izračunavanje ovog koeficijenta može se napisati:

inverterski faktor snage = snaga polja modula (W p ) * učinkovitost pretvarača (%) / maksimalna izmjenična snaga pretvarača (W)

Ovdje su moguće tri inačice:

- IR <100%, pretrpani pretvarač,

- IR = 100%, pretvarač opterećen nominalnom snagom,

- IR> 100%, pretvarač je preopterećen na istosmjernoj strani,

tj. kada je nazivna snaga modula manja, jednaka ili veća od nazivne snage pretvarača, respektivno.

Za zemljopisnu širinu Poljske i Srednje Europe pretpostavlja se da bi vrijednost IR trebala biti u rasponu između 80 i 125%, dok se točan raspon izračunava ovisno o specifičnim podacima pojedine PV instalacije. Optimalna vrijednost uglavnom ovisi o lokaciji, vrsti i orijentaciji solarnih modula i načinu na koji su oni spojeni na pretvarač.

Međutim, zašto je vrijednost koju preporučuju dizajneri gornja granica, tj. Kada je snaga modula npr. 25% veća od nazivne snage pretvarača? Ovaj pristup na prvi pogled sukobljava se s načelom da su sustavi za preradu energije iz generatora projektirani iznad svoje nazivne snage, tj. Treba li imati IR <100%?

Solarne instalacije dizajnirane su potpuno drugačije. Ako, u poljskoj širini, PV moduli proizvode energiju nazivne snage samo desetak ili nekoliko desetaka sati godišnje, onda je u ostalim razdobljima snaga koju postignu mnogo manja. Stoga, ako je snaga modula jednaka snazi pretvarača, tada većinu vremena neće raditi s nominalnom snagom, ali manjom. To izravno znači postignutu učinkovitost pretvorbe. Taj će učinak biti još vidljiviji kada je snaga modula manja od nazivne snage pretvarača (IR <100%).

Što se, pak, događa kada je snaga modula veća od nazivne snage pretvarača, a vremenski uvjeti su povoljni za stvaranje energije? Pretvarač neće obrađivati više energije od svoje najveće snage, a višak neće biti primljen od modula (izlazna snaga će biti ograničena). Međutim, statistički je povoljnije proizvoditi optimalnu energiju veći dio godine nego ograničenja pretvaranja energije u pojedine dane ili čak sate.

Izračunavanjem svake varijante odabira različitog broja PV modula za pretvarač iste snage, dobit će se najveći energetski prinosi za najveći broj modula (vidi Tab. 1). Financijski aspekt nije manje važan. U svakoj od varijanti, pretvarač predstavlja identičan trošak, što znači da je IR varijanta> 100% jednostavno ekonomski opravdana.

Tablica 1. Usporedba različitih varijanti odabira modula za pretvarač *

varijantaIR <100%IR = 100%IR = 100%IR> 100%
Pretvarač od 3.0kWoptereĘennominalnozakrčennpr. Symo 3.0-3-S
Broj modula91113
Nominalna snaga 1 modula280280280(p)
Maksimalna snaga PV modula na istosmjernoj strani2.523.083.64(Wp)
Maksimalna snaga na strani izmjenične struje3.03.03.0(VA)
IR82%100%119%
Koeficijent gubitaka zbog neusklađenosti0%0%0.3%
Godišnji energetski prinosi (procijenjeno)2 5673 1673 759(Wh)
Dolazi istosmjerna snaga1 018.91 028.21 032.8(Wh / kWp)
Trošak modula7 2008 80010 400PLN
Troškovi izgradnje i montaže1 8002 2002 600PLN
Trošak pretvarača4 0004 0004 000PLN
zajedno13 00015 000000 17PLN
Trošak za instaliranje 1 kWp (DC)5 1584 8704 670PLN / kWp
Trošak dobivanja 1 kWh u 1 godini0.5060.4740.452PLN

* sve ogledne cijene

Sigurnost instalacije

Ispravan odabir istosmjernih i izmjeničnih zaštita i zaštite od prenapona jedna je od najvažnijih faza postupka dizajniranja instalacije i treba je povjeriti osobi koja se profesionalno bavi projektiranjem, a koja ima odgovarajuće znanje i ovlaštenje. Međutim, treba upozoriti na pogrešno shvaćene uštede: ponude za izgradnju solarne farme bez sigurnosnih elemenata očito će biti jeftinije u trenutku kupnje, ali u perspektivi 20-25 godina, rad elektrane može izlagati vlasnika neplaniranim financijskim gubicima.

Praćenje PV instalacije - zašto je to tako važno?

Praćenje i kontrola fotonaponskih sustava nužna je ne samo za pouzdan rad ili informiranje o neobičnim situacijama, već prije svega radi postizanja maksimalne učinkovitosti takvog sustava.

Najlakši način nadziranja pretvarača je očitavanje vrijednosti na zaslonu (obično LCD), što je dio gotovo svakog pretvarača na tržištu. Za naprednije praćenje, uključujući snimanje ulaznih i izlaznih parametara pretvarača (uključujući snagu, napon i struju), preporučuje se uporaba naprednih sustava zvanih Datamanagers . Podaci u takvim sustavima mogu se registrirati, pohraniti i predstaviti specijaliziranim softverom, koji su dostupni u obliku namjenske web stranice. Ožičena Ethernet veza ili bežična Wi-Fi veza sve se više nude kao standardna inverterska oprema, a Fronius na tom mjestu vodi. Pomoću internetske veze možemo kontinuirano analizirati te podatke i kontinuirano, te po potrebi arhivirati i kontrolirati rad instalacije u dužem vremenskom razdoblju. Zahvaljujući tome, na posvećenom web mjestu koje je dostupno vlasniku instalacije možemo analizirati dnevne, mjesečne ili godišnje profile proizvodnje energije i generirati relevantna izvješća. Posebno je zanimljiva uporaba dodatnog mjernog sustava (Fronius Smart Meter) koji mjerenjem potrošnje energije prijemnika ugrađenih u zgradu omogućava usporedbu proizvodnog profila u solarnoj instalaciji s profilom potrošnje energije zgrade. To vam omogućuje jednostavno izračunavanje stupnja potrošnje energije za vlastite potrebe, kao i financijske koristi instaliranja solarne elektrane. Druga popularna značajka je prezentacija drugih podataka koji se odnose na proizvodnju energije iz PV elektrana, uključujući, primjerice, smanjenje emisije CO 2 .

Nadgledanje je također važno sa stanovišta kontinuiranog održavanja i servisa. Bilo koji uznemirujući događaji mogu se odmah prijaviti osobi odgovornoj za ispravan rad instalacije, tako da se sve nepravilnosti u radu elektrane mogu odmah locirati i po potrebi otkloniti. Vrijeme i preciznost su ovdje poželjni, jer svaki dan zaustavljanje postrojenja s rada znači mjerljive gubitke za investitora.

Na portalu Solar.Web, na temelju uzoraka, javnih instalacija, možete saznati o svim prednostima praćenja.

Primjer nadzora instalacije na Solar.Web (http://www.solarweb.com)

optimiziranje

S vremena na vrijeme možete pronaći ponude za solarne sustave iz tzv Optimiziraju (Ang. Optimizaciju). Nažalost, postojalo je uvjerenje da oni mogu biti rješenje za sve probleme na instalaciji, koji se uglavnom sastoje od njenog zasjenjenja. Suprotno uvriježenom mišljenju, optimizatori nisu u stanju zakriviti zakone fizike: zasjenjena instalacija uvijek će proizvoditi manje energije od ekvivalenta - neosjena. Međutim, postoje aplikacije u kojima optimizatori mogu pokazati svoje prednosti, a primjer su krovovi koji su strukturno komplicirani, a sastoje se od desetak ili tako malih, usmjerenih na različite strane svijeta, padine (npr. Toranj). Instalateri PV sustava sve će se suočavati s različitim poteškoćama - zajedno sa širenjem solarnih farmi, krovovi s idealnim rasporedom i bez zasjenjivanja postupno će se nadograditi. Stoga će se razmatrati krovovi različitih orijentacija ili djelomičnog zasjenjivanja, a takve se instalacije moraju podvrgnuti kritičkoj analizi. Prema tome, prema autoru, solarni moduli će u budućnosti biti inteligentni. Ali postojeća rješenja, npr. U obliku zatvorenih rješenja, koja forsiraju uporabu optimizacijskih uređaja i pretvarača istog proizvođača, bit će zamijenjena univerzalnijim, otvorenim rješenjima, npr. U obliku fotonaponskih modula koje će optimizacijski uređaji integrirati u fazi proizvodnje.

Pretvarač: servis

Posljednji važan element koji treba uzeti u obzir pri odabiru proizvođača pretvarača je lokalna podrška i usluga, kao i dostupnost certifikata i dokumentacije na poljskom. Naravno, ne želimo da itko mora osobno provjeravati kvalitetu tehničke usluge proizvođača, ali upućuje se na automobilsko tržište: hoće li netko kupiti automobil čiji je najbliži servis na drugom kontinentu?

Kako odabrati pretvarač: sažetak

Kod odlučivanja o proizvođaču i vrsti pretvarača, osim cijene, treba obratiti pažnju na ne manje važne elemente:

  • brzo pretraživanje i održavanje MPP točke maksimalne snage,
  • visoka učinkovitost, posebno kod djelomičnog opterećenja,
  • visoka pouzdanost
  • visok stupanj zaštite, min. IP65, zahvaljujući čvrstom kućištu,
  • veliki raspon radne temperature (od -25 ° C do + 60 ° C),
  • jednostavnost, brzina i praktičnost ugradnje, a samim tim - usluga,
  • jednostavna kontrola rada uređaja daljinskim nadzorom, detaljnim nadzorom uređaja, dijagnostikom kvarova,
  • poštivanje važećih standarda i propisa,
  • cjelovita dokumentacija dostupna na poljskom,
  • lokalna služba u zemlji.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Struja