Soos die wêreld vorentoe marsjeer in sy strewe na volhoubare en skoon energie-oplossings, het sonkrag na vore gekom as 'n voorloper in die wedloop na 'n groener toekoms. Deur die oorvloedige en hernubare energie van die son te benut, het sonfotovoltaïese (PV) stelsels wydverspreide gewildheid verwerf, wat die weg baan vir 'n merkwaardige transformasie in die manier waarop ons elektrisiteit opwek. 
In die hart van elke sonkrag-PV-stelsel lê 'n belangrike komponent wat die omskakeling van sonlig in bruikbare energie moontlik maak: diesonkrag-omskakelaarAs die brug tussen die sonpanele en die elektrisiteitsnetwerk, speel sonomsetters 'n belangrike rol in die doeltreffende benutting van sonkrag. Om hul werkbeginsel te verstaan en hul verskillende tipes te verken, is die sleutel tot die begrip van die fassinerende meganika agter sonenergie-omskakeling. HHoe doen ASolarIomsetterWwerk? 'n Sonkragomsetter is 'n elektroniese toestel wat die gelykstroom (GS) elektrisiteit wat deur sonpanele opgewek word, omskakel in wisselstroom (WS) elektrisiteit wat gebruik kan word om huishoudelike toestelle aan te dryf en in die elektrisiteitsnetwerk ingevoer kan word. Die werkbeginsel van 'n sonkragomsetter kan in drie hooffases verdeel word: omskakeling, beheer en uitset. Omskakeling: Die sonkragomsetter ontvang eers die GS-elektrisiteit wat deur die sonpanele opgewek word. Hierdie GS-elektrisiteit is tipies in die vorm van 'n fluktuerende spanning wat wissel met die intensiteit van sonlig. Die omsetter se primêre taak is om hierdie veranderlike GS-spanning om te skakel in 'n stabiele WS-spanning wat geskik is vir verbruik. Die omskakelingsproses behels twee sleutelkomponente: 'n stel kragelektroniese skakelaars (gewoonlik geïsoleerde-hek bipolêre transistors of IGBT's) en 'n hoëfrekwensie-transformator. Die skakelaars is verantwoordelik vir die vinnige aan- en afskakeling van die GS-spanning, wat 'n hoëfrekwensie-pulssein skep. Die transformator verhoog dan die spanning tot die verlangde WS-spanningsvlak. Beheer: Die beheerfase van 'n sonkragomsetter verseker dat die omskakelingsproses doeltreffend en veilig verloop. Dit behels die gebruik van gesofistikeerde beheeralgoritmes en sensors om verskeie parameters te monitor en te reguleer. Enkele belangrike beheerfunksies sluit in: a. Maksimum Kragpuntopsporing (MPPT): Sonpanele het 'n optimale bedryfspunt genaamd die maksimum kragpunt (MPP), waar hulle die maksimum krag vir 'n gegewe sonligintensiteit produseer. Die MPPT-algoritme pas die bedryfspunt van die sonpanele voortdurend aan om die kraglewering te maksimeer deur die MPP op te spoor. b. Spannings- en Frekwensieregulering: Die omsetter se beheerstelsel handhaaf 'n stabiele WS-uitsetspanning en -frekwensie, tipies volgens die standaarde van die nutsnetwerk. Dit verseker versoenbaarheid met ander elektriese toestelle en maak naatlose integrasie met die netwerk moontlik. c. Netwerksinchronisasie: Netwerkgekoppelde sonkragomsetters sinchroniseer die fase en frekwensie van die WS-uitset met die nutsnetwerk. Hierdie sinchronisasie stel die omsetter in staat om oortollige krag terug in die netwerk te voer of krag uit die netwerk te trek wanneer sonkragproduksie onvoldoende is. Uitvoer: In die laaste stadium lewer die sonkrag-omskakelaar die omgeskakelde WS-elektrisiteit aan die elektriese laste of die netwerk. Die uitset kan op twee maniere gebruik word: a. Netwerk- of netwerkgekoppelde stelsels: In netwerkgekoppelde stelsels voer die sonkragomsetter die WS-elektrisiteit direk in die nutsnetwerk in. Dit verminder die afhanklikheid van fossielbrandstofgebaseerde kragsentrales en maak voorsiening vir netto meting, waar oortollige elektrisiteit wat gedurende die dag opgewek word, gekrediteer en gebruik kan word gedurende lae sonkragproduksieperiodes. b. Off-grid-stelsels: In off-grid-stelsels laai die sonkragomsetter 'n batterybank benewens die voorsiening van krag aan die elektriese ladings. Die batterye stoor oortollige sonenergie, wat gebruik kan word gedurende tye van lae sonproduksie of snags wanneer die sonpanele nie elektrisiteit opwek nie. Eienskappe van Sonkrag-omsetters: Doeltreffendheid: Sonkragomsetters is ontwerp om met hoë doeltreffendheid te werk om die energie-opbrengs van die sonkrag-PV-stelsel te maksimeer. Hoër doeltreffendheid lei tot minder energieverlies tydens die omskakelingsproses, wat verseker dat 'n groter deel van die sonenergie effektief benut word. Kraguitset: Sonkragomsetters is beskikbaar in verskeie kraggraderings, wat wissel van klein residensiële stelsels tot grootskaalse kommersiële installasies. Die kraglewering van 'n omsetter moet gepas ooreenstem met die kapasiteit van die sonpanele om optimale werkverrigting te behaal. Duursaamheid en Betroubaarheid: Sonkragomsetters word blootgestel aan wisselende omgewingstoestande, insluitend temperatuurskommelings, humiditeit en potensiële elektriese stootgolwe. Daarom moet omsetters met robuuste materiale gebou word en ontwerp word om hierdie toestande te weerstaan, wat langtermyn betroubaarheid verseker. Monitering en Kommunikasie: Baie moderne sonkrag-omsetters is toegerus met moniteringstelsels wat gebruikers toelaat om die werkverrigting van hul sonkrag-PV-stelsel na te spoor. Sommige omsetters kan ook met eksterne toestelle en sagtewareplatforms kommunikeer, wat intydse data verskaf en afstandmonitering en -beheer moontlik maak. Veiligheidskenmerke: Sonkragomsetters bevat verskeie veiligheidskenmerke om beide die stelsel en die individue wat daarmee werk, te beskerm. Hierdie kenmerke sluit in oorspanningsbeskerming, oorstroombeskerming, aardfoutopsporing en anti-eilandbeskerming, wat verhoed dat die omsetter krag aan die netwerk toevoer tydens kragonderbrekings. Klassifikasie van sonkragomsetters volgens kraggradering PV-omsetters, ook bekend as sonkragomsetters, kan in verskillende tipes geklassifiseer word op grond van hul ontwerp, funksionaliteit en toepassing. Begrip van hierdie klassifikasies kan help om die geskikste omsetter vir 'n spesifieke sonkrag-PV-stelsel te kies. Die volgende is die hooftipes PV-omsetters wat volgens kragvlak geklassifiseer word: Omsetter volgens kragvlak: hoofsaaklik verdeel in verspreide omsetter (stringomsetter en mikro-omsetter), gesentraliseerde omsetter String Omkeerers: Stringomsetters is die mees gebruikte tipe PV-omsetters in residensiële en kommersiële sonkraginstallasies. Hulle is ontwerp om verskeie sonpanele wat in serie gekoppel is, te hanteer en 'n "string" te vorm. Die PV-string (1-5kw) het deesdae die gewildste omsetter in die internasionale mark geword danksy 'n omsetter met maksimum kragpiekopsporing aan die GS-kant en parallelle netwerkverbinding aan die WS-kant. Die GS-elektrisiteit wat deur die sonpanele opgewek word, word in die string-omsetter gevoer, wat dit in WS-elektrisiteit omskakel vir onmiddellike gebruik of vir uitvoer na die netwerk. String-omsetters is bekend vir hul eenvoud, koste-effektiwiteit en maklike installasie. Die werkverrigting van die hele string is egter afhanklik van die laagste presterende paneel, wat die algehele stelseldoeltreffendheid kan beïnvloed. Mikro-omsetters: Mikro-omsetters is klein omsetters wat op elke individuele sonpaneel in 'n PV-stelsel geïnstalleer word. Anders as string-omsetters, skakel mikro-omsetters die GS-elektrisiteit na WS direk op paneelvlak om. Hierdie ontwerp laat elke paneel toe om onafhanklik te werk, wat die stelsel se algehele energie-uitset optimaliseer. Mikro-omsetters bied verskeie voordele, insluitend maksimum kragpuntopsporing (MPPT) op paneelvlak, verbeterde stelselprestasie in skaduryke of wanpassende panele, verhoogde veiligheid as gevolg van laer GS-spannings, en gedetailleerde monitering van individuele paneelprestasie. Die hoër aanvanklike koste en potensiële kompleksiteit van installasie is egter faktore om te oorweeg. Gesentraliseerde omsetters: Gesentraliseerde omsetters, ook bekend as grootskaalse of nutsskaalse (>10 kW) omsetters, word algemeen gebruik in grootskaalse sonkrag-PV-installasies, soos sonplase of kommersiële sonkragprojekte. Hierdie omsetters is ontwerp om hoë GS-kraginsette van verskeie stringe of skikkings van sonpanele te hanteer en dit om te skakel in WS-krag vir netwerkverbinding. Die grootste kenmerk is die hoë krag en lae koste van die stelsel, maar aangesien die uitsetspanning en -stroom van verskillende PV-snare dikwels nie presies ooreenstem nie (veral wanneer die PV-snare gedeeltelik in die skadu is as gevolg van bewolking, skaduwee, vlekke, ens.), sal die gebruik van 'n gesentraliseerde omsetter lei tot laer doeltreffendheid van die omkeerproses en laer elektriese huishoudelike energie. Gesentraliseerde omsetters het tipies 'n hoër kragkapasiteit in vergelyking met ander tipes, wat wissel van etlike kilowatt tot etlike megawatt. Hulle word in 'n sentrale ligging of omsetterstasie geïnstalleer, en verskeie stringe of skikkings van sonpanele word parallel daaraan gekoppel. Wat doen 'n sonkrag-omskakelaar? Fotovoltaïese omsetters dien verskeie funksies, insluitend WS-omskakeling, optimalisering van sonselprestasie en stelselbeskerming. Hierdie funksies omvat outomatiese werking en afskakeling, maksimum kragopsporingsbeheer, anti-eilandering (vir netwerkgekoppelde stelsels), outomatiese spanningsaanpassing (vir netwerkgekoppelde stelsels), GS-opsporing (vir netwerkgekoppelde stelsels) en GS-grondopsporing (vir netwerkgekoppelde stelsels). Kom ons ondersoek kortliks die outomatiese werking- en afskakelfunksie en die maksimum kragopsporingsbeheerfunksie. 1) Outomatiese werking en afsluitfunksie Na sonsopkoms in die oggend neem die intensiteit van sonstraling geleidelik toe, en die uitset van sonselle neem dienooreenkomstig toe. Wanneer die uitsetkrag wat deur die omsetter benodig word, bereik word, begin die omsetter outomaties loop. Nadat die omsetter in werking getree het, sal die omsetter die uitset van die sonselkomponente heeltyd monitor, solank die uitsetkrag van die sonselkomponente groter is as die uitsetkrag wat deur die omsetter benodig word, sal die omsetter aanhou loop; totdat die sonsondergang stop, selfs al reën dit. Die omsetter werk ook. Wanneer die uitset van die sonselmodule kleiner word en die uitset van die omsetter naby 0 is, sal die omsetter 'n bystandtoestand vorm. 2) Maksimum kragopsporingsbeheerfunksie Die uitset van die sonselmodule wissel met die intensiteit van sonstraling en die temperatuur van die sonselmodule self (skyfietemperatuur). Boonop, omdat die sonselmodule die eienskap het dat die spanning afneem met die toename van die stroom, is daar 'n optimale bedryfspunt wat die maksimum krag kan verkry. Die intensiteit van sonstraling verander, en die beste werkspunt verander natuurlik ook. Relatief tot hierdie veranderinge, is die bedryfspunt van die sonselmodule altyd by die maksimum kragpunt, en die stelsel verkry altyd die maksimum kraglewering van die sonselmodule. Hierdie soort beheer is die maksimum kragopsporingsbeheer. Die grootste kenmerk van die omsetter wat in die sonkragopwekkingstelsel gebruik word, is die funksie van maksimum kragpuntopsporing (MPPT). Die belangrikste tegniese aanwysers van fotovoltaïese omsetter 1. Stabiliteit van uitsetspanning In die fotovoltaïese stelsel word die elektriese energie wat deur die sonsel opgewek word eers deur die battery gestoor en dan deur die omsetter omgeskakel na 220V of 380V wisselstroom. Die battery word egter deur sy eie lading en ontlading beïnvloed, en die uitsetspanning wissel binne 'n groot reeks. Byvoorbeeld, die nominale 12V-battery het 'n spanningswaarde wat tussen 10.8 en 14.4V kan wissel (buite hierdie reeks kan skade aan die battery veroorsaak). Vir 'n gekwalifiseerde omsetter, wanneer die insetspanning binne hierdie reeks verander, moet die variasie van die bestendige uitsetspanning nie Plusmn; 5% van die nominale waarde oorskry nie. Terselfdertyd, wanneer die las skielik verander, moet die uitsetspanningsafwyking nie ±10% bo die nominale waarde oorskry nie. 2. Golfvormvervorming van uitsetspanning Vir sinusgolf-omsetters moet die maksimum toelaatbare golfvormvervorming (of harmoniese inhoud) gespesifiseer word. Dit word gewoonlik uitgedruk deur die totale golfvormvervorming van die uitsetspanning, en die waarde daarvan moet nie 5% oorskry nie (10% word toegelaat vir enkelfase-uitset). Aangesien die hoë-orde harmoniese stroomuitset deur die omsetter addisionele verliese soos wervelstrome op die induktiewe las sal genereer, sal die golfvormvervorming van die omsetter te groot wees, wat ernstige verhitting van die laskomponente sal veroorsaak, wat nie bevorderlik is vir die veiligheid van elektriese toerusting nie en die stelsel se bedryfsdoeltreffendheid ernstig beïnvloed. 3. Gegradeerde uitsetfrekwensie Vir laste wat motors insluit, soos wasmasjiene, yskaste, ens., aangesien die optimale frekwensie-bedryfspunt van die motors 50Hz is, sal te hoë of te lae frekwensies veroorsaak dat die toerusting opwarm, wat die stelsel se bedryfsdoeltreffendheid en lewensduur verminder, daarom moet die omsetter se uitsetfrekwensie 'n relatief stabiele waarde wees, gewoonlik kragfrekwensie 50Hz, en die afwyking daarvan moet binne Plusmn;l% wees onder normale werksomstandighede. 4. Laadkragfaktor Karakteriseer die vermoë van die omsetter met induktiewe las of kapasitiewe las. Die las-arbetsfaktor van die sinusgolf-omsetter is 0.7~0.9, en die nominale waarde is 0.9. In die geval van 'n sekere laskrag, as die arbetsfaktor van die omsetter laag is, sal die kapasiteit van die vereiste omsetter toeneem. Aan die een kant sal die koste toeneem, en terselfdertyd sal die skynbare krag van die WS-stroombaan van die fotovoltaïese stelsel toeneem. Soos die stroom toeneem, sal die verlies onvermydelik toeneem, en die stelseldoeltreffendheid sal ook afneem. 5. Omskakelaardoeltreffendheid Die doeltreffendheid van die omsetter verwys na die verhouding van sy uitsetkrag tot die insetkrag onder gespesifiseerde werksomstandighede, uitgedruk as 'n persentasie. Oor die algemeen verwys die nominale doeltreffendheid van 'n fotovoltaïese omsetter na 'n suiwer weerstandslading. Onder die voorwaarde van 80% lasdoeltreffendheid. Aangesien die totale koste van die fotovoltaïese stelsel hoog is, moet die doeltreffendheid van die fotovoltaïese omsetter gemaksimeer word om die stelselkoste te verminder en die kosteprestasie van die fotovoltaïese stelsel te verbeter. Tans is die nominale doeltreffendheid van hoofstroom-omsetters tussen 80% en 95%, en die doeltreffendheid van lae-krag-omsetters moet nie minder as 85% wees nie. In die werklike ontwerpproses van 'n fotovoltaïese stelsel moet nie net 'n hoë-doeltreffendheid-omsetter gekies word nie, maar ook 'n redelike konfigurasie van die stelsel gebruik word om die las van die fotovoltaïese stelsel soveel as moontlik naby die beste doeltreffendheidspunt te laat werk. 6. Gegradeerde uitsetstroom (of gegradeerde uitsetkapasiteit) Dui die gegradeerde uitsetstroom van die omsetter binne die gespesifiseerde las-arbetsfaktorreeks aan. Sommige omsetterprodukte gee die gegradeerde uitsetkapasiteit, en die eenheid daarvan word uitgedruk in VA of kVA. Die gegradeerde kapasiteit van die omsetter is die produk van die gegradeerde uitsetspanning en die gegradeerde uitsetstroom wanneer die uitset-arbetsfaktor 1 is (dit wil sê, suiwer weerstandslas). 7. Beskermingsmaatreëls 'n Omsetter met uitstekende werkverrigting moet ook volledige beskermingsfunksies of -maatreëls hê om verskeie abnormale situasies wat tydens werklike gebruik voorkom, te hanteer, om sodoende die omsetter self en ander komponente van die stelsel teen skade te beskerm. 1) Voer die onderspanningversekeringsrekening in: Wanneer die insetspanning laer as 85% van die nominale spanning is, moet die omsetter beskerming en 'n vertoonskerm hê. 2) Invoer-oorspanningsbeskermer: Wanneer die insetspanning hoër as 130% van die nominale spanning is, moet die omsetter beskerming en 'n vertoonskerm hê. 3) Oorstroombeskerming: Die oorstroombeskerming van die omsetter moet betyds kan optree wanneer die las kortsluit of die stroom die toelaatbare waarde oorskry, om te verhoed dat dit deur die piekstroom beskadig word. Wanneer die werkstroom 150% van die nominale waarde oorskry, moet die omsetter outomaties kan beskerm. 4) kortsluitbeskerming teen uitset Die kortsluitbeskermingsaksietyd van die omsetter moet nie 0.5 sekondes oorskry nie. 5) Invoer omgekeerde polariteitsbeskerming: Wanneer die positiewe en negatiewe pole van die invoerterminale omgekeer word, moet die omsetter 'n beskermingsfunksie en -vertoning hê. 6) Weerligbeskerming: Die omsetter moet weerligbeskerming hê. 7) Oortemperatuurbeskerming, ens. Daarbenewens, vir omsetters sonder spanningsstabiliseringsmaatreëls, moet die omsetter ook uitset-oorspanningsbeskermingsmaatreëls hê om die las teen oorspanningskade te beskerm. 8. Beginkenmerke Om die vermoë van die omsetter om met las te begin en die werkverrigting tydens dinamiese werking te karakteriseer. Die omsetter moet betroubare aanskakeling onder nominale las verseker. 9. Geraas Komponente soos transformators, filterinduktors, elektromagnetiese skakelaars en waaiers in kragselektroniese toerusting sal geraas genereer. Wanneer die omsetter normaalweg loop, moet die geraas nie 80dB oorskry nie, en die geraas van 'n klein omsetter moet nie 65dB oorskry nie. Seleksievaardighede van Sonkragomsetters
Plasingstyd: 8 Mei 2024