Γιατί χρειάζεστε έναν μετατροπέα ισχύος για το σύστημα ηλιακής ενέργειας

Το σύστημα ηλιακής ενέργειας απαιτεί έναν μετατροπέα για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας συνεχούς ρεύματος (DC) που συλλέγεται από τα πάνελ σας σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Επιπλέον, αυτοί οι μετατροπείς εξυπηρετούν πολλαπλές άλλες λειτουργίες στο σπίτι σας και θα πρέπει επίσης να εκτελούν όλες τις απαραίτητες εργασίες συντήρησης.

Το μέγεθος του μετατροπέα σας είναι ένα κρίσιμο στοιχείο για το σχεδιασμό ενός αποδοτικού συστήματος ηλιακής ενέργειας συν μπαταρία. Ένας μικρότερος αντιστροφέας μπορεί να έχει απώλειες απόδοσης κατά τη μετατροπή του από πηγές ισχύος συνεχούς ρεύματος σε πηγές εναλλασσόμενου ρεύματος, οδηγώντας σε απώλειες απόδοσης κατά τη λειτουργία.

Τι είναι ο αντιστροφέας;

Οι αντιστροφείς μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος (DC) σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Σε αντίθεση με το συνεχές ρεύμα, το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να ρέει και προς τις δύο κατευθύνσεις και, επομένως, πρέπει να διοχετεύεται σωστά για την αποτελεσματική λειτουργία του.

Ένας αντιστροφέας λειτουργεί ελέγχοντας ένα σύνολο διακοπτών μέσω ενός μικροεπεξεργαστή, με μεταγωγή σε πολύ υψηλότερη συχνότητα από αυτή που λειτουργούν οι περισσότερες οικιακές συσκευές (50-60 hertz για τις περισσότερες οικιακές συσκευές), έτσι ώστε να παράγονται σχεδόν ημιτονοειδή κύματα με συνολική αρμονική παραμόρφωση (THD) κάτω από 3%.

Η βαθμολογία απόδοσης ενός μετατροπέα ισχύος υπολογίζεται αφαιρώντας τις απώλειες μεταγωγής από τη συνολική ισχύ εισόδου που καταναλώνεται και στη συνέχεια δημοσιεύοντας τον αριθμό αυτό είτε ως βαθμολογία ισχύος εξόδου DC είτε ως τιμή απόδοσης Euro.

Οι αντιστροφείς αποτελούν βασικό συστατικό κάθε συστήματος ηλιακής ενέργειας, μετατρέποντας την ενέργεια που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ σε ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο από σπίτια όσο και από επιχειρήσεις. Οι παραδοσιακοί μετατροπείς "string" συνδέουν όλους τους ηλιακούς συλλέκτες μαζί για να απορροφούν ταυτόχρονα όλη την παραγωγή συνεχούς ρεύματος- όλο και περισσότεροι άνθρωποι επιλέγουν μικρομετατροπείς που συνδέονται απευθείας σε μεμονωμένους συλλέκτες για πιο αποτελεσματική παραγωγή και εφεδρική ισχύ σε περίπτωση που το δίκτυο πέσει- συνήθως διαθέτουν προστασία από αισθητήρα θερμοκρασίας για την προστασία αυτών των συσκευών από υπερθέρμανση.

Οι αντιστροφείς μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος (DC) σε ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος (AC).

Στα ηλιακά συστήματα, οι μετατροπείς μετατρέπουν την ενέργεια συνεχούς ρεύματος από τους ηλιακούς συλλέκτες σε ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι οικιακές συσκευές και τα ηλεκτρονικά είδη. Προστατεύουν επίσης τον οικιακό εξοπλισμό και την καλωδίωση σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, αποτρέπουν τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε εξωτερικές γραμμές κατά τη διάρκεια διακοπών του δικτύου και σας επιτρέπουν να παράγετε πιστώσεις καθαρής ενέργειας (εκπτώσεις στο λογαριασμό του ηλεκτρικού σας ρεύματος για την αποστολή της πλεονάζουσας ηλιακής ενέργειας πίσω στην εταιρεία ηλεκτρισμού) όταν είστε συνδεδεμένοι στο δίκτυο.

Οι αντιστροφείς λειτουργούν με την ταχεία ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ενός μεγάλου αριθμού τρανζίστορ (ή ημιαγωγών). Καθώς κάθε ζεύγος τρανζίστορ ανοίγει και κλείνει σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα, το ηλεκτρικό τους ρεύμα αυξάνεται και μειώνεται αντίστοιχα- δημιουργώντας αυτό που είναι γνωστό ως ημιτονοειδές κύμα. Η προκύπτουσα κυματομορφή μοιάζει με αυτή των κυλιόμενων λόφων.

Η ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος ρέει προς μία μόνο κατεύθυνση, ενώ η ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος εναλλάσσει τη ροή της αρκετές φορές κάθε δευτερόλεπτο. Ένας μετατροπέας μετατρέπει την τάση συνεχούς ρεύματος (συνήθως 12, 24 ή 48 βολτ) στην τυπική τάση εναλλασσόμενου ρεύματος 120 ή 240 βολτ στα 60 Hz.

Οι αντιστροφείς μπορούν να αποθηκεύουν την ενέργεια που μετατρέπουν σε μπαταρίες για καταστάσεις έκτακτης ανάγκης ή αιχμής ζήτησης. Επιπλέον, οι αντιστροφείς μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για τη μετατροπή της παραγωγής ανεμογεννητριών ή υδροηλεκτρικών γεννητριών σε χρησιμοποιήσιμη ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος για χρήση από άλλες συσκευές σε ένα σύστημα.

Οι αντιστροφείς μπορούν να αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια σε μπαταρίες.

Οι ηλιακοί συλλέκτες αξιοποιούν το ηλιακό φως για να απελευθερώσουν ηλεκτρόνια από τις πλάκες πυριτίου, δημιουργώντας ηλεκτρικό ρεύμα. Δυστυχώς, αυτό το συνεχές ρεύμα (DC) δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τις περισσότερες οικιακές συσκευές- έτσι, το ηλιακό σας σύστημα απαιτεί έναν μετατροπέα που το μετατρέπει σε εναλλασσόμενο ρεύμα που μπορεί να χρησιμοποιήσει το νοικοκυριό σας.

Οι αντιστροφείς εξυπηρετούν πολλαπλές λειτουργίες που βοηθούν τη λειτουργία του ηλιακού σας συστήματος. Για παράδειγμα, παρακολουθούν την τάση των πλαισίων για να καθορίσουν τα μέγιστα επίπεδα ισχύος εξόδου των μονάδων, αποφεύγοντας έτσι την υπερβολική λειτουργία των αλυσίδων και μειώνοντας έτσι τη συνολική παραγωγή ενέργειας από το σύστημά σας. Επιπλέον, οι μετατροπείς διαθέτουν λειτουργίες προστασίας από σφάλματα συστήματος για να ανιχνεύουν και να διακόπτουν τη λειτουργία τους εάν κάτι δεν πάει καλά με τα πάνελ ή την καλωδίωση και να διακόπτουν αμέσως το σύστημα εάν κάτι δεν λειτουργεί σωστά σε οποιαδήποτε από τις δύο περιπτώσεις.

Οι έξυπνοι μετατροπείς παρέχουν ένα ακόμη επίπεδο επικοινωνίας με το δίκτυο. Συνδεδεμένοι με τα ηλιακά συστήματα που συνδέονται με το δίκτυο, οι μετατροπείς μπορούν να ανιχνεύουν αποκλίσεις στη συχνότητα και την τάση από τις τυπικές τιμές και να αντιδρούν με διάφορους τρόπους- ορισμένοι μπορούν να αντέξουν μικρές διαταραχές- αν μια απόκλιση επιμείνει για πολύ καιρό, θα μπορούσαν ακόμη και να αποσυνδεθούν από αυτό και να κλείσουν εντελώς.

Άλλοι αντιστροφείς παρέχουν άεργο ισχύ όταν είναι απαραίτητο στο δίκτυο, συμβάλλοντας στην εξισορρόπησή του και κάνοντας το έργο των εταιρειών κοινής ωφέλειας απλούστερο. Επιπλέον, αυτοί οι αντιστροφείς επιτρέπουν την επιστροφή της περίσσειας ηλιακής ενέργειας στο δίκτυο - εξοικονομώντας χρήματα μέσω των καθαρών ενεργειακών πιστώσεων στο λογαριασμό σας για το ηλεκτρικό ρεύμα!

Οι αντιστροφείς μπορούν να επικοινωνούν με το δίκτυο.

Καθώς η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται ευρύτερα, η σημασία της επικοινωνίας των μετατροπέων με το δίκτυο έχει αυξηθεί εκθετικά. Πρέπει να το ενημερώνουν όταν η παραγωγή τους υπερβαίνει την κατανάλωση, ώστε να μπορούν να λάβουν πίστωση. Πρέπει επίσης να είναι σε θέση να αλλάζουν την παραγωγή καθώς αλλάζει η άλλη παραγωγή και η ζήτηση - μια πτυχή γνωστή ως αυτόματος έλεγχος της παραγωγής στο δίκτυο.

Οι αντιστροφείς παρέχουν άλλες υπηρεσίες δικτύου, όπως απόκριση τάσης και συχνότητας. Σε ένα δίκτυο, η τάση (η δύναμη που ωθεί το ηλεκτρικό φορτίο προς τα εμπρός) και το ρεύμα (ροή φορτισμένων σωματιδίων) αυξομειώνονται συνεχώς. Με τους αντιστροφείς που διαθέτουν χαρακτηριστικά για το συγχρονισμό και των δύο σε φάση, καθιστώντας την ισχύ τους πιο "πραγματική" για να την απορροφήσουν οι συνδεδεμένες συσκευές.

Ομοίως, όταν συνδυάζονται με συστήματα ηλιακής ενέργειας, οι μετατροπείς μπορούν να βοηθήσουν τις μπαταρίες να ανταποκριθούν στις διακυμάνσεις της τάσης του δικτύου, προσαρμόζοντας την παραγωγή όταν η τάση αυξάνεται ή μειώνεται - συμβάλλοντας στην προστασία των μπαταριών και του λοιπού εξοπλισμού του δικτύου από ζημιές ή βλάβες.

Οι αντιστροφείς μπορούν να συνδεθούν με το δίκτυο μέσω εξοπλισμού επικοινωνίας ενσωματωμένου απευθείας σε αυτούς ή προσαρτημένου ως αξεσουάρ, στέλνοντας πληροφορίες σχετικά με τη δική τους παραγωγή και χρήση ενέργειας απευθείας σε μια πύλη διαδικτύου ή σε υλικό παρακολούθησης, ώστε οι ιδιοκτήτες, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και τα συστήματα αυτοματισμού δικτύου να μπορούν να παρακολουθούν όλα όσα συμβαίνουν σε αυτούς.