Makaleyi arkadaşlarınızla paylaşarak sitenin geliştirilmesine yardımcı olun!

Güneş panelleri, güneşten gelen enerjiyi elektriğe dönüştürür. İyi tasarlanmış bir güneş sistemi, ortalama bir Polonya ailesinin enerji ihtiyacını karşılayabilir. Bu akım, ev aletlerini başarıyla tedarik edecek ve evi aydınlatacaktır. Kullanılmayan enerji bir elektrik santraline tekrar satılabilir.

İnvertör, fotovoltaik tesisin kalbi ve merkezi sinir sistemi ile karşılaştırılabilir. Bu nedenle doğru seçimi yapmak çok önemlidir, bu da tüm yatırımın teknik ve finansal başarısını belirleyebilir. Fiyat burada en önemli kriter değil. Bir invertör seçerken hangi parametreleri arayacağınızı kontrol edin.

Güneş enerjisi kurulumunuz için hangi invertörü seçmelisiniz?

Güneş modülleri, güneş enerji santralinin en görünür elemanıdır. Doğrudan güneş ışınımını doğru akım (DC) elektriğine dönüştürürler. Doğru akımın iyi noktaları vardır, örneğin bataryalarda kolayca saklanabilir, ancak günlük olarak karşılaşılan en yaygın elektrik biçimi alternatif akımdır (AC). Doğrudan ev aletlerimizde üretilen enerjiyi kullanmak istiyorsak, binanın enerji ağına beslenmelidir. Bunun için DC girişini doğru şekilde AC çıkışına çevirecek bir cihaza ihtiyacımız olacak. Bir invertör böyle bir cihazdır.

İnverter nasıl çalışır?

Doğru akımı alternatif akıma dönüştürme fikri karmaşık bir işlem değildir. Ancak ağa beslenen enerji yüksek kalite gereksinimlerini karşılamalı, örneğin üretilen voltajın dalga biçimleri sinüzoidal olmalı ve ağ parametreleri ile kusursuz bir şekilde senkronize edilmelidir ve inverterin kendisi, fotovoltaik modüller ve elektrik şebekesi için maksimum güvenlik sağlamalıdır. Bu nedenle, bu cihazlar karmaşıktır ve tasarım ve üretim süreçleri çok fazla bilgi ve uzun yıllara dayanan bir deneyim gerektirir.

İnvertörün temel elemanları, fotovoltaik modüllerin zincirlerinin bağlı olduğu giriş sistemleridir. Bu sistemler kurulumların güvenliğini sağlar ve ayrıca makalenin ilerleyen kısımlarında ayrıntılı olarak açıklanan maksimum güç noktası takibini (MPPT) izlemek için bir sistem içerir.

İnvertörün bir sonraki elemanları şunlardır: doğrudan gerilimi alternatif gerilime dönüştüren bir sistem ve dış dünyayla iletişim sağlayan bir kontrol sistemi (örneğin bir LCD ekran veya WWW arayüzü aracılığıyla).

Eviricinin son düzenlemesi ağ ile verimli ve güvenli bir işbirliği sağlayan korumalardır.

Eviricinin temel görevlerinden biri, voltaj ve frekans gibi ağ parametrelerini sürekli izlemek ve değişikliklerine göre yanıt vermektir ve bu parametrelerin değerleri izin verilen aralığın dışında ise - eviriciyi ağdan ayırın. Gelecekteki PV sistem sahiplerinden gelen en yaygın sorulardan biri, Enerji Sistemi İşletmecisi tarafında elektrik kesintisi olması durumunda eviricinin çalışması olasılığıdır; eviricinin şebeke dışı çalışması. Bu, bazı invertör modelleri (örneğin, Fronius Symo Hybrid) için mümkündür, ancak güneş enerjisi kurulumunu binanın dışındaki elektrik şebekesinden ayıran ilave cihazlar gerektirir, böylece invertör, örneğin şebeke arızalarının giderilmesi için çalışan ekipler için tehlike oluşturmaz.

Fronius inverter doğrudan modül alt yapısına takılıdır.

İnvertörlerin sınıflandırılması

İnvertörler birkaç temel kritere ve parametreye göre ayrılabilir. Birincisi iç transformatördür - bu nedenle onu bir transformatörlü ve yerleşik bir transformatörsüz invertörlere bölmek mümkündür. Transformatör, sabit giriş gerilimi ve güç şebekesi arasında galvanik izolasyon sağlar, bu nedenle ince film modülleri ile kullanım için uygundur (kural olarak, kutuplardan birinin topraklanmasını gerektirir). Bugün piyasadaki en popüler modeller Fronius Galvo evirici ailesidir. Bununla birlikte, çok ve çok kristalli modüllerin yayılmasıyla birlikte, şu anda esas olarak transformatörün kullanılmadığı inverter çözümlerini karşılayabilirsiniz. Bu, daha gelişmiş koruma sistemlerinin kullanılması nedeniyle sürücünün fiyatını artırabilir, ancak sonuçta daha az ağırlık ve boyutlarla daha yüksek inverter verimliliği sağlar.

Bir sonraki parametre sürücünün bağlandığı faz sayısıdır . Düşük güç (birkaç kilowatt'a kadar), tek fazlı bir versiyonda meydana gelir, daha sonra ağa bağlantı üç tel vasıtasıyla gerçekleştirilir: L, N ve PE. Bu tür invertörlere bir örnek Fronius Primo ailesidir. Daha yüksek güçler için, üç fazlı invertörler kullanılır ve ağa beş hat bağlanır: L1, L2, L3, N ve PE. Burada lider ürün grubu Fronius Symo ailesidir. Ancak, düşük güçlü üç fazlı invertörlerin bile, tek fazlı muadillerine göre birçok avantaja sahiptir: Binada fazlar arasında eşit bir şekilde dağılma fikri ile uyumlu olan her faza eşit enerji verirler. Ek olarak, yerel ağın kararlılığını etkileyen her aşamadaki akım değerini önemli ölçüde sınırlarlar. Örneğin: bir faza bağlanmış bir 5kW (5kVA) invertör 21.7A akıma kadar üretebilirse, o zaman eşdeğer bir üç fazlı invertör her faza 7.2A'dan daha fazla vermeyecektir ve bu doğrudan ağdaki daha küçük voltaj dalgalanmalarına dönüşür, daha düşük iletken kesitleri vb.

Üç fazlı invertör, transformatörsüz 8, 2 kW'a kadar.

İnvertör verimliliği

Bir sonraki parametre, sürücünün etkin AC elektrik çıkış gücünün DC elektrik giriş gücüne oranı ve normalize edilmiş şekli (Avrupa ağırlıklı verimlilik olarak da bilinir) olarak ifade edilen sürücü verimliliğidir (η ). Bir fotovoltaik cihazın verimi, bu durumda bir invertör, aşağıdaki formüle göre belirlenir:

η = P AC çıkış gücü / P DC giriş gücü

Ancak, maksimum verim veya ağırlıklı invertörün önemi genellikle fazla tahmin edilir. Tabii ki, bu parametrelerin mümkün olduğu kadar yüksek olması önemlidir. Bununla birlikte, eviricinin verimliliği tek bir değer değildir, giriş voltajının değerine veya giriş gücünün değerine bağlıdır (Şekil 2'deki kırmızı çizgi).

Evirici, maksimum verimde nadiren çalışacaktır; bu nedenle, nihai enerji verimleri, örneğin MPPT cihaz adaptasyonunun kalitesi ve hızı gibi birçok parametreden etkilenir. % 0, 2 daha yüksek verime sahip bir inverter seçerek, daha yüksek verim garanti edemeyiz.

Giriş gücü ve gerilime bağlı invertör verimliliği grafiği.

Soğutmalı veya soğutmasız?

Enerjiyi dönüştüren her elektronik cihaz bazı kayıplar yaratır ve bunlar ısı şeklinde verilir - yani normal çalışma sırasında inverter sadece ısınır. Eviricinin sadece doğal hava taşınımı ile soğutulduğu çözümler, fan olan mekanik bir elemanın bulunmaması nedeniyle daha avantajlı olarak kabul edilebilir. Bununla birlikte, deneyimli invertör üreticileri, zorla, genellikle düzgün bir şekilde düzenlenmiş hava akışını kullanmaya karar verir: uygun şekilde soğutulmuş elektronik bileşenler daha iyi çalışma koşullarına sahiptir ve bu nedenle: daha uzun ömürlüdür.

MPPT ne yapar?

Bireysel modüller, sıradan inverterleri başarıyla çalıştırmak için çok düşük voltaj ve güç değerlerine sahiptir. Bu nedenle, modüller seri olarak dizilere bağlanır, bu da modüllerin voltaj değerlerini toplamanıza ve bunları invertör tipiyle eşleştirmenize izin verir. Tüm modüller için geçerli değer - seri bağlantı için - aynıdır.

PV tesisatlarının tasarımının temel prensiplerine göre, zinciri oluşturan tüm modüllerin aynı olması gerekir. Bu, sadece bir üreticiden gelmemeleri, aynı tipte olmaları ve aynı nominal güce sahip olmaları değil, aynı zamanda benzer şekilde yerleştirilmeleri, güneşe meyilli olmaları ve aynı azimutun altına yerleştirilmeleri (aynı çatı perdesi üzerinde) olması gerektiği anlamına gelir . MPPT (Maksimum Güç Noktası İzleyici), fotovoltaik modüllerin maksimum güç noktasını izlemek için gelişmiş bir sistemdir ve elde edilen enerji miktarını yüzde birkaç oranına kadar artırabilir. Tüm modern eviriciler böyle bir sisteme sahiptir, bu yüzden ne için kullanıldığını bilmeye değer. Solar modüller sabit bir maksimum güç noktasına (MPP) sahip değildir. Sözde şekli çünkü, radyasyon ve sıcaklık yoğunluğuna bağlı olarak değişir akım-gerilim karakteristikleri. MPPT sisteminin görevi bu noktayı takip etmek ve mümkün olan en kısa sürede yeni değerine uyum sağlamaktır. En gelişmiş MPP sistemleri, yüzde birkaç daha fazla enerji verimi sunan, kısmen gölgeli modüller zinciri için küresel maksimum güç noktasını arayabilir. Bu algoritmalar, invertör üreticisine bağlı olarak, örneğin Fronius invertörleri için Dynamic Peak Manager gibi farklı isimlere sahiptir. Aslında, MPPT sisteminin doğruluğu ve hızı, sürücünün verimliliğinden çok daha fazla olan en yüksek enerji verimini garanti eder, bu yüzden bu sistem bu kadar önemlidir.

Ve bir invertörde iki MPPT cihazı kullanmanın amacı nedir? Peki, bir nedenden ötürü aynı zincirleri sürücünün girişine bağlamak imkansızsa, örneğin zincirlerdeki modüllerin sayısı farklıdır veya modüller farklı çatı eğimlerine yerleştirilmişse, bu tür zincirlerin her biri ayrı bir MPPT cihazına bağlanabilir.

SEE: Eş finansmanlı fotovoltaik hücreler - karlı mı?

İnvertör veya modül invertör için modüller seçiyoruz …

Modüllerin gücü ve inverterlerin nominal gücü arasındaki ilişki hakkında sık sık farklı görüşlerle karşılaşabilirsiniz. Bu durumları analiz etmek için inverter oranının (IR) tanımını verelim. Bu katsayının hesaplanması için formül yazılabilir:

invertör IR güç faktörü = modül alan gücü (W p ) * invertör verimliliği (%) / invertörün maksimum AC gücü (W)

Burada üç değişken mümkündür:

- IR <100%, aşırı yüklenmiş invertör,

- IR =% 100, nominal güç yüklü inverter,

- IR>% 100, inverter, DC tarafında aşırı yüklü,

diğer bir deyişle, modüllerin nominal gücü sırasıyla sürücünün nominal gücünden daha az, eşit veya daha büyük olduğunda.

Polonya ve Orta Avrupa’nın enlemesine göre, IR değerinin% 80 ila 125 arasında olması gerektiği varsayılırken, kesin aralık spesifik PV kurulumunun spesifik verilerine bağlı olarak hesaplanır. En uygun değer, esas olarak güneş modüllerinin yeri, tipi ve yönüne ve invertere nasıl bağlandıklarına bağlıdır.

Bununla birlikte, tasarımcılar tarafından neden önerilen değer üst sınırdır, yani modül gücü, örneğin sürücünün nominal gücünden% 25 daha yüksek olduğunda? İlk bakışta bu yaklaşım, jeneratörlerden gelen enerji işleme sistemlerinin nominal güçlerinin üzerinde tasarlandığı ilkesiyle çelişir, yani bir IR <% 100 olmalı mı?

Solar tesisatlar tamamen farklı dizayn edilmiştir. Polonya'nın enleminde, PV modülleri yılda sadece bir düzine veya birkaç düzine saat nominal güçte enerji üretiyorsa, diğer dönemlerde elde ettikleri güç çok daha düşüktür. Bu nedenle, modüllerin gücü sürücünün gücüne eşitse, o zaman çoğu zaman nominal güçle çalışmaz, ancak daha az olur. Bu doğrudan elde edilen dönüşüm verimliliğine dönüşür. Bu etki, modül gücü sürücünün nominal gücünden düşük olduğunda daha da belirgin olacaktır (IR <% 100).

Bununla birlikte, modüllerin gücü sürücünün nominal gücünden büyük olduğunda ve hava koşulları enerji üretimi için uygun olduğunda ne olur? Evirici, maksimum gücünden daha fazla enerji işlemeyecek ve fazlalığı modüllerden alınmayacak (çıkış gücü sınırlı olacaktır). Bununla birlikte, istatistiksel olarak, enerjiyi bireysel günlere hatta saatlere dönüştürme kısıtlamalarından çok, yılın çoğu için en uygun enerjiyi üretmek daha faydalıdır.

Aynı güçteki bir invertör için farklı sayıda PV modülü seçmenin her bir varyantını hesaplayarak, en fazla sayıda modül için en yüksek enerji verimleri elde edilecektir (bakınız Tablo 1). Finansal yönü daha az önemli değil. Değişkenlerin her birinde, invertör aynı bir maliyeti temsil eder; bu, IR varyantının>% 100'ünün sadece ekonomik olarak en haklı olduğu anlamına gelir.

Tab. 1. İnvertör için farklı modül seçim çeşitlerinin karşılaştırılması *

varyantIR <% 100IR =% 100IR =% 100IR>% 100
3.0kW invertördüşük yükteismensıkışıkörneğin, Symo 3.0-3-S
Modüllerin sayısı91113
1 modülün nominal gücü280280280(p)
DC tarafında maksimum PV modülü gücü2.523.083.64(Wp'lik)
AC tarafındaki maksimum güç3.03.03.0(VA)
İR% 82% 100% 119
Uyumsuzluğa bağlı kayıp katsayısı0%0%% 0.3
Yıllık enerji verimi (tahmini)2 5673 1673 759(Wh)
DC güç verimi1 018.91028.21 032.8(Wh / kWp'lik)
Modüllerin maliyeti7 2008 80010 400PLN
İnşaat ve montaj maliyeti1 8002 2002 600PLN
Eviricinin maliyeti4 0004 0004 000PLN
birlikte13 00015 00017 000PLN
1 kWp (DC) kurmanın maliyeti5 1584 8704 670PLN / kWp'lik
1 yılda 1 kWh elde etmenin maliyeti0.5060.4740.452PLN

* tüm örnek fiyatlar

Kurulum güvenlik

Doğru DC ve AC korumaları ve aşırı gerilim korumanın seçimi, kurulum tasarım sürecinin en önemli aşamalarından biridir ve tasarımda profesyonel olarak yer alan, uygun bilgi ve yetkiye sahip bir kişiye verilmelidir. Bununla birlikte, yanlış anlaşılmaya karşı tasarruflara karşı dikkatli olunması gerekir: Güvenlik unsurları olmayan bir güneş çiftliği yapımı için yapılan teklifler satın alma sırasında açıkça daha ucuz olacaktır, ancak 20-25 yıl boyunca elektrik santralinin işletmesi mal sahibini planlanmamış maddi kayıplara maruz bırakabilir.

PV kurulum izlemesi - neden bu kadar önemli?

Fotovoltaik sistemlerin izlenmesi ve kontrolü, yalnızca güvenilir çalışması için veya olağandışı durumlar hakkında bilgi vermek için değil, her şeyden önce böyle bir sistemin maksimum verimini elde etmek için de gereklidir.

İnvertörü izlemenin en kolay yolu, piyasadaki hemen hemen her invertörün bir parçası olan ekrandaki değerleri (genellikle LCD) okumaktır. Sürücünün giriş ve çıkış parametrelerinin (güç, voltaj ve akım dahil) kaydedilmesi de dahil olmak üzere daha gelişmiş izleme için, Veri Yöneticileri adı verilen gelişmiş sistemlerin kullanılması önerilir . Bu tür sistemlerdeki veriler, özel bir web sitesi şeklinde mevcut olan özel bir yazılım ile kaydedilebilir, saklanabilir ve sunulabilir. Kablolu Ethernet bağlantısı veya kablosuz Wi-Fi bağlantıları, standart invertör ekipmanı olarak giderek daha fazla sunulmakta ve Fronius bu konuda öncülük etmektedir. İnternet bağlantısı sayesinde, bu verileri sürekli olarak uzaktan analiz edebilir ve gerekirse kurulumun çalışmasını daha uzun bir süre boyunca arşivleyebilir ve kontrol edebiliriz. Bu sayede tesis sahibinin kullanımına sunulan özel bir web sitesinde günlük, aylık veya yıllık enerji üretim profillerini analiz edebilir ve ilgili raporlar oluşturabiliriz. Özellikle ilginç olan, binaya monte edilen alıcıların enerji tüketimini ölçerek güneş enerjisi tesisatındaki üretim profilini binanın enerji tüketim profili ile karşılaştırmanıza izin veren ek bir ölçüm sisteminin (Fronius Smart Meter) kullanılmasıdır. Bu, kendi gereksinimleriniz için kullandığınız enerji derecesini ve güneş enerjisi santrali kurmanın finansal faydalarını kolayca hesaplamanızı sağlar. Bir başka popüler özellik, örneğin CO2 emisyonlarının azaltılması dahil olmak üzere PV enerji santrallerinden enerji üretimi ile ilgili diğer verilerin sunulmasıdır.

İzleme, devam eden bakım ve servis açısından da önemlidir. Herhangi bir rahatsız edici olay derhal tesisin doğru işletilmesinden sorumlu kişiye rapor edilebilir, böylece santral işletmesindeki herhangi bir düzensizlik derhal tespit edilebilir ve - gerekirse düzeltilebilir. Burada zaman ve hassasiyet istenmektedir, çünkü tesisatı kapatmanın her günü yatırımcı için ölçülebilir kayıplar anlamına gelmektedir.

Solar.Web portalında, örnek olarak, kamu kurulumlarında, izlemenin tüm faydalarını öğrenebilirsiniz.

Solar.Web'de kurulum izleme örneği (http://www.solarweb.com)

optimize

Zaman zaman güneş enerjisi sistemleri için teklifleri sözde Optimize (Ang. Optimize). Maalesef, kurulumdaki herhangi bir soruna, çoğunlukla gölgelemeden oluşan bir çözüm olabileceğine inanılıyordu. Popüler inanışın aksine, optimize ediciler fizik yasalarını değiştiremez: gölgeli bir kurulum her zaman eşdeğer - gölgesiz olandan daha az enerji üretecektir. Bununla birlikte, optimize edicilerin avantajlarını gösterebilecekleri uygulamalar vardır ve bir örnek, dünyanın farklı taraflarına yönelik eğimli (örneğin bir kule) bir düzine kadar küçük bir düzlemden oluşan, yapısal olarak karmaşık çatılardır. PV sistemlerinin kurulumları artan bir şekilde çeşitli zorluklarla karşı karşıya kalacaktır - güneş enerjisi çiftliklerinin yayılmasıyla birlikte, ideal bir düzenlemeye sahip ve gölgelendirme yapmadan çatılar kademeli olarak inşa edilecektir. Bu nedenle, farklı oryantasyonlu veya kısmi gölgeli çatılar dikkate alınacak ve bu tür kurulumlar kritik analizlere tabi tutulmalıdır. Bu nedenle yazara göre güneş modülleri gelecekte akıllı olacak. Ancak, örneğin aynı üreticiden optimize ediciler ve invertörlerin kullanımını zorlayan kapalı çözümler şeklindeki mevcut çözümler, örneğin optimize edicilerin üretim aşamasında entegre edeceği fotovoltaik modüller biçiminde daha evrensel, açık çözümler ile değiştirilecektir.

Çevirici: servis

İnvertör üreticisini seçerken göz önünde bulundurulması gereken son önemli husus, yerel destek ve servisin yanı sıra Polonya'daki sertifikaların ve belgelerin mevcudiyetidir. Elbette, kimsenin üreticinin teknik servisinin kalitesini kişisel olarak doğrulaması gerekmiyor, ancak otomotiv pazarına atıfta bulunmak istiyoruz: en yakın servisi başka bir kıtada olan bir otomobil satın alabilir mi?

Bir invertör nasıl seçilir: özet

Üreticiye ve invertör tipine karar verirken, fiyatın yanı sıra, daha az önemli unsurlara dikkat etmemeliyiz:

  • MPP maksimum güç noktasının hızlı aranması ve bakımı,
  • Özellikle kısmi yükte yüksek verim,
  • yüksek güvenilirlik
  • yüksek koruma derecesi, min. IP65, sağlam gövde sayesinde,
  • geniş çalışma sıcaklığı aralığı (-25 ° C ile + 60 ° C arasında),
  • kurulum kolaylığı, hızı ve kolaylığı ve böylece - servis,
  • uzaktan izleme, ayrıntılı cihaz izleme, arıza teşhisi ile cihazın çalışmasının kolay kontrolü,
  • geçerli standartlara ve düzenlemelere uygunluk,
  • Lehçe dilinde mevcut tüm dökümantasyonu,
  • ülkedeki yerel servis.

Makaleyi arkadaşlarınızla paylaşarak sitenin geliştirilmesine yardımcı olun!

Kategori:

Elektrik