Mis on hübriidinverter? Tüübid, funktsioonid ja rakendused

Hübriidinverter on võimsuse muundamise seade, mis haldab elektrit mitmest allikast, tavaliselt päikesepaneelidest, akudest ja elektrivõrgust. See võib muundada päikese alalisvoolu elektriliste koormuste jaoks vahelduvvooluks, laadida akut, ammutada voolu võrgust ja mõnes süsteemis pakkuda ka varutoidet katkestuse ajal.

Erinevalt tavalisest päikeseenergia inverterist on hübriidinverter mõeldud energia tootmise, salvestamise ja tarbimise koordineerimiseks. See võimaldab energiat kasutada erinevatel aegadel selle asemel, et seda tarbida ainult siis, kui päikesepaneelid toodavad elektrit.

Näiteks võib päikeseenergia anda koormuse päevasel ajal, laadida akut liigse võimsusega ja anda elektrit öösel. Olenevalt süsteemi konstruktsioonist võib võrk olla täiendava toiteallikana, kui päikese- ja akutoitest ei piisa.

IFIND pakub Hübriidinverteri lahendused elamu-, äri-, võrguväliste ja energiahaldusrakenduste jaoks.

Mis on hübriidinverter?

Hübriidinverter ühendab ühes süsteemis päikeseinverteri, akuinverteri ja energiahalduskontrolleri funktsioonid.

Selle peamine eesmärk on juhtida elektrienergia suunda ja ajastust. See määrab, kas saadaolev võimsus peaks olema:

• Kasutab ühendatud koormus;

• Säilitatakse akus;

• Tarnitakse võrku;

• Joonistatud ruudustikust;

• Varundamiseks või normaalseks tööks võetud akust.

Täpsed töörežiimid sõltuvad inverteri konstruktsioonist, aku ühilduvusest, võrgu eeskirjadest ja programmeeritud prioriteetidest.

Hübriidinverter ei ole lihtsalt akuühendusega päikeseinverter. Samuti peab see haldama laadimis- ja tühjenduspiiranguid, vooluvoogu, süsteemi kaitset, võrgu sünkroonimist ja varundustööd.

Kuidas hübriidinverter töötab?

Tüüpiline hübriidenergiasüsteem võib sisaldada:

• Fotogalvaanilised päikesepaneelid;

• hübriid-inverter;

• aku energiasalvestussüsteem;

• Kommunaalvõrk;

• Põhi- ja varuelektrilised koormused;

• Seire- ja sideseadmed.

Päikeseenergia muundamine

Päikesepaneelid toodavad alalisvoolu elektrit. Hübriidinverter kasutab MPPT-ahelat, et jälgida tööpunkti, kus PV-massiivi saab praegustes päikesevalguse ja temperatuuri tingimustes toota suurimat saadaolevat võimsust.

Seejärel muundab muundur alalisvoolu vahelduvvooluks kodumajapidamiste, kaubanduslike või tööstuslike koormuste jaoks.

Aku laadimine

Kui päikeseenergia tootmine ületab vahetu koormuse vajaduse, saab hübriidinverter suunata üleliigse energia akusse.

Laadimisprotsess peab järgima aku tootja pinge, voolu, temperatuuri ja laadimisastme piire. Ühilduv akuhaldussüsteem võib ohutu töö koordineerimiseks inverteriga suhelda.

Aku tühjenemine

Kui päikeseenergia tootmine on madal või koormuse nõudlus on suurem kui saadaolev PV väljund, saab hübriidmuundur akust energiat ammutada.

Tühjendusstrateegia sõltub programmeeritud töörežiimist. Mõned süsteemid eelistavad omatarbimist, samas kui teised reserveerivad aku mahtu voolukatkestuste või tippnõudluse perioodide jaoks.

Võrgu interaktsioon

Kui päikese- ja akutoide ei suuda koormust täita, võib inverter võtta võrgust elektrit. Võrguga ühendatud süsteemis võib see ka üleliigset päikeseenergiat eksportida, kui see on lubatud kohalike eeskirjade ja elektrivõrkude ühendamise lepinguga.

Inverter peab enne voolu ühendamist või eksportimist jälgima võrgu pinget ja sagedust. Samuti vajab see saartevastast kaitset, et vältida lahtiühendatud elektriliini ohtlikku pingestamist.

Varundusoperatsioon

Mõned hübriidinverterid võivad võrgu rikke korral jätkata valitud koormuste varustamist. Sel juhul peab inverter isoleerima varuahela elektrivõrgust ja looma stabiilse kohaliku vahelduvvoolu toite.

Mitte iga hübriidmuundur ei paku varutoidet. Mudel peab spetsiaalselt toetama võrguvälist või varutööd ning elektripaigaldis peab sisaldama sobivaid ülekande- ja kaitseseadmeid.

USA energeetikaministeerium selgitab, et päikeseenergia pluss salvestussüsteemid võivad katkestuste ajal toidet pakkuda, kui inverter ja süsteem on selle funktsiooni jaoks ette nähtud. Lisateavet leiate selle juhendist inverterid ja võrguteenused.

Hübriidinverteri peamised funktsioonid

MPPT päikeseenergia jälgimine

Maksimaalse võimsuspunkti jälgimine võimaldab inverteril reguleerida PV tööpunkti päikesevalguse ja mooduli temperatuuri muutumisel.

See aitab süsteemil saadaolevat päikeseenergiat tõhusamalt koguda kui fikseeritud tööpunkt. PV-massiivi projekteerimisel on oluline MPPT-kanalite arv ning nende pinge- ja vooluvahemikud.

Aku laadimine ja tühjendamine

Hübriidmuundur juhib aku laadimist ja tühjenemist. See peaks toetama aku keemiat, sidemeetodit, laadimisvoolu, tühjendusvoolu ja salvestussüsteemi nõutavaid tööpiiranguid.

Sõltuvalt muunduri konfiguratsioonist ja kohalikest tööreeglitest võib akut laadida päikeseenergiast, võrgust või mõlemast.

Energia prioriteetide juhtimine

Hübriidmuundurit saab programmeerida järgima erinevaid võimsuse prioriteete, näiteks:

• Esiteks päikeseenergia;

• Päikeseenergia koormuste jaoks ja liigne võimsus aku laadimiseks;

• Aku võimsus tipphinna perioodidel;

• Võrguvõimsus odavatel perioodidel;

• Aku reserv hädaolukorras varundamiseks;

• Võrgu tugi, kui päikese- ja akutoitest ei piisa.

Parim režiim sõltub elektritariifidest, koormusmustrist, aku mahutavusest, varundusnõuetest ja kohalikest eeskirjadest.

Võrgu sünkroonimine

Võrguga ühendatud töörežiimis sünkroniseerib muundur oma vahelduvvoolu väljundi elektrivõrguga. See peab järgima nõutavaid pinge-, sagedus-, faasi- ja toitekvaliteedi piire.

Kui võrk muutub ebastabiilseks või ebaõnnestub, võib inverter võrgust lahti ühendada. Varundusvõimeline mudel saab seejärel varustada isoleeritud koormuste rühma, kui süsteem on selle režiimi jaoks loodud.

Varutoide

Hübriidmuundur võib katkestuse ajal varustada valitud vooluahelaid. Neid vooluahelaid nimetatakse sageli kriitilisteks koormusteks ja need võivad hõlmata valgustust, sideseadmeid, jahutust, pumpasid või juhtimissüsteeme.

Varuväljundi suurus peaks olema nii pideva koormuse kui ka käivitusvajaduse järgi. Mootorid, kompressorid, pumbad ja muud induktiivsed koormused võivad käivitamisel vajada oluliselt rohkem võimsust.

Järelevalve ja suhtlemine

Paljud hübriidinverterid pakuvad andmete jälgimist ekraani, RS485 ühenduse, Etherneti, Wi-Fi või mobiilirakenduse kaudu.

Tüüpilised seireandmed võivad hõlmata järgmist:

• PV võimsus;

• Koormusvõimsus;

• Aku laetuse tase;

• Võrgu import ja eksport;

• Väljundpinge ja sagedus;

• Vigade protokollid;

• Igapäevane ja ajalooline energiatootmine.

Jälgimine on kasulik ebanormaalsete vooluvoogude, aku laadimisprobleemide, sidetõrgete ja korduvate ülekoormustingimuste tuvastamiseks.

Hübriidmuundurite tüübid

Mõistet 'hübriidmuundur' kasutatakse mitme erineva süsteemiarhitektuuri kohta. Tegelikku toiteahelat ja töörežiime tuleks alati kontrollida toote dokumentatsioonist.

Alalisvooluga ühendatud hübriidmuundur

Alalisvooluühendusega süsteemis ühendatakse päikesepatarei ja aku süsteemi alalisvoolu poolel. Jagatud inverter haldab päikese- ja akuenergia muundamise vahelduvvooluks.

See konfiguratsioon võib vähendada päikeseenergia tootmise ja aku laadimise vahelisi teisendusetappide arvu. Tavaliselt peetakse seda uute päikeseenergia pluss-salvestusseadmete puhul, kus PV-massiivi ja aku projekteeritakse koos.

Vahelduvvooluga ühendatud hübriidsüsteem

Vahelduvvooluga ühendatud süsteemis kasutab päikesepatarei eraldi võrku ühendatud päikeseinverterit, samas kui aku on ühendatud teise kahesuunalise inverteri kaudu.

Energiahaldussüsteem koordineerib kahte seadet. Vahelduvvoolu sidumine võib olla kasulik olemasolevale päikeseenergiapaigaldise akuhoidla lisamisel, kuigi süsteem võib hõlmata rohkem komponente ja juhtimiskoordinatsiooni.

Kõik-ühes hübriidmuundur

Kõik-ühes hübriidmuundur võib ühes korpuses kombineerida mitut funktsiooni, näiteks:

• MPPT päikeseenergia laadimine;

• Aku laadimine;

• DC-AC konverteerimine;

• Võrgusisend;

• Varundusväljund;

• Järelevalve;

• Kaitsefunktsioonid.

See disain võib juhtmestikku ja paigaldamist lihtsustada, kuid saadaolevat PV sisendivahemikku, aku ühilduvust, väljundvõimsust ja varufunktsioone tuleb siiski hoolikalt kontrollida.

Akuvaba hübriidkonfiguratsioon

Mõned hübriidinverteritena turustatavad tooted võivad töötada otsese päikeseenergia või akuvaba režiimis. Nad võivad kasutada päikeseenergiat ja võrgutoidet ilma akut igas töötingimustes.

See ei tähenda, et iga hübriidinverter võiks töötada ilma akuta. Toode peab toetama spetsiaalselt akuvaba töötamist ja päikesevalguse muutumise või võrgu puudumise korral võib süsteemi toiteallikas olla piiratud.

Hübriidinverter vs. muud inverteritüübid

Eristamine on oluline, kuna võrku ühendatud päikeseinverter ei saa võrgukatkestuse ajal automaatselt toidet pakkuda. Tavaliselt ühendub see võrgust lahti, et järgida saarestamise vastaseid nõudeid.

Hübriidmuundur saab varundusfunktsiooni toetada ainult siis, kui see sisaldab vajalikke juhtimisfunktsioone, isolatsioonimeetodit ja varuväljundit.

IFIND omad Solar Inverteri juhend selgitab neid põhialuseid üksikasjalikumalt.

Hübriidmuundurite rakendused

Elamu päikese- ja varusüsteemid

Elamusüsteemides suudab hübriidinverter koordineerida päikeseenergia tootmist, majapidamistarbimist, aku salvestamist ja võrgu võimsust.

Päeval võib päikeseenergia varustada majapidamiskoormust ja laadida akut. Öösel suudab salvestatud energia koormusi toetada. Võrgu katkestuse ajal võivad valitud ahelad jääda toiteallikaks, kui süsteemil on sobiv varukonstruktsioon.

Äri- ja väiketööstushooned

Ärihoonetel on sageli suur päevane elektritarbimine ja neil võivad tekkida nõudmised või kasutusaja hinnad.

Hübriidinverter võib aidata kooskõlastada päikeseenergia tootmist ja aku tühjenemist vastavalt hoone koormusprofiilile. See võib kallitel perioodidel vähendada võrgutarbimist ja salvestada päikeseenergiat, mida muidu piirataks.

Kaug- ja võrguvälised toitesüsteemid

Kaugkohtades võib hübriidinverter kombineerida päikeseenergiat, akusid ja abigeneraatorit või muud energiaallikat.

Inverter haldab saadaolevat võimsust vastavalt koormuse nõudlusele ja aku olekule. See võib lühendada generaatori tööaega, säilitades samal ajal oluliste seadmete stabiilse toite.

Mikrovõrgud

Hübriidinvertereid kasutatakse ka väikestes mikrovõrkudes, mis ühendavad taastuvenergia, salvestuse, võrguvarustuse ja varutootmise.

Inverter võib töötada võrgu järgimise režiimis, kui utiliit on saadaval, ja lülituda kohaliku võrgu moodustamise režiimile, kui süsteem on isoleeritud, eeldusel, et mudel seda funktsiooni toetab.

Päikesepump ja põllumajandussüsteemid

Mõned hübriidinverteri konfiguratsioonid toetavad päikeseenergial töötavat pumpamist koos võrgu- või abitoitega. See võib olla kasulik, kui pumpamist tuleb jätkata pilvise ilmaga, öösel või suure veevajadusega perioodidel.

Süsteem tuleb siiski sobitada pumba mootori, voolu nõuete, kogukõrguse, PV massiivi ja saadaoleva varuallikaga.

Kuidas valida hübriidmuundurit

Määrake võimsuse nõue

Alustuseks arvutage ühendatud koormuste pidev võimsusvajadus. Seejärel tuvastage suure käivitusvooluga seadmed, nagu pumbad, kompressorid, külmikud ja mootorid.

Inverter tuleks valida vastavalt pidevale väljundvõimsusele, lühiajalisele liigvõimsusele, väljundfaasile ja nõutavale koormuse tüübile.

Kontrollige PV sisendvahemikku

PV-massiivid peavad jääma inverteri lubatud pinge- ja vooluvahemikku.

Kontrollige:

• Maksimaalne PV sisendpinge;

• MPPT pingevahemik;

• Maksimaalne sisendvool;

• MPPT kanalite arv;

• Soovitatav PV massiivi võimsus;

• Stringi konfiguratsioon.

PV-massiivi külma ilmaga avatud vooluahela pinge peab jääma alla inverteri maksimaalse sisendpiiri.

Sobitage akusüsteem

Enne paigaldamist tuleb kontrollida akude ühilduvust. Kontrollige toetatud aku keemiat, laadimis- ja tühjendusvoolu, sideprotokolli, laadimisoleku piire ja akuhaldussüsteemi nõudeid.

Aku nimivõimsus ja energiamaht teenivad erinevaid eesmärke. Võimsus määrab, kui palju koormust saab korraga varustada, samas kui energiavõimsus mõjutab süsteemi töövõime kestust.

Määrake töörežiim

Otsustage, kas süsteem on ette nähtud:

• Päikese omatarbimine;

• Tippkoormuse juhtimine;

• varutoide;

• Võrguväline töö;

• Võrgu eksport;

• akuvaba päikeseenergia töö;

• Generaatori integreerimine.

Üks hübriidmuundur ei pruugi iga režiimi toetada.

Kaaluge võrgu- ja varundusnõudeid

Võrguga ühendatud süsteemide puhul kontrollige kehtivaid võrgukoode, saartevastaseid nõudeid, ekspordipiiranguid ja kommunaalteenuste heakskiitmise protseduure.

Varusüsteemide puhul kontrollige edastusaega, varuväljundvõimsust, neutraalse konfiguratsiooni, lühisevõimsust ja seda, kas inverter suudab toetada mootorikoormust.

Vaadake üle suhtlus ja seire

Kui inverter integreeritakse hoone haldussüsteemi, mikrovõrgu kontrollerisse või kaugseireplatvormi, kinnitage saadaolevad sideliidesed ja andmepunktid.

Paigaldus- ja ohutuskaalutlused

Hübriidmuunduri paigaldamise peaksid lõpetama kvalifitseeritud töötajad, kes tunnevad nii vahelduv- kui alalisvoolu elektrisüsteeme.

Olulised kaalutlused hõlmavad järgmist:

• Kasutage sobivaid alalis- ja vahelduvvoolu lahtiühendajaid.

• Vajadusel paigaldage ülevoolu- ja liigpingekaitse.

• Järgige tootja maandusjuhiseid.

• Hoidke foto-, aku-, vahelduvvoolu- ja sidekaablid õigesti marsruudil.

• Tagage sobiv ventilatsioon ja vaba ruumi.

• Paigaldage patareid sobivasse kohta.

• Enne alalisvooluühenduste pingestamist kontrollige õiget polaarsust.

• Testige varukoopia eraldamist ja edastusfunktsioone.

• Järgige kohalikke elektrikoode ja võrguühenduse nõudeid.

Akusüsteemid suudavad salvestada märkimisväärsel hulgal energiat isegi siis, kui päikesepaneelid ei tooda energiat. Seetõttu peaksid hooldus- ja hooldusprotseduurid arvestama nii foto- kui ka akuallikatega.

KKK-d

Mis on hübriidinverteri peamine eesmärk?

Hübriidinverter haldab elektrienergiat päikesepaneelidest, akudest, elektrivõrgust ja ühendatud koormustest. See kontrollib, millal energiat kasutatakse, salvestatakse, imporditakse või eksporditakse.

Kas hübriidinverter võib töötada ilma akuta?

Mõned hübriidinverterid toetavad akuvaba või otsese päikeseenergiaga töötamist, kuid see sõltub mudelist. Energia salvestamiseks ja varundamiseks on tavaliselt vaja akut.

Kas hübriidinverter töötab elektrikatkestuse ajal?

Ainult spetsiaalse varu- või võrguvälise funktsiooniga hübriidmuundur saab võrgu katkestuse ajal toiteallikat jätkata. Süsteemil peab olema ka sobiv juhtmestik, isolatsioon ja õige suurusega varukoormus.

Mis vahe on hübriidinverteril ja päikeseenergia inverteril?

Tavaline päikeseinverter muundab peamiselt PV alalisvoolu vahelduvvooluks. Hübriidinverter saab hallata ka aku laadimist ja tühjenemist, võrgu koostoimet, varutoidet ja energiaprioriteete.

Kui kaua suudab hübriidinverter varutoidet pakkuda?

Varunduse kestus sõltub aku energiamahust, inverteri väljundvõimsusest, ühendatud koormusest, aku reservi seadistustest ja süsteemi tõhususest.

Suurem inverter suudab anda rohkem hetkevõimsust, kuid see ei taga tingimata pikemat varuaega, kui akul pole ka piisavalt energiat.

Kas hübriidinverter saab energiat võrku eksportida?

Mõned mudelid toetavad võrgu eksporti, kuid eksportimine peab olema lubatud inverteri konfiguratsiooni, kohalike eeskirjade ja kommunaalteenuste vastastikuse ühendamise nõuetega.

Kuidas määrata hübriidinverteri suurust?

Võtke arvesse pidevat koormust, käivitusvoolu, tippkoormust, PV massiivi, aku võimsust, aku energiamahtuvust, varundamise kestust, väljundfaasi ja vajalikke töörežiime.

Inverteri suurus tuleks valida tegeliku süsteemi jaoks, mitte valida ainult PV paneeli võimsuse järgi.

Järeldus

Hübriidinverter on loodud päikeseenergia, akusalvestuse, võrgu elektri ja elektrikoormuse koordineerimiseks ühes energiahaldussüsteemis. Selle funktsioonid võivad hõlmata MPPT jälgimist, aku laadimist ja tühjenemist, võrgu sünkroonimist, varutoidet, koormuse haldamist ja kaugseiret.

Õige konfiguratsioon sõltub kavandatavast töörežiimist. Elamu varusüsteem, kaubanduslik tipphabemeajamise projekt, mikrovõrk ja päikeseenergia pumpamise süsteem võivad kõik vajada erinevaid inverteri võimalusi.

Enne hübriidinverteri valimist kontrollige PV sisendi vahemikku, aku ühilduvust, pidevat ja pingelist väljundit, varufunktsiooni, võrgunõudeid, sideliideseid ja paigalduskeskkonda. Kui need tegurid on õigesti sobitatud, võib hübriidinverter parandada päikeseenergia kasutamist ja pakkuda paindlikumat toitehaldust.

Kas vajate abi hübriidinverteri valimisel?

Jagage oma PV võimsust, koormusnõudeid, akuplaani, võrgutingimusi ja varuootusi IFIND-i meeskonnaga. Aitame hinnata teie rakenduse jaoks sobivat hübriidmuunduri konfiguratsiooni.

Arutage oma hübriidinverteri rakendust