Fotovoltaik şebekeye bağlı invertörler, fotovoltaik enerji üretim sistemlerinde temel temel bileşenlerdir ve çoğunlukla güneş fotovoltaik enerji üretimi alanında özel invertör güç kaynakları olarak kullanılır. Şebekeye bağlı invertörler, güneş panelleri tarafından üretilen AC gücünü, güç elektroniği dönüşüm teknolojisi aracılığıyla doğrudan elektrik şebekesine bağlanabilen AC gücüne dönüştürür. Fotovoltaik şebekeye bağlı invertörlerin çalışma prensibini ve fotovoltaik enerji üretim sistemlerindeki rollerini öğrenelim.
1 Fotovoltaik şebekeye bağlı invertörün çalışma prensibi
Kamuya ait elektrik şebekesi kesildiğinde, şebeke tarafı kısa devre durumuna eşdeğerdir ve şebekeye bağlanan invertör, aşırı yük nedeniyle kendini otomatik olarak koruyacaktır. Mikroişlemci aşırı yük tespit ettiğinde SPWM sinyalini engellemenin yanı sıra şebekeye bağlı devre kesicinin bağlantısını da keser. Bu sırada güneş pili dizisinin enerji çıkışı varsa invertör ayrı bir çalışma durumunda çalışacaktır. Tek başına çalışırken, kontrol nispeten basittir; bu, AC voltajının negatif geri besleme durumudur. Mikroişlemci, invertörün çıkış voltajını algılar ve bunu referans voltajıyla (genellikle 220V) karşılaştırır ve ardından invertör ve voltaj düzenleme işlemini gerçekleştirmek için PWM çıkış görev döngüsünü kontrol eder.
Elbette bağımsız çalışmanın ön koşulu, güneş pili dizisinin o anda yeterli gücü sağlayabilmesidir. Yük çok büyükse veya güneş ışığı koşulları zayıfsa, invertör yeterli güç çıkışı sağlayamaz ve güneş pili dizisinin terminal voltajı düşecek ve bunun sonucunda çıkış AC voltajında düşük bir düşüşe ve düşük voltaj koruma durumuna geçilmesine neden olacaktır. Güç şebekesi beslemeyi yeniden başlattığında otomatik olarak geri bildirim durumuna geçecektir.
2 Fotovoltaik şebekeye bağlı invertörlerin rolü
İnvertörler yalnızca doğrudan alternatif akıma dönüştürme işlevine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda güneş pillerinin performansını en üst düzeye çıkarma ve sistem arıza koruma işlevine de sahiptir. Özetle, otomatik çalıştırma ve kapatma fonksiyonları, maksimum güç izleme kontrol fonksiyonu, izolasyonsuz çalışma fonksiyonu (şebeke bağlantılı sistemler için), otomatik voltaj ayarlama fonksiyonu (şebeke bağlantılı sistemler için), DC algılama fonksiyonu (şebeke bağlantılı sistemler için) ve DC topraklama algılama fonksiyonu (şebeke bağlantılı sistemler için).
1. Otomatik çalıştırma ve kapatma işlevi
Sabah güneş doğduktan sonra güneş ışınımının yoğunluğu giderek artar ve buna bağlı olarak güneş pilinin çıkışı da artar. İnverterin çalışması için gerekli çıkış gücüne ulaşıldığında invertör otomatik olarak çalışmaya başlar. İnvertör, çalışmaya girdikten sonra güneş pili modüllerinin çıkışını sürekli olarak izler. Güneş pili modüllerinin çıkış gücü, invertörün çalışması için gereken çıkış gücünden büyük olduğu sürece invertör çalışmaya devam edecektir; Gün batımına kadar invertör yağmurlu günlerde bile çalışmaya devam edebilir. Güneş pili modülünün çıkışı azaldığında ve eviricinin çıkışı sıfıra yaklaştığında evirici bekleme durumuna girer.
2. Maksimum güç izleme kontrol fonksiyonu
Güneş pili modüllerinin çıkışı, güneş ışınımının yoğunluğuna ve güneş pili modülünün sıcaklığına (yonga sıcaklığı) göre değişir. Ayrıca güneş pili modüllerinde akım arttıkça voltajın düşme özelliğinden dolayı maksimum güce ulaşabilecek bir optimal çalışma noktası mevcuttur. Güneş ışınımının yoğunluğu sürekli değişiyor ve elbette en uygun çalışma noktası da değişiyor. Bu değişikliklerle karşılaştırıldığında güneş pili modülünün çalışma noktası maksimum güç noktasında tutularak sistem güneş pili modülünden her zaman maksimum güç çıkışını alır ve bu kontrole maksimum güç izleme kontrolü denir. Güneş enerjisi üretim sistemlerinde kullanılan invertörlerin en büyük özelliği maksimum güç noktası izleme (MPPT) fonksiyonunu içermesidir.
3. Şebeke algılama ve şebeke bağlantı fonksiyonu
Şebekeye bağlı enerji üretiminden önce, şebekeye bağlı invertörün şebekeden güç alması, voltajı, frekansı, faz sırasını ve şebeke güç aktarımının diğer parametrelerini tespit etmesi ve ardından kendi güç üretiminin parametrelerini şebekeye bağlı olacak şekilde ayarlaması gerekir. şebeke elektrik parametreleri. Bundan sonra şebekeye bağlı enerji üretimi tamamlanabilir.
4. Sıfır (düşük) gerilim sürüş fonksiyonu
Güç sistemi kazaları veya arızaları, bir fotovoltaik güç istasyonunun şebeke bağlantı noktasında geçici bir voltaj düşüşüne neden olduğunda, fotovoltaik güç istasyonu, belirli bir voltaj düşüşü aralığı ve zaman aralığı içinde, bağlantı kesilmeden sürekli çalışmayı sağlayabilir.
5. Adalanma etkisinin tespiti ve kontrolü
Normal elektrik üretimi sırasında, fotovoltaik şebekeye bağlı enerji üretim sistemi, elektrik şebekesine bağlanır ve şebekeye aktif güç sağlar. Bununla birlikte, şebeke gücü kesildiğinde, fotovoltaik şebekeye bağlı enerji üretim sistemi, ada etkisi olarak bilinen bir olgu olarak, yerel yüklerden bağımsız olarak çalışmaya ve çalışmaya devam edebilir. İnvertörlerde adalanma meydana geldiğinde kişisel güvenlik, şebeke işletimi ve invertörün kendisi için büyük bir güvenlik tehlikesi oluşturur. Bu nedenle, invertörler için şebeke bağlantı standardı, fotovoltaik şebekeye bağlı invertörlerin ada tespit ve kontrol fonksiyonlarına sahip olması gerektiğini şart koşmaktadır.