Фотогальваника без секретов (4)

  1. Задача для инвертора
  2. Чтение данных
  3. Конфигурация соединения
  4. Диапазон напряжения
  5. К серии

Сердцем фотоэлектрической установки является инвертор (другое название - инвертор). Он отвечает за преобразование постоянного напряжения, получаемого от фотоэлектрических панелей, в переменное напряжение, допустимое в наших розетках.

Несколько производителей этих устройств, необходимых для фотоэлектрических установок, работают на польском рынке. Хотя каждый из них делает то же самое, мы можем разделить их на несколько категорий. Одно из подразделений предлагает трансформаторные и бестрансформаторные инверторы, которые в настоящее время более популярны, меньше, легче, дешевле и эффективнее трансформаторных трансформаторов. Они, в свою очередь, используются в менее распространенных тонкопленочных панелях.

Поскольку бестрансформаторный инвертор не имеет гальванической развязки, его использование (подчеркивая, что оно в настоящее время является наиболее популярным) требует дополнения электрической установки соответствующими мерами предосторожности (будет обсуждаться позже в этой статье). Другим отличием является различие между островными и сетевыми инверторами. Первые из них позволяют установку так называемых автономный, автономный (автономный) - не подключен к электрической сети, а только к потребителям, которые потребляют энергию только от фотоэлектрической установки. Инверторы такого типа не позволяют работать с существующей электрической сетью.

Любое избыточное электричество можно хранить в батареях, чтобы его можно было использовать ночью или в «облачный» день. В настоящее время из-за относительно высокой стоимости батарей автономные - островные установки встречаются редко. Большинство домашних установок - это установки, подключенные к сети - так называемые сеть (на сетке), поэтому с помощью сетевого инвертора. Здесь следует подчеркнуть, что «сетевая» установка не будет являться аварийным источником питания в случае сбоя в электросети. По очевидным соображениям безопасности, инвертор немедленно отключает фотоэлектрический источник питания в момент отключения питания от сети.

Нетрудно представить ситуацию, когда электростанция отключает электроэнергию из-за необходимости, например, ремонта, в то время как «мы» поставляем всю электроэнергию из нашей домашней фотоэлектрической установки. Невежественный работник энергетической установки будет подвержен несчастному случаю или даже смерти! Поэтому сетевые инверторы не допускают такой опасной ситуации. На рынке существуют устройства, которые отключают домашнюю цепь от внешней сети в момент отключения питания от сети, в то же время передавая питание от домашней фотоэлектрической установки. Эта функциональность, однако, требует использования дополнительного устройства.

Следующее разделение инверторов касается количества панелей, которые способны «обрабатывать». Так называемые инверторы являются самыми популярными струнные, то есть те, которые работают с небольшими фотоэлектрическими установками, состоящими из нескольких / нескольких десятков дисков. Максимальный диапазон мощности инвертора достигает примерно дюжины кВт. Крупные установки мощностью несколько сотен кВт или более требуют центрального инвертора, выбранного и изготовленного индивидуально для нужд планируемой установки. В случае более крупных установок, для которых нельзя выбрать один инвертор (большая проектная мощность, чем у конденсаторов, доступных на рынке инверторов), используется система из нескольких инверторов, и установка электрически разделена на более мелкие части.

Полной противоположностью центральных инверторов для больших установок являются микроинверторы, то есть инверторы, работающие только с одной фотоэлектрической панелью, закрепленной под панелью панели. Преимущество микроинверторов, несомненно, заключается в том, что благодаря ним каждая плата является своего рода отдельной установкой, поэтому нет типичных проблем с затенением, неравномерным питанием панели (проблема положительного отклонения мощности, описанная в одной из предыдущих частей статьи), а также возможных ограничений для данного строкового инвертора. настройка количества и способ подключения солнечных батарей к установке. Недостатком, несомненно, является более высокая цена по сравнению с типовой установкой со строковым инвертором.

Задача для инвертора

Основная задача инвертора - заменить постоянный ток от фотоэлектрической системы переменным напряжением, которое может использоваться электрическими устройствами. Для этого ток, подаваемый от инвертора, должен синхронизироваться с электрической сетью. Из-за некоторых различий в параметрах электрических сетей в разных странах инверторы автоматически адаптируются к сети или требуют предварительной настройки страны, в которой они работают. Просто после включения инвертора это будет он синхронизировался с сетью, а затем искал точку максимальной мощности (см. предыдущие части статьи). В течение этого времени он не передает электроэнергию в сеть, только после определения параметров работы бесплатное электричество будет поступать в нашу сеть. Процесс запуска инвертора может занять несколько десятков секунд.

Чтение данных

Что нужно соблюдать при выборе инвертора? Во-первых, нам нужно знать, «как читать» технические данные инвертора. В таблице 1 [1] приведен фрагмент технических данных инвертора одного из производителей, известных на польском рынке.

Максимальная мощность постоянного тока просто говорит вам о максимальной мощности, которую устройство может разряжать в сеть. Например, инвертор SunnyBoy 2.5 имеет максимальную мощность 2650 Вт. Согласно принципу, что фотоэлектрическая мощность должна составлять 92-118% от мощности инвертора, оптимально 105%, инвертор лучше всего подходит для установок с мощностью в диапазоне от 2438 до 3127 Вт, оптимально около 2782 Вт. Если бы у нас были солнечные панели Tegreon 260p, описанные во второй части статьи (если вспомнить технические данные из таблицы 2 [2]), было бы оптимально подключить 11 частей этих панелей: 11 x 260 Вт = 2860 Вт. в пределах рекомендуемого диапазона допустимой мощности, подаваемой на клеммы инвертора.

Конфигурация соединения

Теперь вам нужно проверить, в какой конфигурации соединения вы бы подключили панели. Другие параметры инвертора будут полезны. Ниже максимальной мощности мы видим максимальное входное напряжение (в примере 600 В). Это значение означает, что максимальное напряжение, появляющееся на клеммах инвертора на стороне фотоэлектрической системы, не может превышать 600 В. Если мы используем примерные солнечные батареи из предыдущей части статьи, это означает, что одна панель с рабочей температурой -20 ° C может иметь напряжение на клеммах. 43,23 В (подробные расчеты в предыдущей части статьи): 600 В / 43,23 В = 13,88 шт.

Таким образом, одна последовательность максимум панелей может состоять из 13 фотоэлектрических панелей. Использование 14 штук может привести к временному превышению области применения инвертора. В приведенных выше расчетах важно принять правильную рабочую температуру установки с учетом температуры окружающей среды на месте установки.

Диапазон напряжения

Следующим параметром является диапазон напряжения MPP (например, 260-500 В для SunnyBoy 2.5), то есть полезный диапазон рабочих напряжений фотоэлектрической системы, для которого инвертор способен преобразовывать постоянное напряжение от плат в переменное напряжение в электрической сети. Поскольку солнечные панели повышают свою температуру во время работы, можно предположить, что минимальная рабочая температура панели будет выше, чем минимальная температура «неиспользуемых» панелей. Если предположить, что рабочая температура панелей, например, -15oC, то напряжение на клеммах панели может быть, например, (см. Также предыдущую часть статьи):

Umpp-15 = 37,78 + {0,121 * [25- (-15)]} = 37,78 + 5,45 = 42,62 В,

500 В / 42,62 В = 11,7 шт.,

поэтому для рабочего диапазона инвертора было бы оптимальным соединять до 11 панелей подряд. Поскольку такие экстремальные условия эксплуатации встречаются редко, более высокое из двух значений, перечисленных выше, можно принять за максимально допустимое количество панелей в серии. В нашем случае это будет максимум 13 фотоэлектрических панелей.

В нашем случае это будет максимум 13 фотоэлектрических панелей

В свою очередь, диапазон минимального напряжения MPP (260 В) определяет нам рекомендуемое минимальное количество панелей подряд. Чтобы рассчитать эту величину, сначала определите падение напряжения на одной панели при предполагаемой максимальной температуре панели. Для польских условий можно принять температуру около 70 ° C:

Umpp + 70 = 37,78+ [0,121 * (25-70)] = 37,78 - 5,45 = 32,33 В,

260 В / 32,33 В = 8,04 ед.

Результат 8,04 шт. Означает, что не рекомендуется устанавливать менее 9 солнечных панелей. Почему я не могу объединить меньше панелей? В жаркий летний день, когда рабочая температура панели высокая, существует риск того, что напряжение, полученное от серии подключенных панелей, упадет ниже диапазона MPP инвертора, и устройство просто прекратит подачу электроэнергии в сеть.

Подводя итог, если бы наш инвертор был SunnyBoy 2.5, ему пришлось бы подключить к нему от 9 до 13 солнечных панелей в один ряд (оптимально 11 шт.), Технические данные которых обсуждаются во второй части статьи.

К серии

Мы знаем, что фотоэлектрические панели также могут быть подключены параллельно. Для рассматриваемого инвертора SunnyBoy 2.5 максимальный входной ток составляет до 10 А (Таблица 1). Проанализированные фотоэлектрические панели имеют силу тока около 8,5 А (таблица 2 [2]), поэтому инвертор может иметь только один ряд панелей Tegreon 260P. Если максимальный входной ток инвертора будет больше, близким к кратному интенсивности солнечной панели, необходимо будет определить эксплуатационные изменения силы тока одной панели. Расчет будет аналогичен расчету изменения напряжения в зависимости от изменения температуры панели, но необходимо будет учитывать температурный коэффициент изменения тока Isc (равный 0,059% / oC - Таблица 2). Изменения токов панелей не подвержены таким сильным колебаниям, как изменение напряжения.

Подводя итог вышеприведенному расчету, оказывается, что выбранный примерный инвертор лучше всего подключить к серии из 11 примерных панелей.

В следующей части статьи мы попытаемся выбрать соединительные кабели для нашей установки и необходимую электрическую защиту.

Павел Ковальский

Библиография:

  1. SMA техническая документация.
  2. http://www.stiebel-eltron.pl/produkty/fotowoltaika/tegreon-260p