Jako centrální regulátor fotovoltaického systému hraje střídač klíčovou roli v provozu a výkonu celého systému. Když má systém problémy, jako je pohotovostní režim, vypnutí, alarm, porucha, výroba energie nesplňující očekávání, přerušení monitorování dat atd., personál provozu a údržby vždy podvědomě začne od střídače, aby našel příčinu a řešení. V každodenní komunikaci se zjišťuje, že ačkoli se distribuovaná fotovoltaika po mnoho let rychle rozvíjí, stále existuje několik typických nedorozumění ohledně střídačů. Promluvme si o tom dnes.
01 Výstupní napětí měniče?
Parametr "AC výstupní napětí" lze snadno najít ve specifikačním listu každé značky měniče. Je to klíčový parametr pro definování charakteristiky sklonu měniče. Zjednodušeně řečeno se zdá, že výstupní napětí AC odkazuje na hodnotu výstupního napětí ze strany AC měniče. Ve skutečnosti jde o nedorozumění.
"Výstupní napětí AC" není výstupní napětí měniče samotného. Střídač je výkonové elektronické zařízení s vlastnostmi zdroje proudu. Vzhledem k tomu, že musí být připojen k elektrické síti (Utility), aby mohl bezpečně přenášet nebo ukládat vyrobenou elektrickou energii, bude během provozu vždy detekovat napětí (V) a frekvenci (F) sítě, ke které je připojen. To, zda jsou tyto dva parametry synchronizované/stejné se sítí, určuje, zda může být elektrická energie vydaná střídačem akceptována sítí. Aby střídač vydal svou hodnotu jmenovitého výkonu (P=UI), vypočítává, zda může pokračovat ve výstupu a kolik na výstupu na základě napětí sítě (bod připojení k síti) detekovaného v každém okamžiku. To, co je zde skutečně vyvedeno do sítě, je proud (I) a velikost proudu se upravuje podle změny napětí.
Vezmeme-li jako příklad potřebu převést 10KW, je-li síťové napětí 400V, hodnota proudu požadovaná pro výstup střídače v tuto chvíli je: 10000÷400÷1,732≈14,5A; při kolísání síťového napětí na 430V v příštím okamžiku se požadovaný výstupní proud upraví na 13,4A; naopak, když síťové napětí klesne, střídač odpovídajícím způsobem zvýší hodnotu výstupního proudu. Je třeba si uvědomit dva body: ① Síťové napětí nemůže zůstat konstantní, neustále kolísá; ② Síťové napětí detekované střídačem proto musí mít určitý rozsah. Pokud skutečné napětí sítě kolísá mimo tento rozsah, musí to střídač detekovat v reálném čase a hlásit poruchu a zastavit výstup, dokud se síťové napětí neobnoví. Účelem toho je chránit bezpečnost elektrických spotřebičů a personálu na stejném vedení v rozvodně.
Proč v tomto případě nezměnit název tohoto parametru? Hlavním důvodem je, že toto odvětví se již řadu let řídí stejnou praxí – všichni tomu tak říkají; zároveň, aby byl konzistentní s výstupním proudem, byl takto nazýván.
02 Musí být střídač vybaven ochranou proti ostrovnímu spojení?
Odpověď je samozřejmě ano, o tom není pochyb. Dá se dokonce říci, že důvodem, proč může být střídač nazýván střídačem, je to, že má ochranu proti ostrovnímu spojení. Představte si: pokud střídač umožňuje vstup stejnosměrné straně a střídavá strana nemůže vystupovat, kam půjde velké množství náboje? Měnič sám o sobě není úložné zařízení a nemůže pojmout velké množství náboje, takže musí stále vystupovat. Když nastane ostrovování, je to tehdy, když je z nějakého důvodu přerušen normální přenos a distribuce energie v rozvodné síti. Jakmile se velké množství náboje dostane do vedení elektrické sítě podél původní cesty, pokud na něm v tuto chvíli pracují pracovníci údržby energie, následky budou katastrofální. Pokud tedy má být fotovoltaický systém vždy v synchronizaci s elektrickou sítí, musí být vybaven funkcí ochrany proti ostrovnímu přepětí (Anti-Islanding).
Jak toho dosáhnout? Klíčovým bodem, jak zabránit ostrovnímu efektu, je stále detekce výpadků elektřiny v elektrické síti. Obvykle se používají dvě metody detekce „ostrovního efektu“, pasivní nebo aktivní. Bez ohledu na metodu detekce, jakmile je potvrzeno, že elektrická síť je bez proudu, střídač připojený k síti se odpojí od sítě a střídač se zastaví během předepsané doby odezvy. Hodnota odezvy aktuálně stanovená předpisy je do 2s.
03 Je čím vyšší napětí stejnosměrného řetězce, tím lepší je výroba energie?
Spíš ne. V rozsahu provozního napětí MPPT střídače je hodnota jmenovitého provozního napětí. Když je hodnota napětí stejnosměrného řetězce na nebo blízko hodnoty jmenovitého napětí střídače, tj. v rozsahu napětí MPPT při plné zátěži, může invertor vydávat svou hodnotu jmenovitého výkonu. Pokud je napětí stringu příliš vysoké nebo příliš nízké, je napětí stringu daleko od jmenovité hodnoty napětí/rozsahu nastaveného střídačem a jeho výstupní účinnost je značně snížena. Za prvé je vyloučena možnost výstupního jmenovitého výkonu - to není žádoucí; za druhé, pokud je napětí stringu příliš nízké, je třeba často mobilizovat Boost obvod střídače, aby pracoval nepřetržitě, a nepřetržité zahřívání způsobuje, že vnitřní ventilátor pracuje nepřetržitě, což nakonec vede ke ztrátě účinnosti; pokud je napětí řetězce příliš vysoké, není to nejen bezpečné, ale také omezuje IV výstupní křivku součásti, čímž se proud zmenšuje a kolísání výkonu se zvětšuje. Vezmeme-li jako příklad měnič 1100V, jeho bod jmenovitého provozního napětí je obecně 600V a rozsah napětí MPPT při plné zátěži je mezi 550V a 850V. Pokud vstupní napětí přesahuje tento rozsah, výkon měniče není ideální.