Mikä on aurinkopumppuinvertteri? MPPT, sovellukset ja edut

Aurinkopumppuinvertteri on tehonmuunnoslaite, joka on suunniteltu käyttämään vesipumppuja aurinkopaneelien tuottaman sähkön avulla. Se muuntaa aurinkosähköjärjestelmän DC-tehon pumpun moottorin ohjatuksi vaihtovirtatehoksi.

Toisin kuin standardi aurinkoinvertteri , joka on pääasiassa suunniteltu syöttämään vaihtovirtaa rakennuksiin tai verkkoon, a aurinkopumpun invertteri on erityisesti suunniteltu ohjaamaan pumpun nopeutta ja tehoa. Se säätää moottoria käytettävissä olevan aurinkoenergian, vedentarpeen ja käyttöolosuhteiden mukaan.

Monissa järjestelmissä aurinkopumppuinvertteri voi toimia ilman akkua. Vettä voidaan pumpata voimakkaan auringonpaisteen aikana ja varastoida säiliöön tai säiliöön myöhempää käyttöä varten. Jotkut mallit tukevat myös AC-tuloa, jolloin pumppu voi jatkaa toimintaansa, kun aurinkoenergia ei riitä.

IFIND tarjoaa aurinkopumppuinvertteriratkaisuja, kuten SD600-sarjan MPPT-aurinkopumppuinvertteri maatalouden kasteluun, syvän kaivon pumppaamiseen, veden siirtoon ja muihin sovelluksiin.

Mikä on aurinkopumppuinvertteri?

Aurinkopumppuinvertteri yhdistää aurinkoenergian muuntamisen taajuusmuuttuvaan moottorin ohjaukseen.

Sen päätehtävät ovat:

• Muunna aurinkoenergian tasavirta vaihtovirtalähteeksi;

• Seuraa suurinta käytettävissä olevaa tehoa PV-ryhmästä;

• Säädä pumpun moottorin nopeus aurinkoolosuhteiden mukaan;

• Käynnistä ja pysäytä pumppu automaattisesti;

• Suojaa moottoria ja pumppua epätavallisilta olosuhteilta;

• Tukee viestintää ja etävalvontaa valituissa malleissa.

Termi voi tarkoittaa erilaisia ​​tuotemalleja. Jotkut aurinkopumppuinvertterit on tarkoitettu suoraan aurinkokäyttöön, kun taas toiset tukevat sekä aurinkoenergian DC-tuloa että AC-tuloa verkosta tai generaattorista.

Aurinkopumppuinvertteri ei siis ole vain perinteinen aurinkopaneeliin kytketty VFD. Se tarvitsee MPPT-ohjausjärjestelmän ja aurinkosähköteholle sopivan DC-tulorakenteen.

Kuinka aurinkopumpun invertteri toimii?

Tyypillinen aurinkopumppujärjestelmä sisältää:

1. Aurinkopaneelit;

2. Aurinkopumppu invertteri;

3. Pumpun moottori;

4. Vesilähde ja jakelujärjestelmä;

5. Valinnaiset anturit, viestintälaitteet tai vaihtovirtalähde.

Aurinkoenergian DC-tulo

Aurinkopaneelit tuottavat tasavirtaa. Paneeleiden tuottama jännite ja virta muuttuvat päivän aikana auringonvalon voimakkuuden, lämpötilan, varjostuksen, pölyn ja sääolosuhteiden vuoksi.

Aurinkopumppuinvertteri vastaanottaa tämän muuttuvan DC-tulon ja muuntaa sen pumpun moottorin ohjatuksi ulostuloksi.

PV-ryhmä on suunniteltava invertterin sallitun jännite- ja virta-alueen sisällä. Ryhmän avoimen piirin jännitteen tulee erityisesti kylmissä olosuhteissa jäädä invertterin maksimitulorajan alapuolelle.

MPPT-seuranta

MPPT tulee sanoista Maximum Power Point Tracking. Se on ohjaustoiminto, joka etsii jatkuvasti toimintapistettä, jossa aurinkopaneeli voi tuottaa suurimman käytettävissä olevan tehon.

Suurin tehopiste muuttuu auringonvalon ja paneelin lämpötilan muuttuessa. Jos invertteri toimii sopimattomalla jännitteellä, osaa käytettävissä olevasta aurinkosähköstä ei ehkä käytetä tehokkaasti.

MPPT-ohjain säätää PV-toimintapistettä ja siirtää käytettävissä olevan energian moottorin ohjausvaiheeseen. Näin pumppu voi hyödyntää paremmin muuttuvia aurinkoolosuhteita.

MPPT ei tuota lisäenergiaa. Se auttaa järjestelmää käyttämään käytettävissä olevaa aurinkoenergiaa tehokkaammin.

Vaihtuvataajuinen moottorin lähtö

Käytettävissä olevan aurinkoenergian seurannan jälkeen invertteri tuottaa ohjatun AC-lähdön pumpun moottorille.

Kun aurinkoenergia on vahvaa, invertteri voi lisätä moottorin taajuutta ja pumpun nopeutta. Kun aurinkoenergia laskee, se voi vähentää taajuutta, siirtyä lepotilaan tai pysäyttää pumpun, jos energia ei riitä vakaaseen toimintaan.

Tämä vaihtuvataajuinen toiminta eroaa pelkästä pumpun käynnistämisestä ja sammuttamisesta. Sen avulla pumppu reagoi asteittain muuttuviin aurinkoolosuhteisiin.

Automaattinen käynnistys ja lepotila

Monet aurinkopumppuinvertterit voivat käynnistää pumpun automaattisesti, kun aurinkosähköjärjestelmä tuottaa tarpeeksi tehoa. Kun aurinkoenergia laskee toimintakynnyksen alapuolelle, invertteri voi vähentää tehoa tai asettaa pumpun lepotilaan.

Tämä toiminto on hyödyllinen etäkastelu- ja vesihuoltojärjestelmissä, koska käyttäjän ei tarvitse käynnistää ja pysäyttää pumppua manuaalisesti koko päivän ajan.

AC-varatulo

Jotkut aurinkopumppuinvertterit tukevat sekä aurinkoenergian DC-tuloa että yhteensopivaa AC-tuloa. Vaihtovirtalähde voi tulla sähköverkosta tai generaattorista järjestelmän suunnittelusta riippuen.

AC-varmuuskopiointi voi olla hyödyllistä, kun:

• Kastelua on jatkettava auringonlaskun jälkeen;

• Pilvipeite vähentää aurinkotehoa;

• Kausiluonteinen veden kysyntä on korkea;

• Järjestelmä vaatii ajoitetun pumppauksen;

• Säiliö on täytettävä tietyn ajan kuluessa.

Vaihtovirtalähteen, vaiheen, jännitteen ja vaihtotavan on vastattava invertterin konfiguraatiota.

Mitkä ovat aurinkopumpun invertterin päätoiminnot?

MPPT aurinkosäädin

MPPT sallii invertterin säätää toimintaa PV-ryhmän muuttuvan lähdön mukaan. Tämä on yksi tärkeimmistä eroista aurinkopumppuinvertterin ja tavallisen AC-moottorikäytön välillä.

Pehmeä käynnistys

Aurinkopumppuinvertteri voi lisätä moottorin nopeutta asteittain sen sijaan, että se käyttäisi täyttä tehoa välittömästi.

Pehmeä käynnistys voi auttaa:

• Vähennä käynnistysvirtaa;

• Rajoita mekaanista iskua;

• Vähennä vesi vasara;

• Suojaa kytkimet ja hihnat;

• Pidennä pumppujärjestelmän käyttöikää.

Kiihtyvyysaika tulee asettaa pumpun, moottorin, putkiston, takaiskuventtiilin ja kokonaiskorkeuden mukaan.

Kuivakäyntisuojaus

Kuivakäynti tapahtuu, kun pumppu toimii ilman riittävästi vettä. Se voi aiheuttaa ylikuumenemista, mekaanista kulumista, tiivistevaurioita tai ennenaikaisen pumpun toimintahäiriön.

Aurinkopumppuinvertteri voi havaita kuivakäyntiolosuhteet tarkkailemalla moottorin virtaa, tehoa, kuormitusta tai vedenkorkeusanturia. Tarkka tunnistusmenetelmä riippuu invertteristä ja pumppujärjestelmästä.

Kuivakäyntiparametrit tulee säätää todellisen pumpun mukaan. Yhdelle pumpulle toimiva asetus ei välttämättä sovi toiselle.

Vedenpinnan säätö

Vedenkorkeusantureita voidaan käyttää kaivon, säiliön, säiliön tai muun vesilähteen valvontaan.

Invertteri voi pysäyttää pumpun, kun:

• Vesilähteen taso on liian matala;

• Varastointisäiliö on täynnä;

• Pumppu toimisi muuten ilman riittävästi vettä;

• Määritetty käyttötaso on saavutettu.

Anturin oikea asennus ja signaalilogiikka ovat tärkeitä luotettavan toiminnan kannalta.

Ylivirta- ja ylikuormitussuoja

Invertteri valvoo moottorin virtaa ja voi pysäyttää pumpun, jos virta ylittää konfiguroidun rajan.

Ylivirta voi johtua tukkeutuneesta pumpusta, liian korkeasta nostokorkeudesta, mekaanisista vaurioista, vääristä moottoriparametreista tai vaiheongelmasta. Toistuvia matkoja tulisi tutkia sen sijaan, että se ratkaistaan ​​yksinkertaisesti nykyrajaa nostamalla.

Ylijännite- ja ylikuumenemissuoja

Invertteri voi valvoa PV-jännitettä, tasavirtaväylän jännitettä, sisäistä lämpötilaa ja muita sähköolosuhteita.

Jos PV-jännite on liian korkea tai invertteri kuumenee liian kuumaksi, se voi vähentää tehoa tai lopettaa toiminnan. Oikea ilmanvaihto ja oikea PV-langan suunnittelu ovat välttämättömiä.

Viestintä ja etävalvonta

Monet nykyaikaiset aurinkopumppuinvertterit tarjoavat RS485-tiedonsiirron. Valinnaiset moduulit voivat tukea Ethernet-, Wi-Fi-, GPRS- tai muita etävalvontamenetelmiä.

Tyypillisiä seurantatietoja voivat olla:

• PV syöttöjännite ja teho;

• Lähtötaajuus;

• Moottorin virta;

• Pumpun toimintatila;

• Vikakirjat;

• Veden virtaus tai kertynyt vesimäärä;

• Historialliset käyttötiedot.

Etävalvonta on erityisen hyödyllistä maatalouskohteissa ja kaivoissa, joita on vaikea päivittäin tarkastaa.

Aurinkopumppuinvertterien tyypit

Itsenäiset aurinkopumppuinvertterit

Itsenäinen aurinkopumppuinvertteri on suunniteltu ensisijaisesti aurinkosähkökäyttöön. Se muuntaa aurinkoenergian suoraan pumpun ohjatuksi vaihtovirtalähteeksi.

Näitä järjestelmiä käytetään usein etäkasteluun, karjan juottamiseen ja syvän kaivon pumppaamiseen, kun verkkosähköä ei ole saatavilla tai kallista asentaa.

Aurinkopumppuinvertterit AC-varmistuksella

Nämä invertterit hyväksyvät aurinkoenergian ensisijaiseksi lähteeksi ja käyttävät yhteensopivaa vaihtovirtaa, kun aurinkoenergia ei riitä.

Ne tarjoavat suuremman toiminnan joustavuuden, mutta vaativat lisähuomiota AC-tulojännitteeseen, vaiheeseen, suojaukseen ja vaihtologiikkaan.

Yksivaiheiset ja kolmivaiheiset mallit

Aurinkopumppuinvertterit ovat saatavilla erilaisiin moottorikokoonpanoihin.

Yksivaiheista pumppua voidaan käyttää pienemmissä järjestelmissä, kun taas kolmivaihemoottorit ovat yleisiä suuremmissa maatalouden, teollisuuden ja syvän kaivon pumppaussovelluksissa.

Invertterin lähdön on vastattava moottorin nimellisjännitettä, vaihetta, taajuutta ja virtaa. Kolmivaihemoottorille suunniteltua invertteriä ei saa kytkeä eri moottorityyppiin ilman valmistajan hyväksyntää.

Uppopumppu- ja pintapumppusovellukset

Joitakin aurinkopumppuinverttereitä käytetään kaivoihin tai porausreikiin asennettujen uppopumppujen kanssa. Toiset käyttävät pintakeskipakopumppuja, paineenkorotuspumppuja tai siirtopumppuja.

Invertterin valinta riippuu moottorin ominaisuuksista, ei vain pumpun nimestä. Myös kaapelin pituus, käynnistystarve, toimintataajuus, vedenkorkeus ja kokonaiskorkeus tulee ottaa huomioon.

Aurinkopumppuinvertteri vs. perinteinen VFD

Perinteinen VFD voi ohjata pumpun moottoria tehokkaasti, kun siihen syötetään vakaa vaihtovirta, mutta se ei voi normaalisti seurata aurinkopaneelin maksimitehopistettä.

Aurinkosähköpumpun invertteri on suunniteltu aurinkosähkön muuttuvien ominaisuuksien ja vesipumppujen käyttövaatimusten mukaan.

Aurinkopumppuinvertteri vs. standardi aurinkoinvertteri

Tavallinen aurinkoinvertteri muuntaa aurinkoenergian vaihtovirtalähteeksi kotitalouksien, kaupallisten tai verkkoon kytkettyjen kuormien käyttöön. Se ei välttämättä tarjoa pumpun edellyttämiä moottorin ohjaustoimintoja.

Aurinkopumppuinvertteri on suunniteltu:

• Ohjaa moottorin taajuutta;

• Säädä pumpun nopeutta;

• Tarjoa pehmeä käynnistys;

• Reagoi muuttuviin PV tehoihin;

• Tunnista kuivakäynti- tai vedenkorkeusolosuhteet;

• Suojaa pumpun moottoria.

Tästä syystä tavallista verkkoon kytkettyä aurinkosähköinvertteriä ei saa kytkeä suoraan pumppuun, ellei koko järjestelmää ole erityisesti suunniteltu tähän tarkoitukseen.

Aurinkopumppujen invertterisovellukset

Maatalouden kastelu

Maatalouden kastelu on yksi yleisimmistä sovelluksista.

Aurinkopumppuinvertteri voi toimittaa vettä kaivoista, säiliöistä, kanavista tai varastosäiliöistä pelloille, hedelmätarhoille, kasvihuoneisiin ja kasteluverkostoihin.

Järjestelmä voi toimia valoisaan aikaan ja varastoida vettä säiliöön käytettäväksi, kun aurinkoenergian tuotanto on vähäistä.

Syvän kaivon pumppaus

Aurinkopumppuinvertterit voivat käyttää yhteensopivia uppopumppuja porausreikiin ja syviin kaivoihin.

Ennen järjestelmän valintaa insinöörien tulee tarkistaa:

• Staattinen vedenkorkeus;

• nosto;

• Vaadittu virtaus;

• Yhteensä dynaaminen pää;

• Kaivon syvyys;

• putken pituus;

• Moottorikaapelin pituus;

• Pumpun moottorin luokitus.

Pumppu tulee valita sekä virtauksen että noston mukaan. Pelkkä moottorin teho ei riitä määrittämään, täyttääkö järjestelmä vesivaatimuksen.

Kasvihuoneen vesihuolto

Kasvihuoneissa voidaan käyttää aurinkopumppujärjestelmiä kasteluun, säiliöiden täyttöön, veden siirtoon tai kierrätykseen.

Vedenpinnan säätö ja ajastettu käyttö voivat auttaa koordinoimaan pumppauksen sadon kasteluaikataulun kanssa.

Karjan kastelu

Etätilat voivat käyttää aurinkopumppua veden siirtämiseen karjan säiliöihin tai korkeisiin säiliöön.

Automaattiset pysäytystoiminnot voivat estää ylivuotoa, kun taas kuivakäyntisuoja voi vähentää pumpun käytön riskiä, ​​kun vesilähde on vähissä.

Säiliön ja säiliön täyttö

Aurinkopumppujärjestelmä voi tuottaa vettä voimakkaan auringonpaisteen aikana ja varastoida sen myöhempää käyttöä varten.

Tämä lähestymistapa voi vähentää akun varastoinnin tarvetta sovelluksissa, joissa veden varastointi on käytännöllisempää kuin sähkövarastointi.

Etävesihuolto

Syrjäiset yhteisöt, rakennustyömaat ja eristetyt tilat voivat käyttää aurinkopumppuinverttereitä, jos verkkoon pääsy on rajoitettu.

Järjestelmä voidaan konfiguroida aurinkoenergialla, vesivarastolla ja valinnaisella vaihtovirtavarmistuksella vaaditun käyttöaikataulun mukaan.

Aurinkopumppuinvertterin käytön edut

Vähentynyt riippuvuus verkkosähköstä

Aurinkovoimalla voidaan käyttää pumppua päivänvalossa ilman, että se on täysin riippuvainen sähköstä tai polttoainepohjaisista generaattoreista.

Paristoton toiminta sopivissa järjestelmissä

Monet aurinkopumppujärjestelmät voivat toimia ilman akkua pumppaamalla vettä, kun aurinkovoimaa on saatavilla, ja varastoimalla vettä säiliöön tai säiliöön.

Tämä voi vähentää akun huoltoa ja yksinkertaistaa järjestelmää, vaikka paristoton käyttö ei sovellu kaikkiin sovelluksiin.

Käytettävissä olevan aurinkoenergian parempi käyttö

MPPT ja taajuusmuuttuva ohjaus mahdollistavat pumpun reagoinnin muuttuviin aurinkoolosuhteisiin sen sijaan, että pumppu käynnistyisi ja pysähtyisi toistuvasti täydellä teholla.

Parannettu pumpun suojaus

Kuivakäynnin havaitseminen, ylikuormitussuoja, vesitason ohjaus ja muut toiminnot voivat auttaa suojaamaan pumppua yleisiltä toiminta-ongelmilta.

Automaattinen toiminta

Automaattiset käynnistys-, lepotila-, ajastus- ja etävalvontatoiminnot vähentävät päivittäisen manuaalisen käytön tarvetta erityisesti etätyömailla.

Kuinka valita aurinkopumppuinvertteri

Määritä vesitarve

Aloita tarvittavalla päivittäisellä vesimäärällä ja käyttöaikataululla.

Harkitse satotyyppiä, kastelutapaa, vuodenaikojen kysyntää, säiliön kokoa ja käytettävissä olevaa auringonvaloa. Pelkkä kastelualue ei riitä pumpun ja invertterin tehon määrittämiseen.

Laske virtaus ja kokonaiskorkeus

Dynaaminen kokonaispää voi sisältää:

• Pysty nostokorkeus;

• hyvin nosto;

• Toimituskorkeus;

• Putkien kitka;

• Venttiili- ja suodatinhäviöt;

• Vaadittu paine ulostulossa.

Pumppu tulee valita vaaditun virtauksen ja kokonaiskorkeuden mukaan ennen taajuusmuuttajan valintaa.

Sovita moottori

Tarkista pumpun moottori:

• Nimellisjännite;

• Nimellisvirta;

• Nimellisteho;

• Vaihe;

• Nimellistaajuus;

• Aloitusvaatimukset;

• Moottorin tyyppi.

Invertteri tulee valita nimellisvirran ja ylikuormituskapasiteetin sekä moottorin tehon mukaan.

Kokoa PV Array

PV-ryhmän on pysyttävä invertterin sallitulla jännite- ja virta-alueella.

Harkitse kylmän sään, korkeiden lämpötilojen, varjostuksen, pölyn, kaapelihäviöiden ja moduulin vanhenemisen aiheuttamia muutoksia. Suositeltavan PV-tehon tulee noudattaa invertterin valmistajan ohjeita.

Tarkista kaapelin pituus ja suojaus

Pitkät moottorikaapelit voivat aiheuttaa jännitehäviön ja heijastusaaltojännityksen. Joissakin asennuksissa voidaan tarvita lähtöreaktori tai suodatin.

Järjestelmässä tulee olla myös sopiva maadoitus, ylijännitesuoja, katkaisimet ja kaapelieristys työmaan olosuhteisiin.

UKK

Mikä on aurinkopumpun invertterin tarkoitus?

Aurinkopumppuinvertteri muuntaa aurinkosähkön tasavirtasähkön ohjatuksi vaihtovirtalähteeksi vesipumpulle. Se myös säätää moottorin nopeutta, seuraa käytettävissä olevaa PV-tehoa ja tarjoaa pumpun suojaustoimintoja.

Tarvitseeko aurinkopumpun invertteri akun?

Ei aina. Monet aurinkopumppujärjestelmät toimivat ilman akkua pumppaamalla vettä auringonvalon aikana ja varastoimalla sitä säiliöön tai säiliöön.

Akkua voidaan harkita, kun järjestelmä vaatii varavirtaa tai toimintaa silloin, kun aurinkoenergiaa ei ole saatavilla.

Mikä on MPPT aurinkopumpun invertterissä?

MPPT tulee sanoista Maximum Power Point Tracking. Se säätää aurinkoenergian toimintapistettä niin, että aurinkopaneeli voi tuottaa suurimman käytettävissä olevan tehon muuttuvissa auringonvalossa ja lämpötilaolosuhteissa.

Voiko aurinkopumpun invertteri käyttää verkkosähköä?

Jotkut mallit tukevat sekä aurinkoenergian DC-tuloa että yhteensopivaa AC-tuloa. Näin verkko tai generaattori voi toimia varalähteenä, kun aurinkosähkö on riittämätön.

Vaihtojännitteen, vaiheen, taajuuden ja vaihtotavan on vastattava invertterin konfiguraatiota.

Voiko aurinkopumppuinvertteri käyttää uppopumppua?

Kyllä, monet aurinkopumppuinvertterit on suunniteltu yhteensopiviin uppopumppuihin. Invertterin on vastattava moottorin jännitettä, vaihetta, virtaa, tehoa, kaapelin pituutta ja käynnistysvaatimuksia.

Kuinka mitoitan aurinkopumpun invertterin?

Aloita veden virtauksesta, dynaamisesta kokonaiskorkeudesta, pumpun moottorin nimellisarvosta, nimellisvirrasta, aurinkopaneelin jännitteestä, aurinkopaneelin tehosta ja vaaditusta päivittäisestä vesimäärästä.

Invertteri tulee valita koko pumppausjärjestelmän mukaan eikä pelkästään moottorin tehon mukaan.

Mitä tapahtuu, kun auringonvalo heikkenee?

Invertteri voi laskea pumpun nopeutta, siirtyä lepotilaan tai pysäyttää pumpun, jos käytettävissä oleva PV-teho on toimintakynnyksen alapuolella.

Jos malli tukee AC-varmuuskopiointia, se voi vaihtaa yhteensopivaan AC-lähteeseen määritetyn prioriteetin mukaan.

Johtopäätös

Aurinkopumppuinvertteri muuntaa säädettävän aurinkoenergian ohjatuksi AC-lähdöksi vesipumppumoottoreille. Sen MPPT-toiminto seuraa käytettävissä olevaa PV-tehoa, kun taas taajuusmuuttuva ohjaus säätää pumpun nopeutta auringonvalon ja veden tarpeen mukaan.

Tärkeimmät valintatekijät ovat veden virtaus, kokonaiskorkeus, moottorin ominaisuudet, PV-järjestelmän rakenne, tulo- ja lähtöjännite, suojaustoiminnot, kaapelin pituus ja varavaatimukset.

Oikein sovitettuna pumppuun ja vesijärjestelmään aurinkopumpun invertteri voi tukea automaattista toimintaa, vähentää riippuvuutta verkkosähköstä, suojata moottoria ja tehdä aurinkoenergialla toimivasta vesihuollosta käytännöllisempää maataloudessa, kaukaisissa kohteissa ja muissa sovelluksissa.

Tarvitsetko apua aurinkopumppuinvertterin valinnassa?

Jaa pumpun moottorin luokitus, vaadittu virtaus, kokonaiskorkeus, PV-järjestelmän tiedot ja käyttöolosuhteet IFIND-tiimille. Voimme auttaa arvioimaan sopivan aurinkopumpun invertterikokoonpanon projektiisi.

Keskustele aurinkopumpun invertterisovelluksestasi