Kot osrednji krmilnik fotovoltaičnega sistema igra pretvornik ključno vlogo pri delovanju in izhodu celotnega sistema. Ko ima sistem težave, kot so stanje pripravljenosti, zaustavitev, alarm, napaka, proizvodnja električne energije, ki ne izpolnjuje pričakovanj, prekinitev spremljanja podatkov itd., operativno in vzdrževalno osebje vedno podzavestno začne pri iskanju vzroka in rešitve pri pretvorniku. V vsakodnevni komunikaciji ugotavljamo, da čeprav se porazdeljena fotovoltaika že vrsto let hitro razvija, še vedno obstaja več tipičnih nesporazumov o razsmernikih. Pogovorimo se o tem danes.
01 Izhodna napetost pretvornika?
Parameter "izhodna napetost izmeničnega toka" je mogoče zlahka najti v specifikacijskem listu vsake znamke pretvornika. Je ključni parameter za določanje značilnosti razreda pretvornika. Preprosto povedano, zdi se, da se izhodna napetost AC nanaša na vrednost napetosti, ki jo oddaja AC stran pretvornika. Pravzaprav gre za nesporazum.
"AC izhodna napetost" ni izhodna napetost samega pretvornika. Pretvornik je močnostna elektronska naprava z lastnostmi tokovnega vira. Ker mora biti priključen na električno omrežje (Utility) za varen prenos ali shranjevanje proizvedene električne energije, bo med delovanjem vedno zaznal napetost (V) in frekvenco (F) omrežja, na katerega je priključen. Ali sta ta dva parametra sinhronizirana/enaka z omrežjem, določa, ali lahko omrežje sprejme električno energijo, ki jo oddaja pretvornik. Za oddajanje nazivne vrednosti moči (P=UI) razsmernik izračuna, ali lahko še naprej oddaja in koliko oddaja na podlagi omrežne napetosti (točka povezave z omrežjem), zaznane v vsakem trenutku. To, kar je dejansko oddano v omrežje, je tok (I), velikost toka pa se prilagodi glede na spremembo napetosti.
Če za primer vzamemo potrebo po pretvorbi 10 KW, če je omrežna napetost 400 V, je trenutna vrednost, ki jo zahteva pretvornik v tem trenutku: 10000÷400÷1,732≈14,5A; ko omrežna napetost v naslednjem trenutku niha na 430 V, se zahtevani izhodni tok prilagodi na 13,4 A; nasprotno, ko se napetost omrežja zmanjša, bo pretvornik ustrezno povečal vrednost izhodnega toka. Upoštevati je treba dve točki: ① Omrežna napetost ne more ostati na konstantni vrednosti, vedno niha; ② Zato mora imeti omrežna napetost, ki jo zazna pretvornik, razpon. Če dejanska napetost omrežja niha izven tega območja, mora pretvornik to zaznati v realnem času in poročati o napaki ter zaustaviti izhod, dokler se napetost omrežja ne vzpostavi. Namen tega je zaščititi varnost električnih naprav in osebja na istem vodu v postaji.
Zakaj v tem primeru ne spremenite imena tega parametra? Glavni razlog je v tem, da industrija že vrsto let sledi isti praksi - vsi temu pravijo tako; hkrati pa se tako imenuje, da ostane skladen z izhodnim tokom.
02 Ali mora biti razsmernik opremljen z zaščito proti otočku?
Odgovor je seveda pritrdilen, brez dvoma. Lahko celo rečemo, da je razlog, zakaj lahko razsmernik imenujemo razsmernik, ker ima zaščito proti otočku. Predstavljajte si: če pretvornik dovoljuje enosmerni strani vhod in izmenični strani ne more izhoda, kam bo šla velika količina naboja? Pretvornik sam po sebi ni naprava za shranjevanje in ne more zadržati velike količine napolnjenosti, zato mora še vedno oddajati. Ko pride do otočka, je to takrat, ko sta normalen prenos in distribucija električne energije iz nekega razloga prekinjena. Ko velika količina naboja vstopi v vod električnega omrežja po prvotni poti, bodo posledice katastrofalne, če na tem dela osebje za vzdrževanje električne energije. Če naj bo fotonapetostni sistem vedno sinhroniziran z električnim omrežjem, mora biti opremljen z zaščitno funkcijo proti otočkom (Anti-Islanding).
Kako to doseči? Ključna točka za preprečevanje otočnega učinka je še vedno zaznavanje izpadov električne energije v električnem omrežju. Običajno se uporabljata dve metodi zaznavanja "otočnega učinka", pasivna ali aktivna. Ne glede na metodo zaznavanja, ko je potrjeno, da je električno omrežje brez napajanja, bo na omrežje priključen razsmernik izključen iz omrežja in pretvornik ustavljen v predpisanem odzivnem času. Vrednost odziva, ki jo trenutno določajo predpisi, je v 2 s.
03 Ali višja kot je enosmerna napetost, boljša je proizvodnja električne energije?
res ne. Znotraj območja delovne napetosti MPPT pretvornika obstaja vrednost nazivne delovne napetosti. Ko je vrednost napetosti enosmernega niza enaka ali blizu vrednosti nazivne napetosti pretvornika, to je v območju napetosti MPPT pri polni obremenitvi, lahko pretvornik oddaja svojo vrednost nazivne moči. Če je napetost niza previsoka ali prenizka, je napetost niza daleč od vrednosti/območja nazivne napetosti, ki jo nastavi pretvornik, in njegova izhodna učinkovitost se močno zmanjša. Prvič, izključena je možnost oddajanja nazivne moči - to ni zaželeno; drugič, če je napetost niza prenizka, je treba vezje Boost pretvornika pogosto mobilizirati, da deluje neprekinjeno, neprekinjeno ogrevanje pa povzroči neprekinjeno delovanje notranjega ventilatorja, kar sčasoma povzroči izgubo učinkovitosti; če je napetost niza previsoka, ni le nevarno, ampak tudi omejuje IV izhodno krivuljo komponente, zaradi česar je tok manjši in nihanje moči večje. Če za primer vzamemo pretvornik 1100 V, je njegova nazivna delovna napetost na splošno 600 V, razpon napetosti MPPT pri polni obremenitvi pa je med 550 V in 850 V. Če vhodna napetost presega to območje, delovanje pretvornika ni idealno.