Kaip centrinis fotovoltinės sistemos valdiklis, keitiklis atlieka pagrindinį vaidmenį visos sistemos veikime ir išėjime. Kai sistema turi problemų, tokių kaip budėjimo režimas, išjungimas, aliarmas, gedimas, lūkesčių neatitinkanti elektros energijos gamyba, duomenų stebėjimo nutrūkimas ir pan., eksploatavimo ir priežiūros personalas visada nesąmoningai pradeda nuo keitiklio, ieškodamas priežasties ir sprendimo. Kasdien bendraujant pastebima, kad nors paskirstyta fotoelektra sparčiai vystosi jau daugelį metų, vis dar yra keletas tipiškų nesusipratimų dėl inverterių. Pakalbėkime apie tai šiandien.
01 Inverterio išėjimo įtampa?
Parametrą "kintamosios srovės išėjimo įtampa" galima lengvai rasti kiekvienos keitiklio prekės ženklo specifikacijų lape. Tai yra pagrindinis parametras apibrėžiant keitiklio klasės charakteristikas. Paprastai tariant, kintamosios srovės išėjimo įtampa reiškia įtampos vertę, kurią išeina keitiklio kintamoji pusė. Tiesą sakant, tai yra nesusipratimas.
"AC išėjimo įtampa" nėra paties keitiklio išėjimo įtampa. Inverteris yra galios elektroninis įrenginys, turintis srovės šaltinio savybes. Kadangi, norint saugiai perduoti ar kaupti generuojamą elektros energiją, jį reikia prijungti prie elektros tinklo (Utility), jis visada aptiks tinklo, prie kurio yra prijungtas, įtampą (V) ir dažnį (F). Ar šie du parametrai yra sinchronizuoti / vienodi su tinklu, lemia, ar tinklelis gali priimti keitiklio išleidžiamą elektros energiją. Kad išvestų savo vardinės galios vertę (P=UI), keitiklis apskaičiuoja, ar jis gali toliau gaminti ir kiek išvesti, atsižvelgdamas į kiekvieną akimirką aptiktą tinklo įtampą (tinklo prijungimo tašką). Tai, kas čia iš tikrųjų išvedama į tinklą, yra srovė (I), o srovės dydis koreguojamas pagal įtampos pokytį.
Kaip pavyzdį imant poreikį konvertuoti 10KW, jei tinklo įtampa yra 400V, srovės vertė, kurią šiuo metu turi išvesti keitiklis, yra: 10000÷400÷1,732≈14,5A; kitu momentu tinklo įtampai svyruojant iki 430V, reikiama išėjimo srovė nustatoma iki 13,4A; priešingai, kai tinklo įtampa mažėja, keitiklis atitinkamai padidins išėjimo srovės vertę. Reikia atkreipti dėmesį į du dalykus: ① Tinklo įtampa negali išlikti pastovios vertės, ji visada svyruoja; ② Todėl keitiklio aptikta tinklo įtampa turi turėti diapazoną. Jei tikroji tinklo įtampa svyruoja už šio diapazono ribų, keitiklis turi jį aptikti realiu laiku ir pranešti apie gedimą bei sustabdyti išėjimą, kol bus atkurta tinklo įtampa. Taip siekiama apsaugoti elektros prietaisų ir toje pačioje pastotės linijoje dirbančio personalo saugumą.
Kodėl šiuo atveju nepakeitus šio parametro pavadinimo? Pagrindinė priežastis yra ta, kad pramonė jau daug metų laikosi tos pačios praktikos – visi ją taip vadina; tuo pačiu metu, kad jis atitiktų išėjimo srovę, jis buvo vadinamas tokiu būdu.
02 Ar inverteris turi būti aprūpintas apsauga nuo nusileidimo?
Atsakymas, žinoma, taip, be jokios abejonės. Galima net sakyti, kad inverteris gali būti vadinamas inverteriu dėl to, kad jis turi apsaugą nuo išsiliejimo. Įsivaizduokite: jei keitiklis leidžia įvesti DC pusę, o kintamosios srovės pusė negali išvesti, kur nukeliaus didelis įkrovimas? Pats keitiklis nėra saugojimo įrenginys ir negali išlaikyti didelio įkrovimo kiekio, todėl jis vis tiek turi išvesti. Kai įvyksta salelės, tai yra tada, kai dėl kokių nors priežasčių nutrūksta įprastas elektros energijos perdavimas ir paskirstymas elektros tinkle. Į elektros tinklo liniją pradiniu keliu patekus dideliam kiekiui įkrovos, jei šiuo metu prie jos dirba elektros energijos priežiūros personalas, pasekmės bus pražūtingos. Todėl, jei norima, kad fotovoltinė sistema visada būtų sinchronizuota su elektros tinklu, joje turi būti įrengta apsaugos nuo išsiliejimo funkcija (Anti-Islanding).
Kaip tai pasiekti? Svarbiausia, kad būtų išvengta salos efekto, vis dar yra elektros energijos tiekimo tinklo nutrūkimų aptikimas. Paprastai naudojami du „salos efekto“ aptikimo metodai – pasyvus arba aktyvus. Nepriklausomai nuo aptikimo metodo, patvirtinus, kad elektros tinkle nėra maitinimo, prie tinklo prijungtas keitiklis bus atjungtas nuo tinklo ir keitiklis sustabdomas per nustatytą reakcijos laiką. Šiuo metu taisyklėse nustatyta atsako reikšmė yra 2 s.
03 Ar kuo didesnė nuolatinės srovės grandinės įtampa, tuo geriau generuojama energija?
Ne visai. Keitiklio MPPT darbinės įtampos diapazone yra vardinės darbinės įtampos vertė. Kai nuolatinės srovės eilutės įtampos vertė yra lygi keitiklio vardinei įtampos vertei arba artima jos vertei, ty visos apkrovos MPPT įtampos diapazone, keitiklis gali išvesti savo vardinės galios vertę. Jei stygos įtampa yra per aukšta arba per žema, stygos įtampa yra toli nuo keitiklio nustatytos vardinės įtampos vertės / diapazono, o jos išėjimo efektyvumas labai sumažėja. Pirma, atmesta galimybė išvesti vardinę galią – tai nepageidautina; antra, jei stygos įtampa yra per žema, keitiklio Boost grandinę reikia dažnai mobilizuoti, kad ji veiktų nuolat, o dėl nuolatinio šildymo vidinis ventiliatorius veikia nuolat, o tai galiausiai praranda efektyvumą; jei stygos įtampa per aukšta, tai ne tik nesaugu, bet ir riboja komponento IV išėjimo kreivę, todėl srovė mažėja, o galios svyravimai yra didesni. Kaip pavyzdį imant 1100 V keitiklį, jo vardinės darbinės įtampos taškas paprastai yra 600 V, o visos apkrovos MPPT įtampos diapazonas yra nuo 550 V iki 850 V. Jei įėjimo įtampa viršija šį diapazoną, keitiklio veikimas nėra idealus.