În calitate de controler central al sistemului fotovoltaic, invertorul joacă un rol cheie în funcționarea și ieșirea întregului sistem. Atunci când sistemul are probleme precum standby, oprire, alarmă, defecțiune, generarea de energie care nu corespunde așteptărilor, întreruperea monitorizării datelor etc., personalul de operare și întreținere pornește întotdeauna subconștient de la invertor pentru a găsi cauza și soluția. În comunicarea zilnică, se constată că, deși fotovoltaica distribuită se dezvoltă rapid de mulți ani, există încă câteva neînțelegeri tipice despre invertoare. Să vorbim despre asta astăzi.
01 Tensiunea de ieșire a invertorului?
Parametrul „Tensiune de ieșire AC” poate fi găsit cu ușurință în fișa de specificații a fiecărei mărci de invertor. Este un parametru cheie pentru definirea caracteristicilor de grad ale unui invertor. În termeni simpli, tensiunea de ieșire AC pare să se refere la valoarea tensiunii de ieșire de partea AC a invertorului. De fapt, aceasta este o neînțelegere.
„Tensiunea de ieșire AC” nu este tensiunea de ieșire de către invertorul în sine. Invertorul este un dispozitiv electronic de putere cu proprietăți sursei de curent. Deoarece trebuie să fie conectat la rețeaua electrică (Utility) pentru a transmite sau stoca în siguranță energia electrică generată, va detecta întotdeauna tensiunea (V) și frecvența (F) rețelei la care este conectat în timpul funcționării. Dacă acești doi parametri sunt sincronizați/la fel cu rețeaua determină dacă energia electrică produsă de invertor poate fi acceptată de rețea. Pentru a scoate valoarea de putere nominală (P=UI), invertorul calculează dacă poate continua să producă și cât de mult să iasă pe baza tensiunii rețelei (punctul de conectare la rețea) detectată în fiecare moment. Ceea ce iese de fapt la rețea aici este curentul (I), iar mărimea curentului este ajustată în funcție de schimbarea tensiunii.
Luând ca exemplu necesitatea conversiei 10KW, dacă tensiunea rețelei este de 400V, valoarea curentului necesară pentru a fi transmisă de invertor în acest moment este: 10000÷400÷1.732≈14.5A; când tensiunea rețelei fluctuează la 430V în momentul următor, curentul de ieșire necesar este ajustat la 13,4A; dimpotrivă, atunci când tensiunea rețelei scade, invertorul va crește în mod corespunzător valoarea curentului de ieșire. Există două puncte de remarcat: ① Tensiunea rețelei nu poate rămâne la o valoare constantă, este întotdeauna fluctuantă; ② Prin urmare, tensiunea rețelei detectată de invertor trebuie să aibă un interval. Dacă tensiunea reală a rețelei fluctuează în afara acestui interval, invertorul trebuie să o detecteze în timp real și să raporteze defecțiunea și să oprească ieșirea până când tensiunea rețelei este restabilită. Scopul acesteia este de a proteja siguranța aparatelor electrice și a personalului de pe aceeași linie din substație.
În acest caz, de ce să nu schimbi numele acestui parametru? Motivul principal este că industria urmează aceeași practică de mulți ani - toată lumea o numește astfel; în același timp, pentru a-l menține în concordanță cu curentul de ieșire, a fost numit astfel.
02 Invertorul trebuie să fie echipat cu protecție anti-insulare?
Răspunsul este desigur că da, fără îndoială. Se poate spune chiar că motivul pentru care un invertor poate fi numit invertor este pentru că are protecție anti-insulare. Imaginați-vă: dacă invertorul permite intrarea părții DC și partea AC nu poate ieși, unde va ajunge cantitatea mare de încărcare? Invertorul în sine nu este un dispozitiv de stocare și nu poate reține o cantitate mare de încărcare, așa că mai trebuie să iasă. Când are loc insularea, este momentul în care transportul și distribuția normală a energiei electrice sunt întrerupte dintr-un anumit motiv. Odată ce o cantitate mare de sarcină intră în linia rețelei electrice de-a lungul căii inițiale, dacă există personal de întreținere a energiei care lucrează la ea în acest moment, consecințele vor fi dezastruoase. Prin urmare, dacă sistemul fotovoltaic trebuie să se mențină mereu sincronizat cu rețeaua electrică, acesta trebuie să fie echipat cu funcție de protecție anti-insulare (Anti-Islanding).
Cum se realizează? Punctul cheie pentru prevenirea efectului de insulă este încă detectarea întreruperilor de curent în rețeaua electrică. De obicei, se folosesc două metode de detectare „efect de insulă”, pasiv sau activ. Indiferent de metoda de detectare, odată ce rețeaua electrică este confirmată că nu mai are curent, invertorul conectat la rețea va fi deconectat de la rețea și invertorul va fi oprit în timpul de răspuns prescris. Valoarea de răspuns prevăzută în prezent de reglementări este în 2s.
03 Cu cât tensiunea șirului de curent continuu este mai mare, cu atât este mai bună generarea de energie?
Nu chiar. În intervalul de tensiune de funcționare MPPT al invertorului, există o valoare nominală a tensiunii de funcționare. Când valoarea tensiunii a șirului de curent continuu este la sau aproape de valoarea tensiunii nominale a invertorului, adică în intervalul de tensiune MPPT de sarcină completă, invertorul poate scoate valoarea sa de putere nominală. Dacă tensiunea șirului este prea mare sau prea scăzută, tensiunea șirului este departe de valoarea/gama tensiunii nominale setată de invertor, iar eficiența sa de ieșire este mult redusă. În primul rând, este exclusă posibilitatea de a emite puterea nominală - acest lucru nu este de dorit; în al doilea rând, dacă tensiunea șirului este prea scăzută, circuitul Boost al invertorului trebuie mobilizat frecvent pentru a funcționa continuu, iar încălzirea continuă face ca ventilatorul intern să funcționeze continuu, ceea ce duce în cele din urmă la pierderea eficienței; dacă tensiunea șirului este prea mare, nu numai că este nesigură, dar limitează și curba de ieșire IV a componentei, făcând curentul mai mic și fluctuația puterii mai mare. Luând ca exemplu invertorul de 1100V, punctul său de tensiune nominală de funcționare este în general de 600V, iar intervalul de tensiune MPPT la sarcină completă este între 550V și 850V. Dacă tensiunea de intrare depășește acest interval, performanța invertorului nu este ideală.