Çfarë është një inverter diellor?

Ndërsa bota ecën përpara në kërkim të zgjidhjeve të qëndrueshme dhe të pastra të energjisë, energjia diellore është shfaqur si një nga pararendëset në garën drejt një të ardhmeje më të gjelbër. Duke shfrytëzuar energjinë e bollshme dhe të rinovueshme të diellit, sistemet diellore fotovoltaike (PV) kanë fituar popullaritet të gjerë, duke hapur rrugën për një transformim të jashtëzakonshëm në mënyrën se si gjenerojmë energji elektrike. Në zemër të çdo sistemi fotovoltaik diellor qëndron një komponent thelbësor që mundëson shndërrimin e dritës së diellit në energji të përdorshme:inverter diellorDuke vepruar si urë lidhëse midis paneleve diellore dhe rrjetit elektrik, invertorët diellorë luajnë një rol jetësor në shfrytëzimin efikas të energjisë diellore. Të kuptuarit e parimit të tyre të punës dhe eksplorimi i llojeve të ndryshme të tyre është çelësi për të kuptuar mekanikën interesante që qëndron pas konvertimit të energjisë diellore. HSi funksionon ASolarIkonvertuesWork? Një inverter diellor është një pajisje elektronike që konverton energjinë elektrike të rrymës së vazhdueshme (DC) të prodhuar nga panelet diellore në energji elektrike të rrymës alternative (AC) që mund të përdoret për të furnizuar me energji pajisjet shtëpiake dhe për t'u furnizuar në rrjetin elektrik. Parimi i funksionimit të një inverteri diellor mund të ndahet në tre faza kryesore: konvertimi, kontrolli dhe prodhimi. Konvertimi: Invertori solar merr së pari energjinë elektrike DC të gjeneruar nga panelet diellore. Kjo energji elektrike DC është zakonisht në formën e një tensioni luhatës që ndryshon me intensitetin e dritës së diellit. Detyra kryesore e invertorit është të shndërrojë këtë tension të ndryshueshëm DC në një tension të qëndrueshëm AC të përshtatshëm për konsum. Procesi i konvertimit përfshin dy komponentë kryesorë: një grup çelësash elektronikë të fuqisë (zakonisht tranzistorë bipolarë me porta të izoluara ose IGBT) dhe një transformator me frekuencë të lartë. Çelësat janë përgjegjës për ndezjen dhe fikjen e shpejtë të tensionit DC, duke krijuar një sinjal pulsi me frekuencë të lartë. Transformatori më pas e rrit tensionin në nivelin e dëshiruar të tensionit AC. Kontroll: Faza e kontrollit të një inverteri diellor siguron që procesi i konvertimit të funksionojë në mënyrë efikase dhe të sigurt. Ai përfshin përdorimin e algoritmeve dhe sensorëve të sofistikuar të kontrollit për të monitoruar dhe rregulluar parametra të ndryshëm. Disa funksione të rëndësishme kontrolli përfshijnë: a. Ndjekja e Pikës së Fuqisë Maksimale (MPPT): Panelet diellore kanë një pikë optimale operimi të quajtur pika e fuqisë maksimale (MPP), ku ato prodhojnë energjinë maksimale për një intensitet të caktuar të dritës së diellit. Algoritmi MPPT rregullon vazhdimisht pikën e operimit të paneleve diellore për të maksimizuar prodhimin e energjisë duke ndjekur MPP-në. b. Rregullimi i tensionit dhe frekuencës: Sistemi i kontrollit të inverterit mban një tension dhe frekuencë të qëndrueshme të daljes AC, zakonisht duke ndjekur standardet e rrjetit të shërbimeve. Kjo siguron përputhshmëri me pajisjet e tjera elektrike dhe lejon integrimin e përsosur me rrjetin. c. Sinkronizimi i Rrjetit: Invertorët diellorë të lidhur në rrjet sinkronizojnë fazën dhe frekuencën e daljes AC me rrjetin e shërbimeve. Ky sinkronizim i mundëson invertorit të ushqejë energjinë e tepërt përsëri në rrjet ose të tërheqë energji nga rrjeti kur prodhimi diellor është i pamjaftueshëm. Dalja: Në fazën përfundimtare, inverteri solar e dërgon energjinë elektrike AC të konvertuar në ngarkesat elektrike ose në rrjet. Prodhimi mund të përdoret në dy mënyra: a. Sistemet në rrjet ose të lidhura me rrjetin: Në sistemet e lidhura me rrjetin, inverteri diellor e ushqen energjinë elektrike AC direkt në rrjetin e shërbimeve. Kjo zvogëlon varësinë nga termocentralet me bazë lëndësh djegëse fosile dhe lejon matjen neto, ku energjia elektrike e tepërt e gjeneruar gjatë ditës mund të kreditohet dhe të përdoret gjatë periudhave të prodhimit të ulët diellor. b. Sistemet jashtë rrjetit: Në sistemet jashtë rrjetit, inverteri solar ngarkon një bankë baterish përveç furnizimit me energji të ngarkesave elektrike. Bateritë ruajnë energjinë e tepërt diellore, e cila mund të përdoret gjatë kohës së prodhimit të ulët diellor ose natën kur panelet diellore nuk gjenerojnë energji elektrike. Karakteristikat e Invertorëve Diellorë: Efikasiteti: Invertorët diellorë janë projektuar për të funksionuar me efikasitet të lartë për të maksimizuar rendimentin e energjisë së sistemit diellor fotovoltaik. Një efikasitet më i lartë rezulton në më pak humbje energjie gjatë procesit të konvertimit, duke siguruar që një pjesë më e madhe e energjisë diellore të shfrytëzohet në mënyrë efektive. Fuqia dalëse: Invertorët diellorë janë të disponueshëm në vlerësime të ndryshme të fuqisë, duke filluar nga sistemet e vogla rezidenciale deri te instalimet komerciale në shkallë të gjerë. Fuqia e prodhuar e një invertori duhet të përputhet në mënyrë të përshtatshme me kapacitetin e paneleve diellore për të arritur performancë optimale. Qëndrueshmëria dhe Besueshmëria: Invertorët diellorë janë të ekspozuar ndaj kushteve të ndryshme mjedisore, duke përfshirë luhatjet e temperaturës, lagështinë dhe rritjet e mundshme të tensionit elektrik. Prandaj, invertorët duhet të ndërtohen me materiale të forta dhe të projektohen për t'i bërë ballë këtyre kushteve, duke siguruar besueshmëri afatgjatë. Monitorimi dhe Komunikimi: Shumë invertorë modernë diellorë vijnë të pajisur me sisteme monitorimi që u lejojnë përdoruesve të gjurmojnë performancën e sistemit të tyre diellor fotovoltaik. Disa invertorë gjithashtu mund të komunikojnë me pajisje të jashtme dhe platforma softuerësh, duke ofruar të dhëna në kohë reale dhe duke mundësuar monitorimin dhe kontrollin në distancë. Karakteristikat e Sigurisë: Invertorët diellorë përfshijnë karakteristika të ndryshme sigurie për të mbrojtur si sistemin ashtu edhe individët që punojnë me të. Këto karakteristika përfshijnë mbrojtjen nga mbitensionet, mbrojtjen nga mbirryma, zbulimin e defekteve në tokë dhe mbrojtjen kundër ishullimit, e cila parandalon invertorin të furnizojë me energji rrjetin gjatë ndërprerjeve të energjisë. Klasifikimi i Invertorit Diellor sipas Vlerësimit të Fuqisë Invertorët fotovoltaikë, të njohur edhe si invertorë diellorë, mund të klasifikohen në lloje të ndryshme bazuar në dizajnin, funksionalitetin dhe aplikimin e tyre. Të kuptuarit e këtyre klasifikimeve mund të ndihmojë në zgjedhjen e invertorit më të përshtatshëm për një sistem specifik diellor fotovoltaik. Më poshtë janë llojet kryesore të invertorëve fotovoltaikë të klasifikuar sipas nivelit të fuqisë: Invertori sipas nivelit të fuqisë: i ndarë kryesisht në invertor të shpërndarë (invertor vargu dhe mikroinvertor), invertor të centralizuar Invertimi i varguters: Invertorët me tela janë lloji më i zakonshëm i invertorëve fotovoltaikë në instalimet diellore rezidenciale dhe komerciale, ata janë të projektuar për të trajtuar panele diellore të shumëfishta të lidhura në seri, duke formuar një "tela". Tela fotovoltaike (1-5kw) është bërë invertori më i popullarizuar në tregun ndërkombëtar në ditët e sotme përmes një invertori me ndjekje të fuqisë maksimale në anën DC dhe lidhje paralele me rrjetin në anën AC. Energjia elektrike DC e gjeneruar nga panelet diellore futet në invertorin e vargut, i cili e shndërron atë në energji elektrike AC për përdorim të menjëhershëm ose për eksport në rrjet. Invertorët e vargut janë të njohur për thjeshtësinë, efektivitetin e kostos dhe lehtësinë e instalimit. Megjithatë, performanca e të gjithë vargut varet nga paneli me performancën më të ulët, gjë që mund të ndikojë në efikasitetin e përgjithshëm të sistemit. Mikro-invertorë: Mikro-invertorët janë invertorë të vegjël që instalohen në secilin panel diellor individual në një sistem fotovoltaik. Ndryshe nga invertorët me tela, mikro-invertorët e shndërrojnë energjinë elektrike DC në AC direkt në nivelin e panelit. Ky dizajn lejon që secili panel të funksionojë në mënyrë të pavarur, duke optimizuar prodhimin e përgjithshëm të energjisë së sistemit. Mikro-invertorët ofrojnë disa përparësi, duke përfshirë gjurmimin e pikës maksimale të fuqisë (MPPT) në nivelin e panelit, performancë të përmirësuar të sistemit në panelet e hijezuara ose të papajtueshme, siguri të shtuar për shkak të tensioneve më të ulëta DC dhe monitorim të detajuar të performancës së panelit individual. Megjithatë, kostoja më e lartë fillestare dhe kompleksiteti i mundshëm i instalimit janë faktorë që duhen marrë në konsideratë. Invertorë të centralizuar: Invertorët e centralizuar, të njohur edhe si invertorë të mëdhenj ose në shkallë të gjerë (>10kW), përdoren zakonisht në instalimet fotovoltaike diellore në shkallë të gjerë, siç janë fermat diellore ose projektet komerciale diellore. Këta invertorë janë projektuar për të trajtuar hyrje të larta të fuqisë DC nga vargje ose grupe të shumta panelesh diellore dhe për t'i kthyer ato në energji AC për lidhjen me rrjetin. Karakteristika më e madhe është fuqia e lartë dhe kostoja e ulët e sistemit, por meqenëse tensioni dhe rryma e daljes së vargjeve të ndryshme fotovoltaike shpesh nuk përputhen saktësisht (sidomos kur vargjet fotovoltaike janë pjesërisht në hije për shkak të reve, hijes, njollave etj.), përdorimi i inverterit të centralizuar do të çojë në efikasitet më të ulët të procesit të invertimit dhe në konsum më të ulët të energjisë elektrike shtëpiake. Invertorët e centralizuar zakonisht kanë një kapacitet më të lartë fuqie krahasuar me llojet e tjera, duke filluar nga disa kilovat deri në disa megavat. Ato instalohen në një vendndodhje qendrore ose stacion invertuesish, dhe vargje ose grupe të shumta panelesh diellore janë të lidhura me to paralelisht. Çfarë bën një inverter diellor? Invertorët fotovoltaikë shërbejnë për funksione të shumëfishta, duke përfshirë konvertimin në AC, optimizimin e performancës së qelizave diellore dhe mbrojtjen e sistemit. Këto funksione përfshijnë funksionimin dhe fikjen automatike, kontrollin e ndjekjes së fuqisë maksimale, anti-ishullimin (për sistemet e lidhura me rrjetin), rregullimin automatik të tensionit (për sistemet e lidhura me rrjetin), zbulimin e DC (për sistemet e lidhura me rrjetin) dhe zbulimin e tokëzimit DC (për sistemet e lidhura me rrjetin). Le të shqyrtojmë shkurtimisht funksionin e funksionimit dhe fikjes automatike dhe funksionin e kontrollit të ndjekjes së fuqisë maksimale. 1) Funksioni automatik i funksionimit dhe fikjes Pas lindjes së diellit në mëngjes, intensiteti i rrezatimit diellor rritet gradualisht, dhe prodhimi i qelizave diellore rritet në përputhje me rrethanat. Kur arrihet fuqia e daljes së kërkuar nga invertori, invertori fillon të funksionojë automatikisht. Pas hyrjes në funksionim, invertori do të monitorojë daljen e komponentëve të qelizave diellore gjatë gjithë kohës, për sa kohë që fuqia e daljes së komponentëve të qelizave diellore është më e madhe se fuqia e daljes e kërkuar nga invertori, invertori do të vazhdojë të funksionojë; derisa të ndalojë perëndimi i diellit, edhe nëse bie shi. Invertori gjithashtu funksionon. Kur prodhimi i modulit të qelizave diellore bëhet më i vogël dhe prodhimi i invertorit është afër 0, invertori do të formojë një gjendje gatishmërie. 2) Funksioni i kontrollit të gjurmimit të fuqisë maksimale Prodhimi i modulit të qelizave diellore ndryshon në varësi të intensitetit të rrezatimit diellor dhe temperaturës së vetë modulit të qelizave diellore (temperatura e çipit). Përveç kësaj, për shkak se moduli i qelizave diellore ka karakteristikën që tensioni zvogëlohet me rritjen e rrymës, ekziston një pikë optimale operimi që mund të arrijë fuqinë maksimale. Intensiteti i rrezatimit diellor ndryshon, padyshim që edhe pika më e mirë e punës ndryshon. Lidhur me këto ndryshime, pika e operimit të modulit të qelizave diellore është gjithmonë në pikën maksimale të fuqisë dhe sistemi gjithmonë merr prodhimin maksimal të fuqisë nga moduli i qelizave diellore. Ky lloj kontrolli është kontrolli i gjurmimit të fuqisë maksimale. Karakteristika më e madhe e inverterit të përdorur në sistemin e gjenerimit të energjisë diellore është funksioni i gjurmimit të pikës maksimale të fuqisë (MPPT). Treguesit kryesorë teknikë të inverterit fotovoltaik 1. Stabiliteti i tensionit të daljes Në sistemin fotovoltaik, energjia elektrike e gjeneruar nga qeliza diellore ruhet së pari nga bateria dhe më pas shndërrohet në rrymë alternative 220V ose 380V përmes invertorit. Megjithatë, bateria ndikohet nga ngarkimi dhe shkarkimi i saj, dhe tensioni i saj i daljes ndryshon në një gamë të gjerë. Për shembull, bateria nominale 12V ka një vlerë tensioni që mund të ndryshojë midis 10.8 dhe 14.4V (përtej këtij diapazoni mund të shkaktojë dëmtim të baterisë). Për një invertor të kualifikuar, kur tensioni i terminalit të hyrjes ndryshon brenda këtij diapazoni, ndryshimi i tensionit të tij të daljes në gjendje të qëndrueshme nuk duhet të kalojë Plusmn; 5% të vlerës së vlerësuar. Në të njëjtën kohë, kur ngarkesa ndryshon papritur, devijimi i tensionit të daljes nuk duhet të kalojë ±10% mbi vlerën e vlerësuar. 2. Shtrembërimi i formës së valës së tensionit të daljes Për invertorët me valë sinusoidale, duhet të specifikohet shtrembërimi maksimal i lejuar i formës së valës (ose përmbajtja harmonike). Zakonisht shprehet me shtrembërimin total të formës së valës së tensionit të daljes, dhe vlera e tij nuk duhet të kalojë 5% (10% lejohet për daljen njëfazore). Meqenëse rryma harmonike e rendit të lartë e daljes nga invertori do të gjenerojë humbje shtesë siç janë rrymat vorbull në ngarkesën induktive, nëse shtrembërimi i formës së valës së invertorit është shumë i madh, do të shkaktojë ngrohje serioze të komponentëve të ngarkesës, gjë që nuk është e favorshme për sigurinë e pajisjeve elektrike dhe ndikon seriozisht në efikasitetin e funksionimit të sistemit. 3. Frekuenca e daljes së vlerësuar Për ngarkesat që përfshijnë motorët, siç janë lavatriçet, frigoriferët etj., meqenëse pika optimale e frekuencës së funksionimit të motorëve është 50Hz, frekuencat shumë të larta ose shumë të ulëta do të shkaktojnë ngrohjen e pajisjeve, duke zvogëluar efikasitetin e funksionimit dhe jetëgjatësinë e sistemit, kështu që frekuenca e daljes së inverterit duhet të jetë një vlerë relativisht e qëndrueshme, zakonisht frekuenca e fuqisë 50Hz, dhe devijimi i saj duhet të jetë brenda Plusmn;l% në kushte normale pune. 4. Faktori i fuqisë së ngarkesës Karakterizoni aftësinë e invertorit me ngarkesë induktive ose ngarkesë kapacitive. Faktori i fuqisë së ngarkesës së invertorit me valë sinusoidale është 0.7~0.9, dhe vlera nominale është 0.9. Në rastin e një fuqie të caktuar ngarkese, nëse faktori i fuqisë së invertorit është i ulët, kapaciteti i invertorit të kërkuar do të rritet. Nga njëra anë, kostoja do të rritet, dhe në të njëjtën kohë, fuqia e dukshme e qarkut AC të sistemit fotovoltaik do të rritet. Ndërsa rryma rritet, humbjet në mënyrë të pashmangshme do të rriten, dhe efikasiteti i sistemit gjithashtu do të ulet. 5. Efikasiteti i inverterit Efikasiteti i invertorit i referohet raportit të fuqisë së tij dalëse me fuqinë hyrëse në kushte të caktuara pune, e shprehur si përqindje. Në përgjithësi, efikasiteti nominal i një invertori fotovoltaik i referohet një ngarkese të pastër rezistence. Nën kushtin e efikasitetit të ngarkesës prej 80%. Meqenëse kostoja e përgjithshme e sistemit fotovoltaik është e lartë, efikasiteti i invertorit fotovoltaik duhet të maksimizohet për të ulur koston e sistemit dhe për të përmirësuar performancën e kostos së sistemit fotovoltaik. Aktualisht, efikasiteti nominal i invertorëve kryesorë është midis 80% dhe 95%, dhe efikasiteti i invertorëve me fuqi të ulët kërkohet të jetë jo më pak se 85%. Në procesin aktual të projektimit të një sistemi fotovoltaik, jo vetëm që duhet të zgjidhet një invertor me efikasitet të lartë, por edhe duhet të përdoret një konfigurim i arsyeshëm i sistemit për ta bërë ngarkesën e sistemit fotovoltaik të funksionojë sa më afër pikës më të mirë të efikasitetit që të jetë e mundur. 6. Rryma e daljes së vlerësuar (ose kapaciteti i daljes së vlerësuar) Tregon rrymën e daljes së vlerësuar të invertorit brenda diapazonit të specifikuar të faktorit të fuqisë së ngarkesës. Disa produkte invertori japin kapacitetin e daljes së vlerësuar, dhe njësia e tij shprehet në VA ose kVA. Kapaciteti i vlerësuar i invertorit është produkti i tensionit të daljes së vlerësuar dhe rrymës së daljes së vlerësuar kur faktori i fuqisë së daljes është 1 (domethënë, ngarkesë thjesht rezistente). 7. Masat mbrojtëse Një inverter me performancë të shkëlqyer duhet të ketë gjithashtu funksione ose masa të plota mbrojtëse për t'u marrë me situata të ndryshme anormale që ndodhin gjatë përdorimit aktual, në mënyrë që të mbrojë vetë inverterin dhe komponentët e tjerë të sistemit nga dëmtimet. 1) Vendosni llogarinë e sigurimit të nëntensionit: Kur tensioni i terminalit të hyrjes është më i ulët se 85% e tensionit të vlerësuar, invertori duhet të ketë mbrojtje dhe ekran. 2) Mbrojtës i mbitensionit të hyrjes: Kur tensioni i terminalit të hyrjes është më i lartë se 130% e tensionit të vlerësuar, invertori duhet të ketë mbrojtje dhe ekran. 3) Mbrojtje nga mbirryma: Mbrojtja nga mbirryma e invertorit duhet të jetë në gjendje të sigurojë veprim në kohë kur ngarkesa ka qark të shkurtër ose rryma tejkalon vlerën e lejuar, në mënyrë që të parandalojë dëmtimin e saj nga rryma e tepërt. Kur rryma e punës tejkalon 150% të vlerës së vlerësuar, invertori duhet të jetë në gjendje të ofrojë mbrojtje automatike. 4) mbrojtje nga qarku i shkurtër i daljes Koha e veprimit të mbrojtjes nga qarku i shkurtër i inverterit nuk duhet të kalojë 0.5s. 5) Mbrojtja e polaritetit të kundërt të hyrjes: Kur polet pozitive dhe negative të terminalit të hyrjes janë të përmbysura, invertori duhet të ketë funksion mbrojtës dhe ekran. 6) Mbrojtje nga rrufeja: Inverteri duhet të ketë mbrojtje nga rrufeja. 7) Mbrojtje nga mbinxehja, etj. Përveç kësaj, për invertorët pa masa stabilizimi të tensionit, invertori duhet të ketë edhe masa mbrojtëse nga mbitensioni i daljes për të mbrojtur ngarkesën nga dëmtimet nga mbitensioni. 8. Karakteristikat fillestare Për të karakterizuar aftësinë e invertorit për të filluar me ngarkesë dhe performancën gjatë funksionimit dinamik. Invertori duhet të sigurojë një fillim të besueshëm nën ngarkesën nominale. 9. Zhurmë Komponentë të tillë si transformatorët, induktorët e filtrave, çelësat elektromagnetikë dhe ventilatorët në pajisjet elektronike të energjisë do të gjenerojnë zhurmë. Kur invertori funksionon normalisht, zhurma e tij nuk duhet të kalojë 80dB, dhe zhurma e një invertori të vogël nuk duhet të kalojë 65dB. Aftësitë e Përzgjedhjes së Invertorëve Diellorë