Інвэртар: Пераўтварэнне пастаяннага току ў пераменны

Інвэртары — гэта неабходныя кампаненты сонечных энергетычных сістэм, якія пераўтворваюць пастаянны ток (DC) з сонечных панэляў або акумулятараў у пераменны ток (AC), сумяшчальны з бытавымі прыборамі і электрычнай сеткай. Гэта пераўтварэнне вельмі важнае, бо большасць хатніх прылад і сетак працуе на пераменным току.

Пастаянны ток (DC) супраць пераменнага току (AC): Асновы

Пастаянны ток (DC) характарызуецца сталым напругай і токам, які цячэ ў адзін бок. DC выкарыстоўваецца ў электроніцы, такой як акумулятары, датчыкі і рухавікі, дзе патрабуецца стабільнае забеспячэнне энергіяй.

Пераменны ток (AC), з другога боку, змяняецца з часам, следуючы сінавідавай хвалі, якая адлюстроўваецца на графіке зялёнай лініяй. У большасці краін пераменны ток працуе з частатой 50 або 60 Гц, што азначае, што ён праходзіць 50 або 60 цыклаў у секунду. Пераменны ток з’яўляецца стандартам для бытавых прылад і электрычных сетак, бо яго можна лёгка пераўтвараць у розныя напружанні і ўзроўні магутнасці з дапамогай трансфарматараў і інвэртараў.

Чыстая сінавіда супраць мадыфікаванай сінавіды

Параўнанне графікаў, якія паказваюць розніцу паміж чыстай сінавідай і мадыфікаванай сінавідай, што ілюструе больш гладкую і стабільную магутнасць ад інвэртараў з чыстай сінавідай у параўнанні з больш ступенчатым выхадам інвэртараў з мадыфікаванай сінавідай

Калі гаварыць пра інвэртары, то форма выхадной хвалі з’яўляецца важным фактарам. Інвэртары з чыстай сінавідай ствараюць гладкую, перыядычную хвалю, якая цалкам падобная да пераменнага току, які паступае з сеткі. Такія інвэртары ідэальна падыходзяць для адчувальнай электронікі і бытавых прылад, уключаючы халадзільнікі, кандыцыянерамы і камп’ютары. Гэтыя прылады распрацаваны для працы з чыстай сінавідай, што забяспечвае аптымальную працу і працяглы тэрмін службы.

Графік c) паказвае чыстую (чыстую, дакладную) сінавіду. Чыстая сінавіда — гэта сігнал, які матэматычна апісваецца сінавідавай функцыяй і мае гладкую перыядычную форму. Яе графік падобны да хвалі, якая пастаянна паўтараецца з тым жа перыядам, амплітудой і фазай.

Інвэртары з мадыфікаванай сінавідай, у сваю чаргу, генеруюць хвалю, якая не такая гладкая і можа выклікаць праблемы з пэўнымі прыладамі. Хоць іх можна выкарыстоўваць з простымі прыладамі, такімі як LED-лампы, зараднікі для тэлефонаў і электрычныя пліты, яны не рэкамендуюцца для абсталявання з індуктыўнымі нагрузкамі або рухавікамі, бо гэта можа прывесці да ненармальнай работы, павышэння шуму і патэнцыйных пашкоджанняў з цягам часу.

Графікі a) і b) паказваюць мадыфікаваныя сінавіды, якія маюць розныя адхіленні ў параўнанні з чыстай сінавідай. Мадыфікаваная сінавіда — гэта тып току, які падобны на сінавіду, але мае менш дакладнасці і няроўныя пераходы паміж вяршынямі і нулямі. Яна можа быць сфармавана з дапамогай набору прамавугольных сігналаў, якія складаюцца з розных частот і амплітуд.

Якія параметры электрычнай сеткі і хатніх прылад?

Мясцовыя сеткі і бытавыя прылады былі распрацаваны на працягу дзесяцігоддзяў для працы з чыстымі сінавідамі, таму вельмі важна купляць інвэртар, які забяспечвае чыстую сінавіду.

Што адбываецца, калі бытавая прылада падключана да інвэртара з мадыфікаванай сінавідай? Большасць прылад з індуктыўнымі нагрузкамі і рухавікамі (газавыя катлы, халадзільнікі, кандыцыянеары, помпы, камп’ютары) не будуць працаваць карэктна і могуць выклікаць незвычайны шум, што ў канчатковым выніку прывядзе да паламкі.

Прылады, якія могуць працаваць з мадыфікаванай сінавідай, ўключаюць LED-лампы, зараднікі для тэлефонаў і электрычныя пліты, якія могуць працаваць з мадыфікаванай сінавідай без праблем.

Большасць бытавых прылад распрацаваны для працы з чыстай сінавідай, таму вельмі важна выбіраць інвэртар, які адпавядае спецыфікацыям вашай хатняй электрычнай сеткі.

Тыпы інвертараў з чыстай сінапсіснай хвалькай

Паколькі хатнія прылады звычайна патрабуюць чыстай сінапсіснай хвалькі, мы засяродзімся толькі на інвертарах, якія забяспечваюць гэтую хвалю.

Інвертары падзяляюцца на наступныя тыпы:

  1. Інтэрактыўнае OFF-line бесперапыннае электрычнае забеспячэнне (UPS): Гэта ўключае інвертар, часам стабілізатар напругі для сеткі (AVR), “уводны” кабель ад сеткі (AC in), “выходны” разетку для нагрузкі (AC out), кабелі ўваходу батарэі для UPS з знешняй батарэяй, а таксама зарадную прыладу ад сеткі.

    • OFF-line супраць ON-line UPS: Акрамя UPS тыпу OFF-line, ёсць UPS тыпу ON-line або двухканверсійны UPS. Розніца ў тым, што UPS тыпу OFF-line пераключаецца на батарэйную работу за 20 мс пры адключэнні сеткі, у той час як UPS тыпу ON-line пераключаецца за 0 мс, што важна для некаторых адчувальных прылад.
    • UPS з невялікай магутнасцю: Яны часта абсталяваны ўбудаванай батарэяй з дастатковай ёмістасцю для забеспячэння нагрузкі на 5-15 хвілін, што дазваляе правільна выключыць кампутар, машыну або падобнае. Такія UPS звычайна маюць мадыфікаваную сінапсісную хвалю, таму мы не будзем разглядаць іх падрабязна.

  2. Аўтаномны OFF-line сонечны інвертар (UPS для сонечных панеляў): Гэта складаецца з інвертара, зараднай прылады ад сеткі, PWM або MPPT сонечнай сістэмы зарадкі (адзін або некалькі ўваходаў), уваходу батарэі, ўваходу ад сеткі AC in (адзін або некалькі), выхаду нагрузкі AC out (адзін або некалькі) і розных камунікацыйных парт. Таксама існуюць ON-line версіі такіх інвертараў, хоць тэхналогія часта з’яўляецца псеўда-ON-line.

  3. Інвертар, прымацаваны да сеткі (online): Гэта ўключае інвертар, MPPT сонечную сістэму зарадкі (адзін або некалькі), і адзінку сінхранізацыі з сеткай. Да гэтага тыпу інвертара нельга падключыць батарэю.

    • Прымяненне:

      • Генерацыя энергіі для продажу ў сетку.
      • Пры падключэнні да спецыяльнага абмежавальніка генерацыі, большасць мадэляў можа забяспечыць спажыўцоў у доме энергіяй, калі сетка падключана.
      • Для кампаній з высокімі тарыфамі гэта памяншае выдаткі на электрычнасць пры падключэнні да абмежавальніка генерацыі.
      • Можа павялічыць магутнасць для ўласнага спажывання, калі сіла сеткі абмежавана (патрэбны абмежавальнік генерацыі).

    • Недахопы: Галоўны недахоп гэтага інвертара ў тым, што ён спыняецца, калі сетка адключаецца, і не дазваляе падключыць батарэю.

    • Мікраінвертары: Гэта падкатэгорыя інвертараў, прымацаваных да сеткі, але яны падключаюцца да аднаго або двух сонечных панеляў замест вялікай масіва.

  4. Гібрыдны інвертар (прымацаваны да сеткі + не прымацаваны): Гэта камбінацыя ўсіх іншых тыпаў інвертараў з магчымасцю генерацыі энергіі для сеткі. Уключае інвертар, MPPT сонечную сістэму зарадкі (адзін або некалькі), уваход батарэі, адзінку сінхранізацыі з сеткай, уваход сеткі AC in (адзін або некалькі), выхад нагрузкі AC out (адзін або некалькі) і розныя камунікацыйныя парт.

    • Важна: Некаторыя прадаўцы могуць памылкова называць любы інвертар з уваходам для сонечнай энергіі гібрыдным інвертарам, але гэта не зусім дакладна.
    • Прымяненне:
      • Генерацыя энергіі для продажу ў сетку.
      • Эканомія энергіі для хатніх гаспадарак або кампаній шляхам частковага або поўнага выкарыстання сонечнай энергіі.
    • Перавагі: Аб’ядноўвае ўсе іншыя тыпы інвертараў, працуе, калі сетка ёсць і калі няма, і некаторыя мадэлі могуць працаваць без батарэі, выкарыстоўваючы толькі сонечныя панэлі.
    • Недахопы: Галоўны недахоп гэтых інвертараў у тым, што яны даражэйшыя за іншыя тыпы.

У заключэнне, для кожнай задачы падыходзіць пэўны тып інвертара, або ўніверсальны гібрыдны інвертар можа замяніць любы тып інвертара за крыху больш высокую цану.

Заключэнне

Выбар правільнага інвертара для вашага дома ці бізнесу важны для забеспячэння эфектыўнасці і доўгіх тэрмінаў службы вашай сонечнай сістэмы. Хоць інвертары з мадыфікаванай сінапсіснай хвалькай могуць быць таннейшыя, яны не падыходзяць для ўсіх прымяненняў. Інвертары з чыстай сінапсіснай хвалькай — гэта лепшы выбар для большасці хатніх прылад, асабліва тых, што маюць маторы або адчувальную электроніку. Для лепшага эфектыўнасці і надзейнасці ўлічвайце вашы канкрэтныя патрэбы ў энергіі і тыпы прылад, якія вы збіраецеся жыць на інвертары.