Inverteris yra vienas svarbiausių saulės energijos sistemos įrenginių. Tai prietaisas, kuris saulės kolektorių generuojamą nuolatinę srovę (DC) keičia į kintamąją srovę (AC), naudojamą elektros tinkle. Nuolatinės srovės atveju srovė teka viena kryptimi, esant pastoviai įtampai. Kintamosios srovės atveju srovė teka abiem grandinės kryptimis, kai įtampa keičiasi iš teigiamos į neigiamą. Inverteris yra tik vienas iš galios elektronikos prietaisų, reguliuojančių energijos srautą.
Iš esmės inverteris nuolatinę srovę keičia į kintamąją labai greitai keisdamas nuolatinės srovės įėjimo kryptį pirmyn ir atgal. Taip nuolatinės srovės įėjimas tampa kintamosios srovės išėjimu. filtrus ir kitus elektroninius įtaisus galima naudoti švariai, pasikartojančiai sinusoidinei įtampai, kurią galima tiekti į tinklą, gaminti. Sinusinė banga - tai įtampos kitimo laikui bėgant forma arba modelis, kurį tinklas gali naudoti nepažeisdamas elektros prietaisų, skirtų veikti esant tam tikram dažniui ir įtampai.
Pirmieji inverteriai buvo sukurti XIX a. ir buvo mechaniniai. besisukantis variklis galėjo būti naudojamas nuolat keisti nuolatinės srovės šaltinio tiesioginę arba atvirkštinę jungtį. Šiandien elektros jungiklius gaminame naudodami tranzistorius, kurie yra kietojo kūno įtaisai be judančių dalių. Tranzistoriai gaminami iš puslaidininkinių medžiagų, pavyzdžiui, silicio arba galio arsenido. Jie valdo elektros srautą pagal išorinius elektrinius signalus.
Jei turitenamų saulės sistema, jūsų keitiklis tikriausiai turi kelias funkcijas. Jis ne tik konvertuoja saulės energiją į kintamosios srovės energiją, bet ir gali stebėti sistemą bei suteikti portalą ryšiui su kompiuterių tinklais palaikyti. Saulės energijos ir baterijų kaupimo sistemos remiasi pažangiais keitikliais, kurie gali veikti be tinklo pagalbos nutrūkus elektros energijos tiekimui (jei jie yra tam pritaikyti).
Inverteriais pagrįsto tinklo link
Istoriškai elektros energija daugiausia buvo gaminama deginant kurą, kad susidarytų garai, kurie suko turbogeneratorius. Šių generatorių judėjimas sukuria kintamąją srovę, kai įrenginiai sukasi, o tai taip pat lemia dažnį arba sinusoidės pasikartojimo skaičių. Elektros energijos tiekimo dažnis yra svarbus tinklo būklės rodiklis. Pavyzdžiui, jei apkrova yra per didelė (per daug prietaisų vartoja energiją), tuomet energija iš tinklo vartojama greičiau, nei gali būti tiekiama. Dėl to turbinos sulėtėja, o kintamosios srovės energijos dažnis sumažėja. Kadangi turbinos yra dideli besisukantys objektai, jos priešinasi dažnio pokyčiams, kaip ir visi kiti objektai priešinasi judėjimo pokyčiams - ši savybė vadinama inercija.
Kadangi prie tinklo prijungiama vis daugiau saulės energijos sistemų, prie tinklo prijungiama daugiau keitiklių nei bet kada anksčiau. Inverterių gamyba gali gaminti energiją bet kokiu dažniu ir, kadangi nenaudojama turbina, neturi tokių pačių inercijos savybių kaip garo gamyba. Todėl pereinant prie tinklo, kuriame yra daugiau inverterių, reikia kurti išmanesnius inverterius, kurie galėtų reaguoti į dažnio pokyčius ir kitus sutrikimus, atsirandančius eksploatuojant tinklą, ir padėti stabilizuoti tinklą nuo šių sutrikimų.
Tinklo paslaugos ir keitikliai
Tinklo operatoriai, teikdami įvairias tinklo paslaugas, valdo elektros energijos pasiūlą ir paklausą elektros energijos sistemoje. Tinklo paslaugos - tai veikla, kurią tinklo operatoriai vykdo siekdami palaikyti visos sistemos pusiausvyrą ir geriau valdyti elektros energijos perdavimą.
Kai tinklas nebeveikia taip, kaip tikėtasi, pavyzdžiui, kai nukrypsta įtampa ar dažnis, išmanieji keitikliai gali reaguoti įvairiais būdais. Apskritai mažų inverterių, pavyzdžiui, prijungtų prie namų saulės energijos sistemos, standartas yra likti įjungtiems arba "važiuoti" per pertrūkius, kai yra nedideli įtampos ar dažnio sutrikimai, o jei pertrūkis trunka ilgai arba yra didesnis nei įprastai, jie automatiškai atsijungia nuo tinklo ir išsijungia. Reagavimas į dažnį yra ypač svarbus, nes dažnio kritimas yra susijęs su netikėtu elektros energijos gamybos išjungimu. Reaguodami į dažnio pokyčius, keitikliai yra sukonfigūruoti taip, kad pakeistų savo išėjimo galią ir atkurtų standartinį dažnį. Inverteriais pagrįsti ištekliai taip pat gali reaguoti į operatoriaus signalus ir keisti savo galią, kai elektros energijos sistemoje svyruoja kitų šaltinių pasiūla ir paklausa - ši tinklo paslauga vadinama automatiniu gamybos valdymu. Kad galėtų teikti tinklo paslaugas, inverteris turi turėti galios šaltinį, kurį galėtų valdyti. Tai gali būti gamybos šaltinis, pavyzdžiui, saulės kolektorius, šiuo metu gaminantis energiją, arba kaupimo šaltinis, pavyzdžiui, akumuliatorių sistema, kuri gali būti naudojama anksčiau sukauptai energijai tiekti.
Kita tinklo paslauga, kurią gali teikti kai kurie pažangūs inverteriai, yra tinklo formavimas. Tinklo formavimo inverteriai gali paleisti tinklą, kai įvyksta tinklo gedimas, ir šis procesas vadinamas "juoduoju paleidimu". Tradiciniams "tinklą sekantiems" keitikliams reikia išorinio signalo iš tinklo, kad būtų nustatyta, kada persijungti, kad būtų sukurta sinusinė banga, kurią galima įjungti į tinklą. Šiose sistemose elektros energija iš tinklo yra signalas, kurį inverteris bando suderinti. Pažangesni tinklą formuojantys inverteriai gali patys generuoti signalą. Pavyzdžiui, nedidelis saulės kolektorių tinklas gali paskirti vieną iš inverterių veikti tinklo formavimo režimu, o kiti inverteriai seka jo pavyzdžiu kaip šokantys partneriai, sudarydami stabilų tinklą be jokios turbininės generacijos.
Reaktyvioji galia yra viena svarbiausių tinklo paslaugų, kurias gali teikti inverteriai. Elektros tinkle įtampa (jėga, kuri stumia elektros krūvius), kaip ir srovė (elektros krūvių judėjimas), visada keičiasi pirmyn ir atgal. Kai įtampa ir srovė sinchronizuojamos, elektros energija yra maksimaliai didelė. Tačiau kartais tarp dviejų kintamų įtampos ir srovės režimų gali būti vėlavimas, pavyzdžiui, kai veikia variklis. Jei jie nesinchronizuojami, dalies grandine tekančios energijos negali absorbuoti prijungta įranga, todėl sumažėja efektyvumas. Norint pagaminti tokį patį "tikrosios" galios (galios, kurią gali absorbuoti apkrova) kiekį, reikia didesnės bendros galios. Kad tai neutralizuotų, komunalinių paslaugų teikėjai tiekia reaktyviąją galią, kad įtampa ir srovė vėl būtų sinchronizuojamos ir elektra būtų lengviau vartojama. Pati reaktyvioji galia nenaudojama, bet sudaro sąlygas naudoti kitą galią. Šiuolaikiniai inverteriai gali tiekti ir absorbuoti reaktyviąją galią, kad padėtų tinklui subalansuoti šį svarbų šaltinį. Be to, kadangi reaktyviąją galią sunku perduoti dideliais atstumais, paskirstytieji energijos ištekliai, pavyzdžiui, saulės energija ant stogo, yra ypač naudingi reaktyviosios galios šaltiniai.
