Күн интеграциясы: инверторлар және желілік қызметтердің негіздері

ИНВЕРТОРЛАР ДЕГЕНІМІЗ НЕ?

Инвертор - күн энергиясы жүйесіндегі ең маңызды жабдықтардың бірі. Бұл күн панелі өндіретін тұрақты токты (тұрақты ток) электр желісі пайдаланатын айнымалы ток (айнымалы ток) электр энергиясына түрлендіретін құрылғы. Тұрақты токта электр бір бағытта тұрақты кернеуде сақталады. Айнымалы токта кернеу оңнан теріске өзгерген кезде электр тізбегінде екі бағытта да ағады. Инверторлар деп аталатын құрылғылар класының бір мысалы ғанақуат электроникасы that regulate the flow of electrical power.

Негізінде, инвертор тұрақты ток кірісінің бағытын алға-артқа өте жылдам ауыстыру арқылы тұрақты токтан айнымалы токқа түрлендіруді жүзеге асырады. Нәтижесінде тұрақты ток кірісі айнымалы ток шығысына айналады. Сонымен қатар, сүзгілер мен басқа электроника электр желісіне енгізілетін таза, қайталанатын синус толқыны ретінде өзгеретін кернеуді өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Синус толқыны - кернеудің уақыт өте келе жасайтын пішіні немесе үлгісі және бұл белгілі бір жиіліктер мен кернеулерде жұмыс істеу үшін жасалған электр жабдығына зақым келтірместен желі пайдалана алатын қуат үлгісі.

Алғашқы инверторлар 19 ғасырда жасалған және механикалық болды. Айналдыру қозғалтқышы, мысалы, тұрақты ток көзінің алға немесе артқа жалғанғанын үздіксіз өзгерту үшін пайдаланылады. Бүгінде біз транзисторлардан, қозғалатын бөліктері жоқ қатты күйдегі құрылғылардан электр ажыратқыштарын жасаймыз. Транзисторлар кремний немесе галлий арсениді сияқты жартылай өткізгіш материалдардан жасалған. Олар сыртқы электр сигналдарына жауап ретінде электр тогының ағынын басқарады.

Тұрмыстық күн жүйесі болса, сіздің инверторыңыз бірнеше функцияларды орындауы мүмкін. Күн энергиясын айнымалы ток қуатына түрлендіруден басқа, ол жүйені бақылай алады және компьютерлік желілермен байланысу үшін порталды қамтамасыз ете алады. Solar-plus-батареяларды сақтау жүйелері, егер олар осылай жасау үшін жасалған болса, үзілістер кезінде желіден қолдаусыз жұмыс істеу үшін жетілдірілген инверторларға сүйенеді.

ИНВЕРТЕРГЕ НЕГІЗГІ ТОРҒА ҚАРАЙ

Тарихи тұрғыдан алғанда, электр қуаты негізінен отынды жағу және бу жасау арқылы өндірілген, содан кейін электр энергиясын жасайтын турбиналық генераторды айналдырады. Бұл генераторлардың қозғалысы құрылғы айналу кезінде айнымалы ток қуатын шығарады, ол сонымен қатар жиілікті немесе синус толқынының қайталану санын белгілейді. Қуат жиілігі электр желісінің денсаулығын бақылаудың маңызды көрсеткіші болып табылады. Мысалы, тым көп жүктеме болса - энергияны тұтынатын құрылғылар тым көп болса, онда қуат желіден жеткізілетіннен тезірек жойылады. Нәтижесінде турбиналар баяулайды және айнымалы ток жиілігі төмендейді. Турбиналар массивті айналу объектілері болғандықтан, барлық объектілер қозғалыстағы өзгерістерге қарсы тұратын сияқты, олар жиіліктегі өзгерістерге қарсы тұрады, бұл қасиет инерция деп аталады.

Торға көбірек күн жүйелері қосылған сайын, бұрынғыдан да көп инверторлар желіге қосылады. Инвертор негізіндегі генерация кез келген жиілікте энергияны өндіре алады және бу негізіндегі генерация сияқты инерциялық қасиеттерге ие емес, өйткені бұл жерде турбина жоқ. Нәтижесінде, көп инверторлары бар электр желісіне көшу жиіліктегі өзгерістерге және желі жұмысы кезінде орын алатын басқа да бұзылуларға жауап бере алатын және осы бұзылуларға қарсы желіні тұрақтандыруға көмектесетін ақылды инверторларды құруды талап етеді.

GRID ҚЫЗМЕТТЕРІ ЖӘНЕ ИНВЕРТЕРЛЕР

Желілік операторлар желілік қызметтер кешенін ұсына отырып, электр жүйесіндегі электр энергиясына сұраныс пен ұсынысты басқарады. Желілік қызметтер - бұл желі операторларының бүкіл жүйедегі тепе-теңдікті сақтау және электр энергиясын беруді жақсы басқару үшін орындайтын әрекеттері.

Тор күткендей әрекет етуді тоқтатқанда, мысалы, кернеуде немесе жиілікте ауытқулар болған кезде, смарт инверторлар әртүрлі жолдармен жауап бере алады. Тұтастай алғанда, тұрмыстық күн жүйесіне қосылғандар сияқты шағын инверторларға арналған стандарт кернеудегі немесе жиіліктегі кішігірім үзілістер кезінде немесе «жүру» кезінде және егер үзіліс ұзақ уақытқа созылса немесе қалыптыдан үлкенірек болса, олар желіден ажыратылады және өшеді. Жиілік реакциясы әсіресе маңызды, себебі жиіліктің төмендеуі генерацияның күтпеген жерден желіден тыс күйде қалуымен байланысты. Жиіліктің өзгеруіне жауап ретінде инверторлар стандартты жиілікті қалпына келтіру үшін шығыс қуатын өзгертуге конфигурацияланады. Инверторға негізделген ресурстар, сонымен қатар электр жүйесіндегі басқа сұраныс пен ұсыныс өзгеретіндіктен, олардың қуатын өзгерту үшін оператордың сигналдарына жауап бере алады, бұл автоматты генерацияны басқару деп аталатын желі қызметі. Торлық қызметтерді қамтамасыз ету үшін инверторлар басқара алатын қуат көздеріне ие болуы керек. Бұл қазіргі уақытта электр энергиясын өндіретін күн панелі сияқты генерация немесе бұрын сақталған қуатпен қамтамасыз ету үшін пайдаланылуы мүмкін батарея жүйесі сияқты сақтау болуы мүмкін.

Кейбір жетілдірілген инверторлар бере алатын тағы бір тор қызметі торды қалыптастыру болып табылады. Торды қалыптастыратын инверторлар тор төмендесе, оны іске қоса алады – бұл процесс қара бастау деп аталады. Дәстүрлі «тордан кейінгі» инверторлар электр желісіне енгізуге болатын синустық толқынды шығару үшін ауысудың қашан болатынын анықтау үшін электр желісінен сыртқы сигналды қажет етеді. Бұл жүйелерде желіден келетін қуат инвертор сәйкес келуге тырысатын сигнал береді. Неғұрлым жетілдірілген тор қалыптастыратын инверторлар сигналды өздері жасай алады. Мысалы, шағын күн панельдерінің желісі оның инверторларының бірін тор құру режимінде жұмыс істеу үшін тағайындауы мүмкін, ал қалғандары би серіктестері сияқты турбинаға негізделген генерациясыз тұрақты торды құрайды.

Реактивті қуат инверторлар ұсынатын ең маңызды желілік қызметтердің бірі болып табылады. Торда кернеу – электр зарядын итеретін күш – әрқашан алға және артқа ауысады, ток – электр зарядының қозғалысы. Кернеу мен ток синхрондалған кезде электр қуаты максималды болады. Дегенмен, кернеу мен токтың екі ауыспалы үлгісінің арасында кідіріс болған кездер болуы мүмкін, мысалы, қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде. Егер олар синхрондалмаған болса, тізбек арқылы ағып жатқан қуаттың бір бөлігі қосылған құрылғылармен жұтылмайды, нәтижесінде тиімділік жоғалады. Жүктер қабылдай алатын «нақты» қуаттың бірдей мөлшерін жасау үшін көбірек жалпы қуат қажет болады. Бұған қарсы тұру үшін коммуналдық қызметтер кернеу мен токты синхрондауға әкелетін және электр энергиясын тұтынуды жеңілдететін реактивті қуатты береді. Бұл реактивті қуат өзі пайдаланылмайды, керісінше басқа қуатты пайдалы етеді. Заманауи инверторлар торларға осы маңызды ресурсты теңестіруге көмектесу үшін реактивті қуатты қамтамасыз ете алады және сіңіре алады. Бұған қоса, реактивті қуатты ұзақ қашықтыққа тасымалдау қиын болғандықтан, төбедегі күн сияқты бөлінген энергия ресурстары әсіресе реактивті қуаттың пайдалы көздері болып табылады.

ИНВЕРТЕРДІҢ ТҮРЛЕРІ

Күн жүйесінің бөлігі ретінде орнатылуы мүмкін инверторлардың бірнеше түрі бар. Ауқымды коммуналдық зауытта немесе орта ауқымды қауымдық күн жобасында әрбір күн панелі бір панельге қосылуы мүмкін.орталық инвертор. Жол inverters connect a set of panels—a string—to one inverter. That inverter converts the power produced by the entire string to AC. Although cost-effective, this setup results in reduced power production on the string if any individual panel experiences issues, such as shading. Микроинверторлар are smaller inverters placed on every panel. With a microinverter, shading or damage to one panel will not affect the power that can be drawn from the others, but microinverters can be more expensive. Both types of inverters might be assisted by a system that controls how the solar system interacts with attached battery storage. Solar can charge the battery directly over DC or after a conversion to AC.