Wat ass e Solarinverter?

Wärend d'Welt sech an hirer Sich no nohaltegen a propperen Energieléisungen no vir beweegt, huet sech Solarenergie als Frontleefer am Wettlaf fir eng méi gréng Zukunft erausgestallt. Duerch d'Notzung vun der iwwerflësseger an erneierbarer Energie vun der Sonn hunn Solarphotovoltaik (PV) Systemer u grousser Popularitéit gewonnen a de Wee fir eng bemierkenswäert Transformatioun an der Aart a Weis wéi mir Stroum generéieren, fräigemaach. Am Häerz vun all Solar-PV-Anlag läit eng entscheedend Komponent, déi d'Ëmwandlung vum Sonneliicht an brauchbar Energie erméiglecht: denSolarinverterAls Bréck tëscht de Solarpanneauen an dem Stroumnetz spillen Solarinverter eng wichteg Roll bei der effizienter Notzung vu Solarenergie. Hire Funktionsprinzip ze verstoen an hir verschidden Zorten z'erfuerschen ass de Schlëssel fir déi faszinant Mechanik hannert der Solarenergiekonversioun ze verstoen. HWéi mécht ASOlarIInverterWAarbecht? E Solarinverter ass en elektronescht Apparat, dat de Gläichstroum (DC), deen duerch Solarpanneauen produzéiert gëtt, an Wiesselstroum (AC) ëmwandelt, deen dann Haushaltsapparater udriwwe kann an an d'Stroumnetz gespeist ka ginn. De Funktionsprinzip vun engem Solarinverter kann an dräi Haaptstufen opgedeelt ginn: Ëmwandlung, Steierung an Ausgang. Konversioun: De Solarinverter kritt als éischt den Gläichstroum, deen vun de Solarpanneauen generéiert gëtt. Dëse Gläichstroum ass typescherweis a Form vun enger fluktuéierender Spannung, déi mat der Intensitéit vum Sonneliicht variéiert. D'Haaptaufgab vum Inverter ass et, dës variabel Gläichstroumspannung an eng stabil Wiesselstroumspannung ëmzewandelen, déi fir de Konsum gëeegent ass. De Konversiounsprozess besteet aus zwou Schlësselkomponenten: e Set vun elektronesche Leeschtungsschalter (normalerweis isoléiert-Gate bipolare Transistoren oder IGBTs) an en Héichfrequenztransformator. D'Schalter sinn dofir verantwortlech, d'Gläichspannung séier un an aus ze schalten, wouduerch en Héichfrequenzpulssignal entsteet. Den Transformator erhéicht dann d'Spannung op dat gewënschten Wiesselspannungsniveau. Kontroll: D'Kontrollstufe vun engem Solarinverter garantéiert, datt de Konversiounsprozess effizient a sécher funktionéiert. Et ëmfaasst d'Benotzung vu sophistikéierte Kontrollalgorithmen a Sensoren fir verschidde Parameteren ze iwwerwaachen an ze reguléieren. E puer wichteg Kontrollfunktioune sinn: a. Maximum Power Point Tracking (MPPT): Solarpanneauen hunn en optimalen Operatiounspunkt, deen de Maximum Power Point (MPP) genannt gëtt, wou se déi maximal Leeschtung fir eng bestëmmt Sonneliichtintensitéit produzéieren. Den MPPT-Algorithmus passt de Betribspunkt vun de Solarpanneauen kontinuéierlech un, fir d'Leeschtung ze maximéieren, andeems en den MPP verfollegt. b. Spannungs- a Frequenzreguléierung: De Kontrollsystem vum Inverter hält eng stabil Wiesselspannung a Frequenz, typescherweis no de Standarde vum Versuergungsnetz. Dëst garantéiert Kompatibilitéit mat aneren elektreschen Apparater an erméiglecht eng nahtlos Integratioun mam Stroumnetz. c. Netzsynchroniséierung: Ugeschlossene Solarinverter synchroniséieren d'Phase an d'Frequenz vun der Wiesselstroumleistung mam Versuergungsnetz. Dës Synchroniséierung erméiglecht et dem Inverter, iwwerschësseg Energie zréck an d'Netz ze leeden oder Energie aus dem Netz ze huelen, wann d'Solarproduktioun net ausreechend ass. Ausgab: An der leschter Phas liwwert de Solarinverter déi ëmgewandelt Wiesselstroum un d'Stroumversuergung oder d'Stroumnetz. D'Leeschtung kann op zwou Weeër benotzt ginn: a. On-Grid oder Grid-Tied Systemer: A Grid-gebonnene Systemer leet de Solar-Inverter den Wiesselstroum direkt an d'Versuergungsnetz. Dëst reduzéiert d'Ofhängegkeet vu fossille Brennstoff-baséierte Kraaftwierker a mécht eng Netto-Miessung méiglech, wou iwwerschësseg Stroum, deen am Laf vum Dag generéiert gëtt, guttgeschriwwen a wärend Perioden mat gerénger Solarproduktioun benotzt ka ginn. b. Off-Grid Systemer: An Off-Grid Systemer lued de Solarinverter zousätzlech zu der Stroumversuergung vun den elektresche Lasten eng Batteriebank op. D'Batterien späicheren iwwerschësseg Sonnenenergie, déi a Zäite vu gerénger Sonneproduktioun oder nuets, wann d'Solarpanneauen kee Stroum produzéieren, benotzt ka ginn. Charakteristike vu Solarinverteren: Effizienz: Solarinverter sinn entwéckelt fir mat héijer Effizienz ze funktionéieren, fir den Energieverbrauch vum Solar-PV-System ze maximéieren. Eng méi héich Effizienz resultéiert a manner Energieverloscht beim Konversiounsprozess, sou datt e gréisseren Undeel vun der Solarenergie effektiv ausgenotzt gëtt. Leeschtung: Solarinverter sinn a verschiddene Leeschtungsklassen verfügbar, vu klenge Wunnsystemer bis zu grousse kommerzielle Installatiounen. D'Leeschtung vun engem Inverter soll entspriechend mat der Kapazitéit vun de Solarpanneauen ofgestëmmt sinn, fir eng optimal Leeschtung z'erreechen. Haltbarkeet a Zouverlässegkeet: Solarinverter si verschiddenen Ëmweltbedingungen ausgesat, dorënner Temperaturschwankungen, Fiichtegkeet a potenziell elektresch Iwwerstéiss. Dofir sollten Inverter aus robuste Materialien gebaut ginn a sou konzipéiert sinn, datt se dëse Konditioune standhalen, fir eng laangfristeg Zouverlässegkeet ze garantéieren. Iwwerwaachung a Kommunikatioun: Vill modern Solarinverter si mat Iwwerwaachungssystemer ausgestatt, déi et de Benotzer erlaben, d'Leeschtung vun hirem Solar-PV-System ze verfollegen. E puer Inverter kënnen och mat externen Apparater a Softwareplattforme kommunizéieren, wouduerch Echtzäitdaten geliwwert ginn an d'Iwwerwaachung an d'Steierung op Distanz erméiglecht ginn. Sécherheetsfeatures: Solarinverter enthalen verschidde Sécherheetsfeatures fir souwuel de System wéi och d'Persounen, déi domat schaffen, ze schützen. Dës Features enthalen Iwwerspannungsschutz, Iwwerstroumschutz, Äerdfehlerdetektioun a Schutz géint Inselen, wat verhënnert, datt de Inverter bei Stroumausfäll Stroum an d'Netz leet. Klassifikatioun vu Solarinverter no Leeschtung PV-Inverter, och bekannt als Solarinverter, kënnen a verschidden Typen agedeelt ginn, baséiert op hirem Design, hirer Funktionalitéit an hirer Uwendung. D'Verständnis vun dëse Klassifikatiounen kann hëllefen, dee passendsten Inverter fir e spezifescht Solar-PV-System ze wielen. Folgend sinn déi Haapttypen vu PV-Inverter, déi no Leeschtungsniveau klasséiert sinn: Inverter no Leeschtungsniveau: haaptsächlech opgedeelt an verdeelten Inverter (Stringinverter & Mikroinverter), zentraliséierten Inverter String ëmdréineners: String-Inverter sinn déi meescht benotzt Aart vu PV-Inverter a Solaranlagen a Wunn- a Geschäftsraim. Si sinn entwéckelt fir verschidde Solarpanneauen ze handhaben, déi a Serie geschalt sinn, fir eng "String" ze bilden. De PV-String (1-5kw) ass hautdesdaags zum populärste Inverter um internationale Maart ginn, dank engem Inverter mat maximaler Leeschtungsspëtzenverfolgung op der Gläichstroumsäit an enger paralleler Netzverbindung op der Wiesselstroumsäit. De Gläichstroum, deen vun de Solarpanneauen generéiert gëtt, gëtt an de String-Inverter geleet, deen en an Wiesselstroum fir direkt Notzung oder fir Export an d'Stroumnetz ëmwandelt. String-Inverter si bekannt fir hir Einfachheet, Käschteeffizienz an Installatiounsfrëndlechkeet. D'Leeschtung vun der ganzer String hänkt awer vum Panel mat dem schwaachsten Ofhängegkeet of, wat d'Gesamteffizienz vum System beaflosse kann. Mikro-Inverter: Mikroinverter si kleng Inverter, déi op all eenzelne Solarpanel an engem PV-System installéiert ginn. Am Géigesaz zu Stringinverter konvertéieren Mikroinverter de Gläichstroum direkt op Panelniveau an Wiesselstroum. Dësen Design erlaabt all Panel onofhängeg ze funktionéieren, wat d'Gesamtenergieausgab vum System optimiséiert. Mikroinverter bidden eng Rei Virdeeler, dorënner d'Verfollegung vum maximalen Power Point (MPPT) op Panelniveau, eng verbessert Systemleistung a schattege oder net iwwereneestëmmende Panelen, eng erhéicht Sécherheet duerch méi niddreg Gläichspannungen an eng detailléiert Iwwerwaachung vun der Leeschtung vun den eenzelne Panelen. Wéi och ëmmer, déi méi héich Ufankskäschten an déi potenziell Komplexitéit vun der Installatioun sinn Faktoren, déi berécksiichtegt solle ginn. Zentraliséiert Inverteren: Zentraliséiert Inverter, och bekannt als Grouss- oder Utility-Skala-Inverter (>10 kW), ginn dacks a grousse Solar-PV-Installatiounen, wéi Solarparken oder kommerzielle Solarprojeten, benotzt. Dës Inverter sinn entwéckelt fir héich Gläichstroumleistungen vu verschiddene Strings oder Arrays vu Solarpanneauen ze handhaben an dës an Wiesselstroum fir d'Netzverbindung ëmzewandelen. Déi gréisst Eegeschaft ass déi héich Leeschtung an déi niddreg Käschte vum System, awer well d'Ausgangsspannung an de Stroum vun ënnerschiddleche PV-Sträng dacks net genee iwwereneestëmmen (besonnesch wann d'PV-Sträng deelweis am Schiet sinn wéinst Bewölkung, Schiet, Flecken, asw.), féiert d'Benotzung vun engem zentraliséierte Wechselrichter zu enger méi niddreger Effizienz vum Invertéierungsprozess an engem méi niddrege Stroumverbrauch am Haushalt. Zentraliséiert Inverter hunn typescherweis eng méi héich Leeschtung am Verglach mat aneren Typen, déi vu verschiddene Kilowatt bis zu verschiddene Megawatt reecht. Si sinn op enger zentraler Plaz oder Inverterstatioun installéiert, a verschidde Strings oder Arrays vu Solarpanneauen sinn parallel domat verbonnen. Wat mécht e Solarinverter? Photovoltaesch Inverter erfëllen eng Rei vu Funktiounen, dorënner AC-Konvertéierung, Optimiséierung vun der Leeschtung vu Solarzellen a Systemschutz. Dës Funktiounen ëmfaassen automateschen Operatioun an Ausschaltung, Maximalleistungsverfolgungskontroll, Anti-Islanding (fir u Stroumnetz ugeschloss Systemer), automatesch Spannungsanpassung (fir u Stroumnetz ugeschloss Systemer), Gläichstroumdetektioun (fir u Stroumnetz ugeschloss Systemer) an Gläichstroum-Buedemdetektioun (fir u Stroumnetz ugeschloss Systemer). Loosst eis kuerz d'Funktioun vum automateschen Operatioun an Ausschaltung an d'Funktioun vun der Maximalleistungsverfolgungskontroll ënnersichen. 1) Automatesch Operatioun an Ofschaltfunktioun Nom Sonnenopgang moies klëmmt d'Intensitéit vun der Sonnestralung graduell, an d'Leeschtung vun de Solarzellen klëmmt deementspriechend. Wann d'Leeschtung, déi de Wechselrichter brauch, erreecht ass, fänkt de Wechselrichter automatesch un ze lafen. Nodeems de Betrib ugefaangen ass, iwwerwaacht de Wechselrichter d'Leeschtung vun de Solarzellkomponenten dauernd. Soulaang d'Leeschtung vun de Solarzellkomponenten méi grouss ass wéi d'Leeschtung, déi de Wechselrichter brauch, leeft de Wechselrichter weider; bis den Sonnenënnergang ophält, funktionéiert de Wechselrichter och wann et reent. Wann d'Leeschtung vum Solarzellmodul méi kleng gëtt an d'Leeschtung vum Wechselrichter no bei 0 ass, geet de Wechselrichter an e Standby-Zoustand. 2) Kontrollfunktioun fir d'maximal Leeschtung D'Leeschtung vum Solarzellmodul variéiert mat der Intensitéit vun der Sonnestralung an der Temperatur vum Solarzellmodul selwer (Chiptemperatur). Zousätzlech, well de Solarzellmodul d'Charakteristik huet, datt d'Spannung mam Zouhuele vum Stroum ofhëlt, gëtt et e optimale Betribspunkt, deen déi maximal Leeschtung kritt. D'Intensitéit vun der Sonnestralung ännert sech, an natierlech ännert sech och de beschte Betribspunkt. Am Verglach zu dësen Ännerungen ass de Betribspunkt vum Solarzellmodul ëmmer um maximale Leeschtungspunkt, an de System kritt ëmmer déi maximal Leeschtung vum Solarzellmodul. Dës Zort vu Kontroll ass d'Maximum Power Tracking Kontroll. Déi gréisst Eegeschaft vum Inverter, deen am Solarenergieproduktiounssystem benotzt gëtt, ass d'Funktioun vum Maximum Power Point Tracking (MPPT). Déi wichtegst technesch Indikatoren vum Photovoltaik-Inverter 1. Stabilitéit vun der Ausgangsspannung Am Photovoltaikanlag gëtt déi vun der Solarzell generéiert elektresch Energie fir d'éischt vun der Batterie gespäichert an dann iwwer den Inverter an 220V oder 380V Wiesselstroum ëmgewandelt. D'Batterie gëtt awer vun hirem eegenen Op- an Entlued beaflosst, an hir Ausgangsspannung variéiert an engem grousse Beräich. Zum Beispill huet déi nominell 12V Batterie eng Spannungswäert, déi tëscht 10,8 an 14,4V variéiere kann (Iwwer dëse Beräich eraus kann et Schied un der Batterie verursaachen). Fir e qualifizéierten Inverter däerf d'Variatioun vun hirer stationärer Ausgangsspannung, wann d'Input-Terminalspannung an dësem Beräich ännert, net méi wéi Plusmn; 5% vum Nennwäert sinn. Gläichzäiteg, wann d'Laascht sech plötzlech ännert, däerf hir Ofwäichung vun der Ausgangsspannung net méi wéi ±10% vum Nennwäert sinn. 2. Wellenformverzerrung vun der Ausgangsspannung Fir Sinuswelleninverter soll déi maximal zulässlech Welleformverzerrung (oder harmonesch Inhalt) spezifizéiert ginn. Si gëtt normalerweis duerch déi total Welleformverzerrung vun der Ausgangsspannung ausgedréckt, an hire Wäert däerf net méi wéi 5% sinn (10% sinn fir Eenphas-Ausgang erlaabt). Well den héichwäertege harmonesche Stroum, deen vum Inverter ausginn gëtt, zousätzlech Verloschter wéi Wirbelstréim op der induktiver Belaaschtung generéiert, wäert eng ze grouss Welleformverzerrung vum Inverter zu enger eeschter Erhëtzung vun de Belaaschtungskomponenten féieren, wat net fir d'Sécherheet vun den elektreschen Apparater gëeegent ass an d'Betribseffizienz vum System eescht beaflosst. 3. Nennfrequenz vun der Ausgangsfrequenz Fir Lasten, dorënner Motoren, wéi Wäschmaschinnen, Frigoen, etc., well de optimale Frequenzbetriebspunkt vun de Motoren 50 Hz ass, féieren ze héich oder ze niddreg Frequenzen dozou, datt d'Ausrüstung sech erhëtzt, wat d'Betribseffizienz an d'Liewensdauer vum System reduzéiert. Dofir soll d'Ausgangsfrequenz vum Inverter e relativ stabile Wäert hunn, normalerweis eng Stroumfrequenz vun 50 Hz, an hir Ofwäichung soll ënner normalen Aarbechtsbedingungen innerhalb vu Plusmn;l% leien. 4. Leeschtungsfaktor vun der Belaaschtung Charakteriséiert d'Fäegkeet vum Inverter bei induktiver oder kapazitiver Belaaschtung. De Leeschtungsfaktor vun der Belaaschtung vum Sinuswelleninverter ass 0,7~0,9, an den Nennwäert ass 0,9. Am Fall vun enger bestëmmter Belaaschtungsleistung, wann de Leeschtungsfaktor vum Inverter niddreg ass, wäert d'Kapazitéit vum erfuerderleche Inverter eropgoen. Op der enger Säit wäerten d'Käschte klammen, an zur selwechter Zäit wäert déi scheinbar Leeschtung vum Wiesselstroumkrees vum Photovoltaikanlag eropgoen. Wann de Stroum eropgeet, wäert de Verloscht zwangsleefeg eropgoen, an d'Systemeffizienz wäert och erofgoen. 5. Inverter-Effizienz D'Effizienz vum Inverter bezitt sech op d'Verhältnes vu senger Ausgangsleistung zu der Inputleistung ënner spezifizéierten Aarbechtsbedingungen, ausgedréckt als Prozentsaz. Am Allgemengen bezitt sech d'Nominalleistung vun engem Photovoltaik-Inverter op eng reng Widderstandsbelaaschtung. Ënner der Bedingung vun 80% Laaschteffizienz. Well d'Gesamtkäschte vum Photovoltaik-System héich sinn, soll d'Effizienz vum Photovoltaik-Inverter maximéiert ginn, fir d'Systemkäschten ze reduzéieren an d'Käschteleistung vum Photovoltaik-System ze verbesseren. Am Moment läit d'Nominalleistung vun de Mainstream-Inverteren tëscht 80% an 95%, an d'Effizienz vun de Low-Power-Inverteren däerf net manner wéi 85% sinn. Am aktuellen Designprozess vun engem Photovoltaik-System soll net nëmmen en Héicheffiziente-Inverter gewielt ginn, mä och eng raisonnabel Konfiguratioun vum System benotzt ginn, fir d'Laascht vum Photovoltaik-System sou wäit wéi méiglech no beim beschten Effizienzpunkt ze schaffen. 6. Nennstrom (oder Nennleistung) Weist den nominellen Ausgangsstroum vum Inverter am spezifizéierte Beräich vum Leeschtungsfaktor vun der Belaaschtung un. E puer Inverterprodukter ginn déi nominell Ausgangsleistung un, an hir Eenheet gëtt a VA oder kVA ausgedréckt. D'Nonneleistung vum Inverter ass d'Produkt vun der nomineller Ausgangsspannung an dem nominellen Ausgangsstroum, wann den Ausgangsleistungsfaktor 1 ass (d.h. reng ohmsch Belaaschtung). 7. Schutzmoossnamen En Inverter mat exzellenter Leeschtung sollt och komplett Schutzfunktiounen oder -moossnamen hunn, fir mat verschiddenen anormalen Situatiounen ëmzegoen, déi während dem tatsächleche Gebrauch optrieden, fir de Inverter selwer an aner Komponenten vum System viru Schued ze schützen. 1) Gitt de Kont fir d'Ënnerspannungsversécherung an: Wann d'Input-Terminalspannung méi niddreg wéi 85% vun der Nennspannung ass, soll den Inverter Schutz an en Display hunn. 2) Iwwerspannungsschutz fir den Input: Wann d'Input-Terminalspannung méi héich wéi 130% vun der Nennspannung ass, soll den Inverter Schutz an en Display hunn. 3) Iwwerstroumschutz: Den Iwwerstroumschutz vum Inverter soll fäeg sinn, eng rechtzäiteg Reaktioun ze garantéieren, wann d'Laascht kuerzgeschloss ass oder de Stroum den zulässege Wäert iwwerschreit, fir ze verhënneren, datt se duerch de Stoussstroum beschiedegt gëtt. Wann de Betribsstroum 150% vum Nennwäert iwwerschreit, soll de Inverter fäeg sinn, automatesch ze schützen. 4) Ausgangs-Kuerzschlussschutz D'Wierkzäit vum Inverter géint de Kuerzschlussschutz däerf net méi wéi 0,5 Sekonnen sinn. 5) Schutz géint d'Ëmpolung vum Input: Wann déi positiv an negativ Pole vum Input-Terminal ëmgedréint sinn, soll den Inverter eng Schutzfunktioun an en Display hunn. 6) Blëtzschutz: Den Inverter soll e Blitzschutz hunn. 7) Iwwerhëtzungsschutz, etc. Zousätzlech sollt de Wechselrichter bei Inverter ouni Spannungsstabiliséierungsmoossnamen och Iwwerspannungsschutzmoossnamen fir d'Ausgangsversuergung hunn, fir d'Laascht virun Iwwerspannungsschued ze schützen. 8. Startcharakteristiken Fir d'Fäegkeet vum Inverter ze charakteriséieren, mat Belaaschtung unzefänken, an d'Leeschtung am dynamesche Betrib. De Inverter soll e verlässleche Start ënner Nennlast garantéieren. 9. Kaméidi Komponenten wéi Transformatoren, Filterspulen, elektromagnetesch Schalter a Ventilatoren an elektroneschen Apparater mat Leeschtungsstäerkt generéiere Kaméidi. Wann den Inverter normal leeft, däerf säi Kaméidi net méi wéi 80dB sinn, an de Kaméidi vun engem klenge Inverter däerf net méi wéi 65dB sinn. Auswielfäegkeeten vu Solarinverteren