Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Solárne panely prevádzajú energiu zo slnka na elektrinu. Dobre navrhnutá slnečná sústava môže uspokojiť energetické potreby priemernej poľskej rodiny. Tento prúd bude úspešne napájať domáce spotrebiče a bude osvetľovať domácnosť. Nepoužitú energiu je možné znovu predať do elektrárne.

Striedač sa dá prirovnať k srdcovému a centrálnemu nervovému systému fotovoltaického zariadenia. Preto je také dôležité zvoliť si správne, čo môže určovať technický a finančný úspech celej investície. Cena tu nie je najdôležitejším kritériom. Pri výbere meniča skontrolujte, ktoré parametre treba hľadať.

Ktorý menič by ste si mali zvoliť pre svoju solárnu inštaláciu?

Solárne moduly sú najviditeľnejším prvkom solárnej elektrárne. Priamo premieňajú slnečné žiarenie na jednosmerný prúd (DC). Jednosmerný prúd má svoje dobré stránky, napr. Môže sa ľahko skladovať v batériách, ale najbežnejšou formou elektrickej energie, s ktorou sa stretávate každý deň, je striedavý prúd (AC). Ak chceme využívať energiu vyrobenú priamo v našich domácich spotrebičoch, mala by sa privádzať do energetickej siete budovy. Na tento účel budeme potrebovať zariadenie, ktoré správne skonvertuje vstup DC na výstup striedavého prúdu. Menič je také zariadenie.

Ako menič funguje

Myšlienka premeny jednosmerného prúdu na striedavý prúd nie je zložitý proces. Energia privádzaná do siete však musí spĺňať vysoké požiadavky na kvalitu, napr. Krivky vytvoreného napätia by mali byť sínusoidné a dokonale synchronizované s parametrami siete a samotný invertor by mal zaistiť maximálnu bezpečnosť pre používateľa, fotovoltaické moduly a elektrickú sieť. Tieto zariadenia sú preto zložité a proces ich navrhovania a výroby vyžaduje obrovské znalosti a dlhoročné skúsenosti.

Základnými prvkami meniča sú vstupné systémy, na ktoré sú napojené reťazce fotovoltaických modulov. Tieto systémy zabezpečujú bezpečnosť zariadení a tiež obsahujú systém na sledovanie maximálneho sledovania výkonu (MPPT), ktorý je podrobne opísaný ďalej v článku.

Ďalšími prvkami meniča sú: systém, ktorý prevádza priame napätie na striedavé napätie a riadiaci systém, ktorý zabezpečuje komunikáciu s okolitým svetom (napr. Prostredníctvom LCD displeja alebo WWW rozhrania).

Posledným usporiadaním meniča sú ochrany zabezpečujúce efektívnu a bezpečnú spoluprácu so sieťou.

Jednou zo základných úloh meniča je neustále monitorovať parametre siete, ako napríklad napätie a frekvencia, a zodpovedajúcim spôsobom reagovať na ich zmeny, a ak hodnoty týchto parametrov klesnú mimo povoleného rozsahu, odpojte menič od siete. Jednou z najbežnejších otázok od budúcich vlastníkov FV systému je možnosť prevádzky meniča v prípade výpadku napájania zo strany prevádzkovateľa energetického systému, t. prevádzka meniča mimo siete. To je možné pri niektorých modeloch meniča (napr. Fronius Symo Hybrid), ale vyžaduje si ďalšie zariadenia, ktoré oddeľujú solárne zariadenie od elektrickej siete mimo budovy, takže menič nepredstavuje hrozbu, napríklad pre tímy pracujúce na odstraňovaní zlyhaní siete.

Menič Fronius je pripevnený priamo na spodnú časť modulu.

Klasifikácia striedačov

Invertory možno rozdeliť podľa niekoľkých základných kritérií a parametrov. Prvým je interný transformátor - preto je možné ho rozdeliť na meniče s transformátorom a bez vstavaného transformátora. Transformátor poskytuje galvanické oddelenie medzi konštantným vstupným napätím a sieťou, takže je vhodný pre použitie s tenkovrstvovými modulmi (spravidla vyžaduje uzemnenie jedného z pólov). Najobľúbenejšími modelmi na dnešnom trhu sú meniče Fronius Galvo. S rozšírením poly- a monokryštalických modulov sa však v súčasnosti môžete stretnúť hlavne s riešeniami invertorov, v ktorých sa transformátor nepoužíva. To môže zvýšiť cenu invertora v dôsledku používania vyspelejších systémov ochrany, ale v konečnom dôsledku vedie k väčšej účinnosti invertora s menšou hmotnosťou a rozmermi.

Ďalším parametrom je počet fáz, ku ktorým sa menič pripája. V jednofázovej verzii sa vyskytuje nízky výkon (až niekoľko kilowattov), potom sa pripojenie k sieti uskutočňuje pomocou troch vodičov: L, N a PE. Príkladom takýchto meničov je rodina Fronius Primo. Pre vyššie výkony sa používajú trojfázové striedače a k sieti je pripojených päť vedení: L1, L2, L3, N a PE. Tu je hlavnou produktovou radou rodina Fronius Symo. Ale aj nízkoenergetické trojfázové striedače majú oproti svojim jednofázovým náprotivkom mnoho výhod: rovnomerne zavádzajú energiu do každej fázy, čo je v súlade s myšlienkou rovnomerného rozdelenia záťaže v budove medzi fázami. Okrem toho významne obmedzujú hodnotu prúdu v každej fáze, čo ovplyvňuje stabilitu lokálnej siete. Napríklad: ak 5kW (5kVA) menič pripojený k jednej fáze môže produkovať prúd až 21, 7A, ekvivalentný trojfázový menič nezavedie do každej fázy viac ako 7, 2 A, čo sa priamo premení na menšie kolísanie napätia v sieti, nižšie prierezy vodičov atď.

Trojfázový invertor bez transformátora do 8, 2 kW.

Účinnosť meniča

Ďalším parametrom je účinnosť invertora (η), vyjadrená ako pomer účinného striedavého elektrického výkonu striedača k jednosmernému elektrickému vstupnému výkonu a jeho normalizovanej formy (účinnosť Euro η známa aj ako európska vážená účinnosť). Účinnosť fotovoltaického zariadenia, v tomto prípade meniča, je určená vzorcom:

η = P AC výstupný výkon / P DC vstupný výkon

Dôležitosť maximálnej účinnosti alebo váženého invertora sa však často preceňuje. Samozrejme je dôležité, aby tieto parametre boli čo najvyššie. Účinnosť meniča však nie je jediná hodnota, závisí od hodnoty vstupného napätia alebo od hodnoty vstupného výkonu (červená čiara na obrázku 2).

Striedač bude zriedka pracovať pri maximálnej účinnosti, a preto sú výsledné energetické výnosy ovplyvňované omnoho viac parametrami, napríklad kvalitou a rýchlosťou prispôsobenia zariadenia MPPT. Výberom meniča s 0, 2% vyššou účinnosťou nemôžeme zaručiť vyššie výnosy.

Graf účinnosti meniča v závislosti od vstupného výkonu a napätia.

S chladením alebo bez chladenia?

Každé elektronické zariadenie, ktoré prevádza energiu, generuje určité straty, ktoré sa odovzdávajú vo forme tepla - to znamená, že pri normálnej prevádzke sa menič jednoducho zahrieva. Riešenia, v ktorých je menič chladený iba prirodzenou konvekciou vzduchu, sa môžu považovať za výhodnejšie kvôli nedostatku mechanického prvku, ktorým je ventilátor. Skúsení výrobcovia invertorov sa však rozhodnú používať vynútený, zvyčajne plynule regulovaný prietok vzduchu: správne chladené elektronické komponenty majú lepšie pracovné podmienky, a tým aj dlhšiu životnosť.

Čo robí MPPT?

Jednotlivé moduly majú príliš nízke hodnoty napätia a výkonu, aby mohli úspešne napájať bežné meniče. Preto sú moduly zapojené do série do reťazcov, čo vám umožňuje spočítať hodnoty napätia jednotlivých modulov a priradiť ich k typu meniča. Aktuálna hodnota pre všetky moduly je - pre sériové pripojenie - rovnaká.

Podľa základných princípov navrhovania FV zariadení by mali byť všetky moduly tvoriace reťaz identické. To znamená, že by nemali pochádzať iba od jedného výrobcu, byť rovnakého typu a mať rovnaký menovitý výkon, ale tiež by mali byť podobne umiestnené, namontované, sklonené k slnku a umiestnené pod rovnakým azimutom (t. J. Na rovnakom sklone strechy)., MPPT (Maximum Power Point Tracker) je pokročilý systém na sledovanie maximálneho bodu výkonu fotovoltaických modulov, ktorý môže zvýšiť množstvo získanej energie až o niekoľko percent. Všetky moderné meniče majú aspoň jeden taký systém, takže stojí za to vedieť, na čo sa používa. Solárne moduly nemajú pevný maximálny výkonový bod (MPP). To sa líši v závislosti na intenzite žiarenia a teploty, pretože tvar tzv charakteristiky prúd-napätie. Úlohou systému MPPT je sledovať tento bod a čo najskôr sa prispôsobiť jeho novej hodnote. Najpokrokovejšie systémy MPP môžu hľadať v globálnom maximálnom výkonovom bode reťazec čiastočne zatienených modulov, ktoré ponúkajú o niekoľko percent viac energetických výnosov. Tieto algoritmy majú rôzne názvy v závislosti od výrobcu meniča, napr. Dynamic Peak Manager pre invertory Fronius. V skutočnosti presnosť a rýchlosť systému MPPT zaručuje najvyššie energetické výnosy, oveľa viac ako účinnosť meniča, a preto je tento systém taký dôležitý.

A aký je účel použitia dvoch zariadení MPPT v jednom meniči? Ak z nejakého dôvodu nie je možné pripojiť rovnaké reťazce na vstup meniča, napríklad počet modulov v reťaziach je odlišný alebo moduly sú umiestnené na rôznych strechách, potom je možné každý z týchto reťazcov pripojiť k samostatnému zariadeniu MPPT.

POZRI: Fotovoltaické články so spolufinancovaním - je to ziskové?

Vyberáme moduly pre menič alebo pre menič modulov …

Často sa môžete stretnúť s rôznymi názormi na vzťah medzi výkonom modulov a nominálnym výkonom invertorov. Aby sme tieto prípady analyzovali, predstavme si definíciu pomeru invertora (IR). Vzorec na výpočet tohto koeficientu sa dá opísať:

IR účinník meniča = výkon poľa poľa (W p ) * účinnosť meniča (%) / maximálny striedavý výkon meniča (W)

Tu sú možné tri varianty:

- IR <100%, nedostatočne zaťažený menič,

- IR = 100%, menič zaťažený menovitým výkonom,

- IR> 100%, menič preťažený na strane jednosmerného prúdu,

to znamená, keď je menovitý výkon modulov menší alebo rovný alebo väčší ako menovitý výkon meniča.

Pokiaľ ide o zemepisnú šírku Poľska a strednej Európy, predpokladá sa, že hodnota IR by sa mala pohybovať v rozmedzí od 80 do 125%, zatiaľ čo presný rozsah sa počíta v závislosti od konkrétnych údajov o konkrétnom FV zariadení. Optimálna hodnota závisí hlavne od umiestnenia, typu a orientácie solárnych modulov a od spôsobu ich pripojenia k invertoru.

Prečo je však hodnota odporúčaná návrhármi horná hranica, t.j. keď je výkon modulu napríklad o 25% vyšší ako nominálny výkon meniča? Tento prístup je na prvý pohľad v rozpore s princípom, v ktorom sú systémy na spracovanie energie generátorov navrhnuté nad ich nominálny výkon, t. J. Mal by mať IR <100%?

Solárne zariadenia sú navrhnuté úplne inak. Ak v poľskej zemepisnej šírke vyrábajú PV moduly energiu s nominálnym výkonom iba tucet alebo niekoľko desiatok hodín ročne, potom v ostatných obdobiach je ich výkon oveľa nižší. Preto, ak je výkon modulov rovnaký ako výkon invertora, potom väčšinou nebude pracovať s nominálnym výkonom, ale bude menší. To sa priamo premieta do dosiahnutej účinnosti premeny. Tento efekt bude ešte viditeľnejší, keď je výkon modulu menší ako menovitý výkon meniča (IR <100%).

Čo sa však stane, keď je výkon modulov väčší ako menovitý výkon meniča a poveternostné podmienky sú pre výrobu energie priaznivé? Menič nespracuje viac energie, ako je jeho maximálny výkon, a jeho nadbytok nebude prijatý z modulov (výstupný výkon bude obmedzený). Štatisticky je však výhodnejšie vyrábať optimálnu energiu na väčšinu roka ako obmedzenia na premenu energie na jednotlivé dni alebo dokonca hodiny.

Vypočítaním každého variantu výberu odlišného počtu FV modulov pre menič s rovnakým výkonom sa získajú najvyššie energetické výťažky pre najväčší počet modulov (pozri tab. 1). Nemenej dôležitý je finančný aspekt. V každom variante predstavuje menič rovnaké náklady, čo znamená, že variant IR> 100% je jednoducho ekonomicky najvýhodnejšia.

Tab. 1. Porovnanie rôznych variantov výberu modulov pre menič *

variantaIR <100%IR = 100%IR = 100%IR> 100%
Menič 3, 0 kWunderloadednominálnepreplnenýnapr. Symo 3.0-3-S
Počet modulov91113
Nominálny výkon 1 modulu280280280(p)
Maximálny výkon FV modulov na strane jednosmerného prúdu2.523.083, 64(Wp)
Maximálny výkon na strane AC3.03.03.0(VA)
IR82%100%119%
Koeficient strát spôsobených nesúladom0%0%0, 3%
Ročné energetické výnosy (odhad)2 5673 1673 759(Wh)
Výnosy jednosmerného prúdu1 018, 91 028, 21 032, 8(Wh / kWp)
Náklady na moduly7 2008 80010 400PLN
Stavebné a montážne náklady1 8002 2002 600PLN
Náklady na menič4 0004 0004 000PLN
spolu13 00015 00017 000PLN
Náklady na inštaláciu 1 kWp (DC)5 1584 8704 670PLN / kWp
Náklady na získanie 1 kWh za 1 rok0, 5060, 4740, 452PLN

* všetky ceny vzoriek

Zabezpečenie inštalácie

Správny výber ochrany DC a AC a prepäťovej ochrany je jednou z najdôležitejších etáp procesu navrhovania zariadenia a mal by byť zverený osobe, ktorá sa profesionálne podieľa na projektovaní a ktorá má príslušné znalosti a oprávnenie. Mali by ste však varovať pred nepochopením úspor: ponuky na výstavbu solárnej farmy bez bezpečnostných prvkov budú v čase nákupu evidentne lacnejšie, ale z hľadiska 20 - 25 rokov môže prevádzka elektrárne vystaviť majiteľa neplánovaným finančným stratám.

Monitorovanie FV zariadení - prečo je to také dôležité?

Monitorovanie a riadenie fotovoltaických systémov sú potrebné nielen pre spoľahlivú prevádzku alebo informovanie o nezvyčajných situáciách, ale predovšetkým pre dosiahnutie maximálnej účinnosti takéhoto systému.

Najjednoduchší spôsob, ako monitorovať menič, je prečítať hodnoty na displeji (zvyčajne LCD), ktorý je súčasťou takmer každého meniča na trhu. Na pokročilejšie monitorovanie vrátane zaznamenávania vstupných a výstupných parametrov meniča (vrátane napájania, napätia a prúdu) sa odporúča používať pokročilé systémy nazývané Datamanagers . Údaje v takýchto systémoch môžu byť registrované, uložené a prezentované pomocou špecializovaného softvéru, ktorý je k dispozícii vo forme špecializovanej webovej stránky. Káblové ethernetové pripojenie alebo bezdrôtové pripojenie Wi-Fi sa čoraz častejšie ponúkajú ako štandardné invertorové vybavenie a spoločnosť Fronius je na poprednom mieste. Pri internetovom pripojení môžeme tieto údaje priebežne analyzovať na diaľku av prípade potreby archivovať a riadiť prevádzku zariadenia po dlhšiu dobu. Vďaka tomu môžeme na vyhradenej webovej stránke, ktorá je k dispozícii majiteľovi zariadenia, analyzovať denné, mesačné alebo ročné profily výroby energie a generovať príslušné správy. Obzvlášť zaujímavé je použitie prídavného meracieho systému (Fronius Smart Meter), ktorý pomocou merania spotreby energie prijímačov inštalovaných v budove umožňuje porovnávať výrobný profil v solárnom zariadení s profilom spotreby energie v budove. To vám umožní ľahko vypočítať mieru spotreby energie pre vaše vlastné potreby, ako aj finančné výhody inštalácie solárnej elektrárne. Ďalšou obľúbenou vlastnosťou je prezentácia ďalších údajov týkajúcich sa výroby energie z fotovoltaických elektrární, vrátane napríklad zníženia emisií CO2.

Monitorovanie je dôležité aj z hľadiska prebiehajúcej údržby a servisu. Prípadné rušivé udalosti je možné okamžite nahlásiť osobe zodpovednej za správnu prevádzku zariadenia, aby sa akékoľvek nepravidelnosti pri prevádzke elektrárne mohli okamžite vyhľadať a podľa potreby napraviť. Tu je žiaduci čas a presnosť, pretože každý deň odstavenia zariadenia znamená pre investora merateľné straty.

Na portáli Solar.Web sa na základe vzorových verejných inštalácií môžete dozvedieť všetky výhody monitorovania.

Príklad monitorovania inštalácie na serveri Solar.Web (http://www.solarweb.com)

optimalizačné

Čas od času nájdete ponuky pre solárne systémy z tzv Optimalizačný (ang. Či optimalizáciou). Bohužiaľ, existovalo presvedčenie, že môžu byť riešením akýchkoľvek problémov na zariadení, ktoré spočívajú hlavne v tienení. Na rozdiel od všeobecného presvedčenia, optimalizátori nie sú schopní zakriviť zákony fyziky: zatienená inštalácia bude vždy produkovať menej energie ako ekvivalent - nestienená. Existujú však aplikácie, v ktorých môžu optimalizátory ukázať svoje výhody. Príkladom sú strechy, ktoré sú štrukturálne komplikované, ktoré pozostávajú z tucta alebo tak malých, orientovaných na rôzne strany sveta, zo svahov (napríklad veže). Inštalatéri FV systémov budú čoraz viac čeliť rôznym ťažkostiam - spolu s rozširovaním solárnych fariem sa postupne budujú aj strechy s ideálnym usporiadaním a bez tieňovania. Z tohto dôvodu sa budú brať do úvahy strechy s rôznou orientáciou alebo čiastočným zatienením a takéto inštalácie sa musia podrobiť kritickej analýze. Preto podľa autora budú solárne moduly v budúcnosti inteligentné. Existujúce riešenia, napríklad vo forme uzavretých riešení, ktoré si vynútia použitie optimalizátorov a invertorov od toho istého výrobcu, sa však nahradia univerzálnejšími otvorenými riešeniami, napríklad vo forme fotovoltaických modulov, ktoré budú optimalizátory integrovať vo výrobnej fáze.

Invertor: servis

Posledným dôležitým prvkom, ktorý treba zohľadniť pri výbere výrobcu meniča, je miestna podpora a servis, ako aj dostupnosť osvedčení a dokumentácie v poľskom jazyku. Samozrejme, nechceme, aby niekto musel osobne overovať kvalitu technickej služby výrobcu, ale aby sa zmienil o automobilovom trhu: kúpil by si niekto auto, ktorého najbližšia služba je na inom kontinente?

Ako vybrať menič: zhrnutie

Pri rozhodovaní o výrobcovi a type meniča by sme okrem ceny mali venovať pozornosť nemenej dôležitým prvkom:

  • rýchle vyhľadávanie a údržba maximálneho príkonu MPP,
  • vysoká účinnosť najmä pri čiastočnom zaťažení,
  • vysoká spoľahlivosť
  • vysoký stupeň ochrany, min. IP65 vďaka pevnému krytu,
  • veľký rozsah prevádzkových teplôt (od -25 ° C do + 60 ° C),
  • ľahkosť, rýchlosť a pohodlie inštalácie, a teda - servis,
  • jednoduché ovládanie činnosti zariadenia pomocou diaľkového monitorovania, podrobného monitorovania zariadenia, diagnostiky porúch,
  • súlad s platnými normami a predpismi,
  • úplná dokumentácia je k dispozícii v poľštine,
  • miestne služby v krajine.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Elektrina