Conosci il principio di funzionamento dell'inverter solare on-grid?
Gli inverter su rete sono comunemente impiegati in sistemi di centrali fotovoltaiche su larga scala, in cui più stringhe fotovoltaiche in parallelo sono collegate al lato di ingresso CC di un inverter centralizzato. Gli inverter ad alta potenza utilizzano in genere moduli di potenza IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) trifase, mentre le unità a bassa potenza utilizzano MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Inoltre, viene utilizzato un controller di elaborazione del segnale digitale (DSP) per migliorare la qualità di potenza dell'uscita, avvicinandola a un'uscita sinusoidale ideale.
Nell'articolo di oggi, introdurremo cos'è un inverter solare on-grid e tutti i tipi di accumulo di energia inverter solari , principio di funzionamento dell'inverter solare on grid, caratteristiche principali e funzioni principali dell'inverter solare on grid e applicazioni dell'inverter solare on grid.
1. Che cosa è un inverter solare on-grid?
Quando la rete elettrica pubblica si guasta, il lato della rete diventa effettivamente un cortocircuito. Gli inverter collegati alla rete attivano quindi la protezione da sovraccarico e si spengono automaticamente. Dopo aver rilevato il sovraccarico, il microprocessore blocca il segnale SPWM e disconnette l'interruttore automatico collegato alla rete. Se il pannello solare continua a generare energia, l'inverter passa al funzionamento autonomo. In questa modalità, il controllo è relativamente semplice, funzionando come un sistema di feedback negativo della tensione CA: il microprocessore monitora la tensione di uscita, la confronta con una tensione di riferimento (tipicamente 220 V) e regola il ciclo di lavoro PWM per mantenere un'inversione stabile.
Il funzionamento autonomo richiede una potenza sufficiente dell'impianto solare. Se la domanda di carico supera la capacità o la luce solare è inadeguata, la potenza in uscita dell'inverter diminuisce, causando un calo della tensione dell'impianto solare finché l'uscita CA non scende sotto la soglia e attiva la protezione da bassa tensione. Il sistema si ricollega automaticamente alla modalità di collegamento alla rete quando l'alimentazione di rete riprende.
Conversione CC-CA: Converte l'energia elettrica continua proveniente dai pannelli solari o da altre fonti in energia elettrica alternata per abitazioni, aziende o per essere immessa nella rete elettrica.
Inseguimento del punto di massima potenza (MPPT): Garantisce il massimo sfruttamento dell'energia dai pannelli solari in condizioni variabili mediante algoritmi avanzati.
Sincronizzazione della griglia: Adatta con precisione la frequenza, la tensione e la fase della rete per un trasferimento di energia sicuro ed efficiente.
Gestione della batteria: controlla in modo intelligente i cicli di carica/scarica, immagazzinando l'energia in eccesso per un uso successivo o per il feedback della rete.
Caratteristiche di sicurezza: Protezioni complete, tra cui sovratensione/sottotensione, sovraccarico e cortocircuito.
Protezione anti-islanding: interrompe automaticamente l'erogazione di energia per evitare pericolosi effetti di "islanding" durante le interruzioni, garantendo la sicurezza delle persone.
Controllo intelligente: Le unità moderne sono dotate di monitoraggio in tempo reale e ottimizzazione adattiva per la massima efficienza energetica attraverso sistemi intelligenti.
Alta efficienza
Dato l'attuale elevato costo delle celle solari, per massimizzare la raccolta di energia è necessaria un'efficienza ottimale dell'inverter.
Alta affidabilità
Gli impianti fotovoltaici (FV) spesso operano in luoghi remoti senza personale addetto alla manutenzione, il che richiede inverter dotati di circuiti robusti, componenti rigorosamente selezionati e funzioni di protezione complete.
Ampia gamma di tensione di ingresso
La tensione delle celle solari varia in base al carico e all'irradianza. Le batterie che invecchiano presentano fluttuazioni di tensione più ampie, ad esempio una batteria da 12 V che invecchia può funzionare tra 10 V e 16 V, richiedendo prestazioni stabili dell'inverter in questo intervallo.
Oltre alla conversione CC-CA, gli inverter ottimizzano la generazione solare e forniscono protezioni critiche, tra cui:
Dettagli sulle funzioni chiave:
All'alba, l'aumento dell'irradiazione aumenta l'output del pannello solare fino a raggiungere la soglia di attivazione dell'inverter. Il sistema monitora costantemente la potenza in ingresso, mantenendo il funzionamento in condizioni nuvolose fino a quando l'output non diminuisce verso il tramonto, quando entra in modalità standby.
L'output delle celle solari varia con l'irradiazione e la temperatura di giunzione, mentre esibisce caratteristiche di tensione dipendenti dalla corrente che creano punti di funzionamento ottimali variabili. MPPT traccia dinamicamente questi massimi, una caratteristica critica che garantisce il picco di raccolta di energia nonostante le mutevoli condizioni ambientali.
Prima dell'interconnessione, gli inverter di rete analizzano i parametri di rete (tensione/frequenza/sequenza di fase) nel punto di accoppiamento comune e sincronizzano di conseguenza la loro uscita.
In caso di perturbazioni della rete che causano cali di tensione nel punto di interconnessione entro soglie definite, gli impianti fotovoltaici devono mantenere un funzionamento continuo senza disconnettersi.
Quando l'alimentazione di rete viene a mancare mentre la generazione locale continua ad alimentare i carichi, creando pericolose condizioni di "isola", gli inverter devono rilevare e porre fine a questa situazione entro i tempi previsti dalla normativa per garantire la sicurezza del personale e la stabilità della rete, in base agli standard di interconnessione.
Gli inverter per l'accumulo di energia sulla rete svolgono ruoli chiave in:
• Sistemi fotovoltaici residenziali/commerciali
• Impianti eolici
• Microreti
Gestire la produzione e l'accumulo di energia per un uso efficiente dell'energia e una distribuzione intelligente in queste applicazioni.
