Falowniki solarne: Kluczowy komponent w systemach energii słonecznej

Zawartość：

Co to jest falownik?

Jak działają falowniki solarne？

Jakie są rodzaje falowników?

Jakie są zalety falowników?

Jakie problemy mogą wystąpić z falownikiem?

Jak konserwować falownik?

Jak dostosować falownik solarny do modułu solarnego?

Co to jest MPPT?

Falowniki są kluczowymi komponentami w systemach energii słonecznej, odgrywają kluczową rolę w przekształcaniu prądu stałego generowanego przez panele słoneczne w prąd przemienny, który może być wykorzystywany do zasilania domów i przemysłu. Zapraszamy do zapoznania się z funkcjami i znaczeniem falowników.

Inwerter solarny to urządzenie elektroniczne służące do przekształcania energii elektrycznej prądu stałego (DC) gromadzonej przez panele fotowoltaiczne (PV) w energię elektryczną prądu przemiennego (AC) w celu zasilania domu, urządzeń przemysłowych lub sieci elektrycznej. Energia elektryczna generowana przez moduł fotowoltaiczny jest prądem stałym, ale większość urządzeń zużywających energię i sieci wykorzystuje prąd przemienny. Dlatego falowniki odgrywają kluczową rolę w systemach energii słonecznej, przekształcając prąd stały w prąd przemienny odpowiedni do użytku domowego lub do wprowadzenia do sieci.

Kiedy światło słoneczne styka się z panelami słonecznymi, znanymi również jako ogniwa fotowoltaiczne (PV), zbudowanymi z półprzewodników z krzemu krystalicznego lub arsenku galu, uruchamiany jest wyrafinowany proces. Te warstwy półprzewodnikowe składają się z kombinacji warstw dodatnich i ujemnych połączonych złączami. W kontakcie ze światłem słonecznym półprzewodniki pochłaniają energię słoneczną, inicjując przepływ energii w ogniwie fotowoltaicznym. Energia ta krąży, oddziałując z wolnymi elektronami, które przemieszczają się między warstwami dodatnimi i ujemnymi, generując w ten sposób prąd stały (DC) - prąd elektryczny charakteryzujący się jednokierunkowym przepływem. Raz wytworzona energia elektryczna może być przechowywana w akumulatorze do późniejszego wykorzystania lub przesyłana bezpośrednio do falownika, w zależności od konkretnego typu wdrożonego systemu solarnego.

1. Falowniki łańcuchowe

Termin "string" odnosi się do szeregu paneli słonecznych ułożonych w klastry lub rzędy i połączonych w konfiguracji szeregowej. Aby falownik stringowy działał optymalnie, wszystkie panele w danym stringu muszą mieć identyczne odstępy i orientację.

Warto zauważyć, że do jednego falownika można podłączyć wiele łańcuchów. W rzeczywistości wiele falowników stringowych posiada 2 lub nawet 3 MPPT (śledzenie punktu mocy maksymalnej), aby to umożliwić. Zasadniczo oznacza to, że różne ciągi paneli słonecznych mogą być powiązane z każdym MPPT. Taka konfiguracja jest szczególnie korzystna w przypadku scenariuszy takich jak instalacje wschód/zachód, gdzie dwa ciągi paneli mogą zapewnić niezrównaną produkcję energii słonecznej.

2.Mikroinwertery

Mikroinwertery to stosunkowo nowa technologia, która stała się popularnym wyborem dla domowych systemów fotowoltaicznych. Biorąc pod uwagę, że na system paneli słonecznych z falownikiem łańcuchowym mogą mieć wpływ awarie pojedynczych paneli lub zacienienie, systemy mikroinwerterów rozwiązują ten problem. Wynika to z faktu, że w systemie z mikroinwerterem każdy pojedynczy panel słoneczny ma własny falownik, izolując w ten sposób wszelkie problemy. W rezultacie mikroinwertery są często uważane za sposób na zainstalowanie większej liczby paneli słonecznych na dachu. Ponieważ zacienione obszary nie są już tabu, a potrzeba mieszania orientacji nie jest już problemem. Chociaż system mikroinwerterów jest zwykle droższy niż tradycyjny falownik łańcuchowy, może on zwiększyć wytwarzanie energii słonecznej, a tym samym poprawić zwrot z inwestycji.

Mini elektrownia fotowoltaiczna Maysun Balcony Power Station, która zawiera 2 niestandardowe panele słoneczne (390-410 W, przezroczysty tył) i 2 mikroinwertery Hoymiles 400 W. Mikroinwertery zwiększają moc generowaną przez Balcony Power Station, zmniejszając wiele potencjalnych problemów, takich jak wpływ zacienienia, gorące punkty spowodowane różnicami w wydajności między modułami, wyzwania związane ze skalowalnością systemu, trudności w monitorowaniu i wykrywaniu usterek, nieefektywność ogólnej wydajności systemu oraz obawy dotyczące bezpieczeństwa związane z wysokim napięciem prądu stałego.

3. Hybrydowy falownik solarny

Przy rozpoczynaniu instalacji nowego systemu fotowoltaicznego połączonego z magazynowaniem energii, koncepcja falownika hybrydowego jest bardzo atrakcyjna. Biorąc pod uwagę, że panele słoneczne generują prąd stały (DC), konieczne jest, aby falownik ułatwiał konwersję tej energii DC na prąd przemienny (AC) w celu zapewnienia płynnej pracy urządzeń gospodarstwa domowego. Należy jednak pamiętać, że ogniwa słoneczne z natury przechowują energię elektryczną w postaci prądu stałego. Z pomocą przychodzi hybrydowy falownik solarny - wszechstronne rozwiązanie, które nie tylko przekształca przychodzącą energię prądu stałego w energię prądu przemiennego, ale także inteligentnie kieruje nadwyżkę energii prądu stałego do ogniw słonecznych w celu jej magazynowania lub potencjalnej sprzedaży do sieci. Ta zmagazynowana energia może być następnie wykorzystana i przekształcona z powrotem w prąd przemienny, gdy tylko dom tego wymaga.

4. Falownik

Inwertery mocy oferują wiele takich samych korzyści jak mikroinwertery i również znajdują się na każdym panelu. Inwertery mocy, znane również jako optymalizatory mocy DC, zapewniają optymalizację na poziomie panelu i monitorowanie wydajności. W przeciwieństwie do systemu mikroinwerterów, zamiast konwertować prąd stały na prąd przemienny bezpośrednio na dachu, optymalizator przekazuje prąd stały do falownika łańcuchowego. Może on być zainstalowany obok systemu magazynowania baterii. Ponieważ znajdują się one na poziomie modułu, często stanowią tańszą alternatywę dla mikroinwerterów.

1. Maksymalizacja produkcji energii

Inwertery solarne śledzą napięcie paneli fotowoltaicznych, aby zmaksymalizować ich moc roboczą i produkować jak najwięcej czystej energii.

Inwertery solarne do budynków mieszkalnych podłączone do sieci są znane z wytwarzania bardziej nieskazitelnej fali sinusoidalnej - wskaźnika, który mierzy płynne przejście prądu elektrycznego. Ta doskonała jakość fali sinusoidalnej odróżnia je od przyjaznych dla budżetu falowników, które generują zmodyfikowaną falę sinusoidalną. Zaletą czystszej fali sinusoidalnej jest jej zdolność do zagwarantowania płynnego i wydajnego działania delikatnego i wrażliwego sprzętu.

2. Monitorowanie mocy wyjściowej systemu

Obserwowanie systemu solarnego generującego tysiące watów w słoneczny dzień jest naprawdę ekscytujące. W rezultacie dla większości właścicieli domów naturalne jest poszukiwanie sposobu monitorowania wydajności ich cennej inwestycji.

Większość inwerterów paneli słonecznych jest wyposażona we wbudowane mechanizmy wyświetlania produkcji energii w czasie rzeczywistym. Co więcej, niektóre zaawansowane modele oferują wygodę śledzenia wydajności całego systemu solarnego za pośrednictwem dedykowanej aplikacji mobilnej lub przyjaznego dla użytkownika interfejsu strony internetowej. Jeśli coś pójdzie nie tak, niektóre domowe inwertery automatycznie sprawdzą wydajność systemu solarnego i zaalarmują użytkownika, jeśli wykryją problem z którymkolwiek z komponentów. Możesz także skorzystać z funkcji śledzenia wydajności falownika domowego, aby okresowo sprawdzać, jak dobrze działają komponenty systemu i upewnić się, że wytwarzają odpowiednią ilość energii.

3. Komunikacja z siecią energetyczną

W przypadku tymczasowej przerwy w dostawie prądu, inwerter solarny zapewnia, że energia nie jest przesyłana z paneli do zewnętrznych linii energetycznych. W ten sposób pracownicy linii, którzy mogą przeprowadzać inspekcję lub naprawę sieci, nie będą narażeni na niebezpieczeństwo.

Jeśli posiadasz pełną baterię słoneczną lub jeśli Twój dom nie musi generować całej energii słonecznej, inwerter może również dostarczać nadmiar energii do sieci, aby pomóc Ci wygenerować kredyty energetyczne netto.

1.Awaria lub uszkodzenie falownika:

Wewnętrzne komponenty falownika mogą ulec uszkodzeniu, powodując zatrzymanie jego pracy lub spadek wydajności. Awaria ta może być spowodowana starzeniem się komponentów, zmęczeniem materiału, wadami produkcyjnymi lub złymi warunkami pracy. Naprawa może wymagać wymiany lub naprawy falownika.

2.Awaria MPPT:

Śledzenie punktu mocy maksymalnej (MPPT) jest kluczową funkcją falownika, która zapewnia, że panele słoneczne pracują z optymalną wydajnością. Awaria MPPT może być spowodowana problemem z oprogramowaniem, obwodem lub wadliwym czujnikiem. Może to spowodować, że panele słoneczne nie będą wytwarzać maksymalnej mocy, zmniejszając w ten sposób wydajność systemu.

3.Problemy z komunikacją:

Falowniki zazwyczaj komunikują się z systemami monitorowania lub platformami zdalnego monitorowania w celu zdalnego monitorowania i rozwiązywania problemów. Problemy z komunikacją mogą być spowodowane przez problemy z siecią, awarie modułów komunikacyjnych, błędy konfiguracji lub problemy z oprogramowaniem. Może to spowodować, że system monitorowania nie będzie w stanie pozyskiwać danych w czasie rzeczywistym lub wykonywać operacji telemetrycznych.

4.Problemy z przegrzaniem:

Wysoka temperatura otoczenia może spowodować przegrzanie falownika. Właściwe środki rozpraszania ciepła i lokalizacja falownika mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że falownik może skutecznie rozpraszać ciepło i nie przegrzewać się. Przegrzanie może spowodować spadek wydajności falownika lub uszkodzenie wewnętrznej elektroniki.

1.Czyszczenie i kontrola:

Regularnie czyść obudowę falownika, aby upewnić się, że nie gromadzi się na niej kurz, brud ani zanieczyszczenia. Do czyszczenia należy używać suchej, miękkiej szmatki lub szczotki i unikać używania wody lub rozpuszczalników chemicznych, aby zapobiec przedostaniu się wody lub uszkodzeniu elementów elektronicznych. Należy sprawdzić, czy na obudowę nie dostały się pajęczyny, owady lub inne małe zwierzęta, ponieważ może to wpływać na rozpraszanie ciepła lub powodować zwarcia.

2.Sprawdź połączenia kablowe:

Należy okresowo sprawdzać połączenia kablowe falownika, aby upewnić się, że są one szczelne i bezpieczne, a nie poluzowane lub utlenione. Luźne połączenia mogą prowadzić do zwiększonej rezystancji, co może powodować problemy z przegrzaniem.

3.Monitorowanie temperatury otoczenia:

Falowniki pracujące w gorącym otoczeniu wymagają dodatkowej uwagi. Należy upewnić się, że falownik jest zainstalowany w dobrze wentylowanym, zacienionym miejscu, aby zminimalizować ryzyko przegrzania. Monitoruj temperaturę pracy falownika, aby upewnić się, że się nie przegrzewa.

4.Konserwacja układu chłodzenia:

Falowniki często mają wbudowane systemy chłodzenia, takie jak wentylatory lub radiatory. Należy upewnić się, że te systemy chłodzenia są czyste i nie są zablokowane, aby falownik mógł skutecznie odprowadzać ciepło.

Obecnie na rynku dostępnych jest wiele marek falowników, takich jak Huawei, Homer, Growat, SMA i wiele innych. Nie martw się, wszystkie te falowniki są kompatybilne z panelami słonecznymi Maysun.

1. Dopasowanie mocy znamionowej:

Falownik solarny powinien mieć wystarczającą moc znamionową, aby obsłużyć moc wyjściową podłączonego modułu solarnego. Moc znamionowa falownika powinna być nieco wyższa niż maksymalna moc wyjściowa modułu słonecznego, aby zapewnić, że moduł słoneczny będzie w stanie pracować z maksymalnym potencjałem. Wybierając falownik, należy upewnić się, że jego moc znamionowa jest odpowiednia dla całkowitej mocy modułu solarnego.

2. Dopasowanie prądu wejściowego:

Falownik musi również dostosować się do prądu wyjściowego modułu solarnego. Prąd wyjściowy zmienia się w zależności od warunków oświetleniowych i temperatury, a falownik musi być w stanie poradzić sobie z tymi zmianami.

3. Metoda połączenia wejściowego:

Moduły solarne są zwykle podłączane do falownika szeregowo lub równolegle. Połączenia szeregowe zwiększają napięcie systemu, podczas gdy połączenia równoległe zwiększają prąd systemu. Falownik musi obsługiwać określoną metodę połączenia.

4. Funkcja MPPT (Maximum Power Point Tracking):

Wiele nowoczesnych falowników solarnych posiada funkcję MPPT, która śledzi aktualny punkt maksymalnej mocy modułu solarnego, aby zapewnić optymalną wydajność konwersji energii. Upewnij się, że Twój falownik posiada tę funkcję i skonfiguruj go tak, aby zmaksymalizować zużycie energii.

Przykłady:

Maysun Balcony Power Station MiniPV ：Jak panele słoneczne dostosowują się do falownika?

Maysun Balcony Power Station MiniPV łączy w sobie panel słoneczny Venusun S o zakresie mocy 390W-410W i maksymalnym prądzie zasilania 9,32A oraz falownik Hoymiles HMS-400-1A, zaprojektowany dla zakresu mocy modułu 320W-540W+ i maksymalnego prądu wejściowego 14A. Dopasowany zakres mocy i maksymalny prąd zapewniają ich doskonałą kompatybilność, gwarantując wydajną i efektywną współpracę.

(Panel słoneczny: Venusun S)

(Mikroinwerter: Hoymiles HMS-400-1A)

Wydajność modułu fotowoltaicznego (PV) zależy od jego napięcia i prądu wyjściowego, które są zgodne z krzywą I-V (przedstawioną na zielono) i krzywą P-V (zilustrowaną na niebiesko). Aby zapewnić, że falownik wykorzystuje najwyższą moc wyjściową, kluczowe jest utrzymanie napięcia DC w określonym punkcie oznaczonym czerwoną kropką - punkt ten jest znany jako punkt maksymalnej mocy. Na przykład, jeśli maksymalny punkt mocy odpowiada napięciu 500 V, moc wyjściowa przy tym poziomie napięcia osiąga 200 watów. Z kolei praca przy napięciu 480 V daje około 190 watów, a 530 V tylko około 185 watów. Wyraźnie widać, że żadna z tych alternatyw nie dorównuje wydajnością ustawieniu 500V. Zaniedbanie śledzenia 500V prowadzi do spadku generowanej mocy.

Teraz można się zastanawiać, dlaczego konieczne jest ciągłe śledzenie tego optymalnego punktu. Uzasadnieniem tej praktyki jest nieodłączna zmienność wydajności modułu fotowoltaicznego, na którą wpływają takie czynniki jak natężenie światła, temperatura i zacienienie. W rezultacie lokalizacja punktu maksymalnej mocy zmienia się w ciągu dnia - może wynosić 530 V rano, 500 V w południe i 520 V po południu. W rezultacie kontroler musi konsekwentnie szukać punktu maksymalnej mocy, wykorzystując technikę znaną jako śledzenie punktu maksymalnej mocy (MPPT). Takie podejście zapewnia, że panel fotowoltaiczny maksymalizuje swoją moc wyjściową przez cały dzień, minimalizując marnotrawstwo cennych zasobów słonecznych.

Ponieważ moduł fotowoltaiczny reaguje na wahania natężenia światła i zewnętrzne zmienne środowiskowe, jego moc wyjściowa odpowiednio się zmienia. W sytuacjach wzmożonego nasłonecznienia, inwertery wyposażone w MPPT odgrywają kluczową rolę w wykorzystaniu pełnego potencjału modułu PV, umożliwiając mu stałą pracę w punkcie maksymalnej mocy. Zasadniczo, w stabilnych warunkach promieniowania słonecznego, moc wyjściowa po MPPT przewyższa moc osiągniętą przed zastosowaniem MPPT, co podkreśla znaczenie tej technologii.

Maysun nie produkuje falowników, ale ściśle współpracuje z wieloma znanymi producentami falowników. Decydując się na zakup naszych paneli fotowoltaicznych, skorzystasz również ze współpracy z wysokiej jakości producentami falowników, którą oferujemy. Naszym celem jest dostarczenie kompleksowego rozwiązania solarnego, które zapewni płynne działanie systemu zasilania energią słoneczną i wyróżni się wydajnością energetyczną i niezawodnością. Niezależnie od tego, czy chodzi o panele fotowoltaiczne, czy falowniki, jesteśmy zaangażowani w dostarczanie najlepszych produktów i usług dla potrzeb zielonej energii.

Może Ci się również spodobać: