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Inverter per centrale solare domestica
Nel settore energetico, è spesso necessario convertire alcune quantità in altre perché l'energia elettrica è prodotta da fonti di corrente alternata o diretta. I consumatori corrispondenti sono creati per loro: motori elettrici, dispositivi di trasformazione, elettrodomestici.
In molti settori, come nelle energie alternative, è necessario sfruttare i consumatori da fonti combinate. Le batterie ricaricabili sono cariche e i dispositivi elettronici, i dispositivi informatici sono alimentati con corrente continua o rettificati da generatori di energia elettrica con un campo elettromagnetico rotante.
Il compito inverso dei motori elettrici delle armoniche sinusoidali dei ricevitori elettrici domestici da fonti di corrente continua viene risolto convertendo l'elettricità in variabile utilizzando strutture elettriche complesse appositamente progettate chiamate inverter.
Scopo e compiti dell'inverter
Con il metodo di collegamento alla stazione solare, ai consumatori e alle batterie, gli inverter sono suddivisi in:
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networking,
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self-contained,
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ibrido.
I modelli di rete con la designazione "on grid" operano da una centrale solare sul carico di una rete elettrica pubblica. Sono maggiormente utilizzati in sistemi con capacità superiori a 10 kW, tipici per l'uso nei paesi europei. In Russia, le disposizioni della tariffa verde non danno alle persone il diritto di utilizzare questo metodo.
Gli inverter standalone indicano "off grid". Sono collegati ai consumatori domestici e alimentati da batterie ricaricabiliricaricato da moduli solari tramite controller.
I progetti ibridi utilizzano entrambi i metodi di connessione. Si mescolano bene con circuiti di alimentazione ininterrottiattraverso l'automazione del controller può funzionare dalla batteria e / o dal modulo solare se necessario.
Principi dell'inverter
Durante il funzionamento, una piccola parte dell'energia applicata viene persa durante il riscaldamento degli elementi del circuito e dei processi laterali. Pertanto, la potenza di uscita è sempre inferiore a quella consumata. L'efficienza di un buon design è determinata dall'efficienza con un valore compreso tra il 90 e il 95%.
L'inverter è considerato un generatore di tensione periodica, che nella forma è molto vicino alle armoniche sinusoidali o differisce significativamente da esso nella forma del segnale di uscita.
Grafici dell'oscillazione sinusoidale e dei suoi analoghi prodotti dall'inverter
Il grafico mostra le viste principali di una sinusoide e una tensione vicina al suo tipo all'uscita dell'inverter, che è comunemente chiamata "Meandro". A seconda della complessità del design con le possibilità per implementare varie funzioni, la forma del meandro può essere ancora più vicina alle caratteristiche del seno o irruvidita, assomigliando ai normali trapezi o persino ai rettangoli su ogni semionda con il loro aspetto.
La forma semplificata del meandro è più adatta per dispositivi senza carichi induttivi che consumano il componente attivo dell'energia elettrica. È diverso riscaldatori termoelettrici (denominazione "TEN"), sistemi di illuminazione a incandescenza e strutture resistive simili.
La forma del meandro può avere un certo effetto sui dispositivi dei motori elettrici CA e sui gruppi di trasformatori degli elettrodomestici. La soluzione ideale per il loro lavoro è un seno puro. Pertanto, gli inverter complessi che producono una tensione di uscita molto vicina alle armoniche sinusoidali sono più interessanti per le apparecchiature. Ma il costo della loro produzione è più alto.
La particolare precisione dell'approccio meandro alla sinusoide è importante per strumenti di misura ad alta precisione, apparecchiature mediche, sistemi audio professionali, apparecchiature di telecomunicazione.
Caratteristiche del design
Per le centrali fotovoltaiche domestiche in Russia, i circuiti che creano una fase di tensione alternata con una magnitudine di 220 volt sono i più richiesti.
Per convertire la corrente continua, l'inverter può funzionare secondo un circuito trasformatore o senza di esso. La presenza di un trasformatore complica notevolmente il design, ma consente di creare un segnale di uscita di alta qualità.
Il sistema di raffreddamento del dispositivo potrebbe utilizzare una ventola forzata. Nei progetti costosi, l'attenzione è rivolta a:
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tranquillità,
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l'uso di diverse modalità operative, a seconda del carico (soprattutto in caso di surriscaldamento).
Gli inverter prodotti dall'industria possono essere combinati da sistemi monofase a dispositivi trifase di potenza maggiore. Sono in grado di svolgere vari compiti fino al trasferimento di elettricità generata in eccesso alla rete industriale.
Regole di base per la scelta di un inverter
Gli elettrodomestici e le batterie CC funzionano a 12/24/36/48 volt standard, a seconda del loro design. I produttori di inverter per ciascun tipo specificato di tensione rilasciano le loro apparecchiature. Questo dovrebbe essere analizzato quando si sceglie un modello.
Quando si utilizza l'inverter, è necessario considerare quanto segue:
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Picco consumo energetico
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quattro fasi di funzionamento: modalità di avvio, fase di conversione a lungo termine dell'elettricità alla potenza nominale, regime minimo, sovraccarico
La potenza di picco dei consumatori viene misurata in un determinato momento durante la creazione di carichi critici, può superare in modo significativo i valori nominali di una rete standard ~ 220 V / 50 Hz.
Nella modalità di avvio, gli inverter sono in grado di fornire potenza eccessiva per un breve tempo di avvio dei motori elettrici (diversi millisecondi) e di mettere in servizio carichi capacitivi. Questa modalità è caratteristica quando si accendono frigoriferi, lavatrici e lavastoviglie.
La modalità di funzionamento continuo dovrebbe corrispondere alle caratteristiche nominali del progetto scelto.
Il consumo di energia del dispositivo senza carico di uscita non deve superare l'1% del valore nominale per i modelli di alta qualità.
Durante la fase di sovraccarico, alcuni tipi di inverter possono trasmettere in modo affidabile una potenza superiore al 50% del valore nominale entro mezz'ora. Ma questa capacità è diversa per ogni modello del dispositivo.
Determinare l'entità del carico ideale è molto problematico. Pertanto, gli inverter vengono selezionati con la creazione di una riserva di carica con un margine fino al 20% dei valori calcolati.
In una vasta rete domestica, il carico può fluttuare costantemente su una vasta gamma di valori. Con questa natura, si consiglia di acquistare non un potente inverter, ma di calcolare il numero ottimale di passaggi di capacità utilizzate per l'acquisizione di diversi modelli, alternativamente commutati da un circuito di automazione per un uso economico e ottimale delle risorse dell'apparecchiatura.
La presenza di protezioni integrate caratterizza la qualità dell'inverter, che dovrebbe essere messo fuori servizio quando:
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deviazione della tensione di alimentazione ai livelli superiore e inferiore,
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cortocircuiti nel circuito di uscita,
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sovraccarichi di corrente e temperatura.
In caso di riduzione del carico ai valori minimi, il circuito di automazione può mettere l'inverter in modalità standby. Ma questa funzione non è inerente a tutti i modelli.
Forza e affidabilità della costruzione meccanica
La scelta del luogo di installazione dell'inverter è influenzata dalla qualità di fabbricazione del suo alloggiamento. Per le condizioni all'aria aperta, vengono utilizzati modelli sigillati, classificati in base all'indice IP65 (abbreviazione di Ingress Protection Rating), un sistema per analizzare il grado di protezione degli alloggiamenti delle apparecchiature elettriche dall'ingresso di acqua e particolato secondo gli standard internazionali.Permette condizioni operative severe in caso di precipitazioni.
La qualità delle operazioni di installazione e carico e scarico è influenzata dalla configurazione dello scafo e dalla completezza dei componenti forniti insieme all'attrezzatura principale.
Consigli per il montaggio del circuito
Inizialmente, si consiglia di collegare tutti i consumatori ai circuiti di uscita dell'inverter, solo successivamente impegnarsi nella commutazione dei circuiti di alimentazione.
Quando al minimo, le batterie e i moduli solari hanno più di 20 V, il che causerà alta tensione condensatori elettrolitici. E loro, a loro volta, durante le manipolazioni nei circuiti di uscita inizieranno a scaricare l'impulso.
Continuazione dell'articolo:Come installare e utilizzare i pannelli solari
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