Mis on päikeseenergia inverter?

1. Mis on päikeseenergia inverter?

Päikeseenergia inverter, tuntud ka kui fotogalvaaniline (PV) inverter, on teatud tüüpi võimsusmuundur, mis teisendab a. muutuva alalisvoolu (DC) väljundi fotogalvaaniline päikesepaneel kasuliku sagedusega vahelduvvooluks (AC), mis saab ühendada kaubanduslikku elektrivõrku või kasutada kohalikku võrguvälist elektrivõrk. Päikeseenergiasüsteemi olulise komponendina on see nii kasutatakse selleks, et genereeritav päikeseenergia oleks sobiv kodus kasutamiseks seadmeid või tarnejaotussüsteeme. Üldiselt on päikeseinverterid olenevalt konkreetsetest nõudmistest saadaval erinevates suurustes ja tüüpides päikeseenergia paigaldus.

2. Päikese inverteri struktuur

Päikeseenergia inverter koosneb peamiselt alalisvoolu sisendist, vahelduvvoolu väljundist, trafost, a jahutussüsteem kui ka juhtimissüsteem, kõik need töötavad koos, et tagada päikeseinverteri normaalne töö.

Mis on alalisvoolu sisend?

DC sisend, koht, kus asub päikesepaneelide toodetud alalisvoolu elekter inverteriga ühendatud, saab hakkama pingevahemikuga, mille määrab inverteri spetsifikatsioonidele ja peaks vastama päikeseenergia toodetud pingele paneelid. Sellel on ka kaitselüliti või kaitse, mis kaitseb inverterit ülekoormusest või lühistest. Kõige tähtsam on kasutada päikeseenergia invertereid maksimaalse võimsuspunkti jälgimine (MPPT), et saada seadmest maksimaalne võimalik võimsus PV massiiv.

Mis on vahelduvvoolu väljund?

Vahelduvvoolu väljund on mõeldud päikesepaneeli genereeritud alalisvoolu muundamiseks kasutatav vahelduvvõimsus, mida nimetatakse ka maksimaalseks väljundvõimsuseks või nimivõimsuseks väljundvõimsus ja sõltub paljudest teguritest, nagu temperatuur, niiskus ja päikesepaneelile alalisvoolu genereerimiseks saadaoleva päikesevalguse hulk. Seetõttu mängib vahelduvvoolu väljund olulist rolli vahelduvvoolu väljundi tagamisel Päikeseenergia inverter on piisav võimsusnõuete täitmiseks elektriline koormus.

Mis on trafo?

Trafo funktsioon muundab muunduri alalisvoolu väljundi vahelduvvooluks mida saab võrku tagasi toita. Ja see võib aidata toodetud energiat paneelid, mis suunatakse tagasi võrku, et parandada päikeseinverteri efektiivsust. Ajalooliselt on olnud muret trafodeta elektriseadmete kasutamise pärast süsteemid sisenevad kommunaalvõrku. Nii et trafo on loodud pakkuma võrgust eraldamist, ei mõjuta inverteri rikked või lühised elektrivõrku. Pealegi tagab trafo ka vahelduvvoolu väljundi inverteri pinge ja sagedus on sünkroniseeritud võrku, et toodetud võimsus oleks kasutatav ka teistele võrgu tarbijatele. Tänapäeval kasutavad inverterid peamiselt uuemat kõrgsagedustrafot.

Mis on jahutussüsteem?

Päikeseinverteri olulise komponendina on jahutussüsteem mis on spetsiaalselt ette nähtud inverteri poolt selle käigus tekkiva soojuse hajutamiseks operatsiooni. Selle võib jagada passiivseks ja aktiivseks jahutuseks. Võrreldes passiivsele jahutusele sobib aktiivne jahutus pigem suurematele inverteritele ja purkidele reguleerida temperatuuri täpsemalt. Lisaks aktiivne jahutussüsteem võib veelgi liigitada

õhk- ja vedelikjahutusse. Kokkuvõttes on õhkjahutus odavam samas kui vedelikjahutus on kallim ja tõhusam.

Mis on juhtimissüsteem?

Kasutatakse võimsusvoo juhtimiseks, juhtimissüsteem koosneb peamiselt a mikrokontroller ehk digitaalne signaaliprotsessor (DSP), jõuelektroonika ja andurid. Juhtimissüsteemi, mikrokontrolleri või DSP ajuna jälgib pidevalt PV-massiivi pinget, aku pinget, laetuse olekut (SOC), samuti võrgu pinge ja sagedus. Jõuelektroonika saavutab võimsuse muundamine erinevat tüüpi võimsuse muundamise topoloogiate kaudu. Kuigi andurid annavad tagasiside signaale mikrokontrollerile ehk DSP-le, mis võimaldab toitemuunduri suletud ahela juhtimist.

3. Päikeseenergia inverteri arengulugu

Esimese põlvkonna päikeseinverterid töötati välja 1980. aastatel koos piiratud mõne kilovati võimsusega. Siiski edusammud võimul elektroonika ja digitaalse juhtimistehnoloogia võimaldasid 1990ndate lõpus tõhusamate ja töökindlamate päikeseinverterite väljatöötamine. Ja siis sisse 2000. aastate alguses võeti kasutusele võimsusega teise põlvkonna päikeseinverterid konversioonivõime ja seda hakati päikesetööstuses laialdaselt kasutusele võtma. Kolmanda põlvkonna päikeseinverterid tekkisid 2010. aastate keskel ja olid mida iseloomustab suurem võimsustihedus, parem võimsuse muundamise efektiivsus ja täiustatud funktsioonid, nagu täiustatud jälgimis- ja juhtimisfunktsioonid. Tänapäeval on tehnoloogiate arenguga hübriidinverterid muutunud uueks suundumus, ühendades päikeseenergia ja energia salvestamise funktsioonid ühte seadmesse edendada üleminekut säästvama ja puhtama energia tuleviku suunas.

4. Päikeseenergia inverteri tüübid

Üldiselt võib päikeseinverteri jagada nelja tüüpi: võrguühenduseta inverterid, võrgus olev inverter, aku varuinverter ja intelligentne hübriid inverter.

l Võrguvälist inverterit kasutatakse eraldiseisvates toitesüsteemides, kus inverter ammutab alalisvoolu fotogalvaaniliste massiividega laetud akudest. Ja ongi tavaliselt varustatud sisseehitatud akulaadijaga üleliigse toodetud energia salvestamiseks päeva jooksul vajadusel kasutamiseks. Tavaliselt ei liideta need mingil viisil koos kommunaalvõrguga ja sellisena ei nõuta saartevastastust kaitse. Mis puudutab selle eeliseid, siis selline inverter on mõeldud käsitsemiseks päikesevalguse kõikumised ja pakkuda püsivat ja usaldusväärset vahelduvvooluallikat, saate elektrit toota ka ilma elektrivõrgust sõltumata, mis võib olla eriti kasulik, kui elate kauges piirkonnas, kus on juurdepääs võrgule piiratud. Kuid miski pole täiuslik, selle piiratud mahutavus, aku tööiga ja ühilduvus peaks olema tähelepanu vääriv. Samal ajal on see ulatuslik rakendused on tähelepanuväärsed. Esiteks saab seda kasutada võrguvälistes päikesesüsteemides mis ei ole elektrivõrku ühendatud ja need süsteemid on tavaliselt leidub kaugemates kajutites, paatides ja haagissuvilates.

Lisaks kasutatakse võrguväliseid invertereid mobiilsete toitelahenduste jaoks, nagu telkimine, paadisõit või maanteereisid kaasaskantava toiteallikana seadmed, valgustus ja jahutus. Samal ajal kasutatakse neid laialdaselt nii avariivarutoite, taastuvenergiasüsteemide kui ka kaugjuhtimispuldi jaoks seiresüsteemid. Kvaliteedi põhjal võivad võrguvälised inverterid olla kaugemal jagatud puhtaks siinuslaineks ja modifitseeritud siinuslaineks, puhas siinuslaine inverter toodab kõrgema kvaliteediga vahelduvvoolu väljundit, mis on sarnane saadaoleva võimsusega võrku ja sobib paremini mõne tundliku elektroonikaseadme jaoks võrdlus modifitseeritud siinuslainega.

l Võrgusisene inverter on loodud sünkroniseerima võrgu pingega, sagedus ja faas, et säilitada stabiilne elektrivarustus. The Võrguväliste inverterite saartevastased kaitsemeetmed aitavad välja lülitada ohutuse tagamiseks automaatselt elektrivarustuse katkemisel. Paljud võrgus olevad inverterid on mõeldud elektrivõrku ühendamiseks ja ei tööta siis, kui nad seda teevad ei tuvasta võrgu olemasolu. Need sisaldavad täpselt spetsiaalset vooluringi sobitada võrgu pinge, sageduse ja faasiga. Aastaid võrgus olev inverter on populaarsust kogunud oma erinevate eeliste tõttu. Näiteks võimaldab klientidele, et säästa kulusid ja vältida elektrikatkestuste ohtu. Keskmiselt aega, ei vaja see lisavarustust, näiteks patareisid, ja on kõrgemal tõhususe reitingud võrreldes võrguväliste inverteritega. Nende põhjal on see laialt levinud kasutatakse avalikes kohtades, näiteks äripinnad, valitsus rajatised, põllumajandus ja nii edasi.

Teadupärast on avalikud alad mõeldud vaba aja veetmiseks ja on avatud kõigile kogukonna liikmetele, pakkudes erinevaid mugavusi ja teenuseid, mis nõuavad suuri koguseid elektritarbimine, mis põhjustab kõrgeid elektriarveid. Seetõttu kasutamine Viimasel ajal on populaarseks saanud äripindade võrgusisesed päikeseenergia inverterid aastatel nende tõhususe ja kuluefektiivsuse tõttu. See protsess võimaldab ka tarbijad tootma oma elektrit taastuvatest allikatest, vähendama oma sõltuvust fossiilkütustest ja vähendada nende energiakulusid.

l Aku-varumuundur on spetsiaalne inverter, mis on ette nähtud joonistamiseks akust saadavat energiat, hallata aku laadimist sisseehitatud laadija abil ja üleliigset energiat kommunaalvõrku eksportida. See inverter suudab toita AC energia valitud koormustele kommunaalteenuste katkestuse ajal ja jagunevad võrguga ühendatud akuvarumuundurid, võrguvälised akuvarumuundurid ja hübriid aku varuinverterid. Nende spetsifikatsioonide tõttu aku varu inverter tagab pideva toiteallika voolukatkestuste ja voolutõusu ajal kaitse, et kaitsta seadmeid ja elektroonikat kahjustuste eest. Ja selle teisaldatavus muudab selle ka esimeseks valikuks välitegevuseks. Ja kaugjuhtimispuldis asukohtades kasutatakse aku varuinverterit erinevatele energiaallikatele rakendusi, kus juurdepääs elektrivõrgule pole saadaval või teostatav.

Sest Näiteks kaevandusaladel või naftapuurtornidel kasutatakse toiteks aku varuinverterit telekommunikatsiooniseadmed ja teadlased, kes teevad teadusuuringuid kaugjuhtimises asukohad toetuvad sageli oma seadmete toiteks aku-varumuunduritele, näiteks seirejaamade, andurite või andmelogeritena. Kui kohtute hädaolukordadega, nagu loodusõnnetused või õnnetused, saab kasutada aku varuinvertereid toiteallikaks hädavajalikud seadmed, nagu meditsiiniseadmed, sidesüsteemid, vesi pumbad ja valgustussüsteemid eesmärgiga parandada reageerimisaega ja säästa elusid.

l Intelligentsed hübriidinverterid, tuntud ka kui hübriidpäikeseinverterid, on a tüüpi inverter, mis suudab muuta päikesepaneelide alalisvoolu vahelduvvooluks kasutada kodus või üleliigse voolu võrku tagasi tarnimiseks. Need inverterid on ainulaadne oma tarbimine koos ladustamise kasutamisega, mis on kasulik pidev toitevarustus elektrikatkestuste või voolukatkestuse ajal. See ka mängib rolli võrgu ülekoormamise vältimisel tippnõudluse perioodidel ja et energia jaotatakse tõhusalt sinna, kus seda kõige rohkem vaja on. Millal Mis puutub kasutusse, siis intelligentset hübriidinverterit kasutatakse tavaliselt päikeseenergias energiarakendused, mis kasutavad taastuvenergiat kodutarbimiseks, eriti fotogalvaanilised päikesepaigaldised. Elektrit toodetakse päikesepaneelidest ainult päevasel ajal, generatsiooni tippaeg keskpäeva paiku. Põlvkond kõigub ja seda ei pruugita sünkroonida koorma elektritarbimisega.

5. Päikeseenergia inverterite arengusuunad

Taastuvate energiaallikate kasvav kasutuselevõtt koos regulatsiooniga valitsuste meetmed kahjulike heitkoguste vähendamiseks on viinud kiire kasvuni päikeseinverterites, eriti tsentraalsete inverterite kasv, mis on Eeldatakse, et see domineerib turul ja võimaldab maksimaalsel pingel põhinevaid PV massiive 1500 V, nõudes samal ajal vähem BOS-i (süsteemi tasakaal) komponendid.

Sel aastal ilmus turule rohkem võrguväliseid invertereid, eriti nendel kohtades, kus elektrikatkestused on tavalisemad, näiteks Pakistan, Filipiinid, ja Lõuna-Aafrika, c. Vastuseks sellele oskusteave vähem võrgustabiilsetest kohtadest muutunud kasulikumaks. Veelgi enam, kasvavad investeeringud taastuvenergiasse vastu tavalised mikroinverterid, elamu päikeseenergia inverterite turu prognoos eeldatakse, et see püsib tugevana ka järgmistel aastatel. Näiteks vastavalt Global Market Insights Inc., elamute päikeseenergia inverterituru aruanded näitab 4% CAGR kasvu kuni 2028. aastani. Kui vaadata uusi tehnoloogiaid, ränikarbiidi pooljuht PV inverterid näitavad jätkuvalt märkimisväärset tööstusele võimalus, kuid elektrisõidukid kontrollivad nõudlust ja kulusid püsib kõrgel tasemel ja IGBT-toitega inverteri topoloogiad päikeseenergias jäävad domineerivaks tüüp.

Riikide osas nimetati Aasia riike, nagu India ja Hiina kasvava turunõudluse suurima panuse. Rohelise kiire kasutuselevõtuga energia, päikeseenergiavõrgu integreerimine on nüüdseks levinud praktika kogu maailmas, nii et Austraalia energiaturu operaator (AEMO) on avaldanud aruande, mis keskendub kiirendada võrgutasandi inverterite kasutuselevõttu Austraalia varundamiseks tulevase elektrisüsteemi üleminekul inverteripõhistele ressurssidele, nagu päikeseenergia PV.

Siiski eeldatakse, et stringinverterite tehnilised puudused takistavad päikeseenergia inverterite turu kasvu prognoosiperioodil. sisse järeldus, võimalus tuleb koos väljakutsega, uued ja paremad inverterid tuli turule kõigis klassides õitsvast tööstusest, kuid lämbus jääb põhikomponentidele, sealhulgas isoleeritud paisuga bipolaarsetele transistoridele (IGBT) ja täiustatud kiibid.

6. Päikeseenergiatööstuse suundumused 2023

Kõrged toormehinnad ja tarneahela kitsaskohad tõid kaasa tõusu umbes 20% päikesepaneelide hindadest viimase aasta jooksul. Kohtumine siiski rahvusvaheliste energia- ja kliimaeesmärkide saavutamiseks on vaja päikeseenergia ülemaailmset kasutuselevõttu PV kasvama enneolematus ulatuses. Kriitilised sektorid, nagu polüräni, valuplokid ja vahvlid meelitaksid kasvatamise toetamiseks suurema osa investeeringutest nõuda. Samal ajal väheneb päikeseenergia nõudlus kriitiliste mineraalide järele suurenevad kiiresti teel nullheideteni.

Tänapäeval on Hiina osa päikesepaneelide tootmise kõigis etappides (nt polüräni, valuplokkide, vahvlite, elementide ja moodulite) osakaal ületab 80%, nii et maailm päikeseenergia peamiste ehitusplokkide tarnimisel peaaegu täielikult Hiina paneelide tootmine kuni 2025. aastani. Kuid kõrge geograafilise koondumine ülemaailmsetesse tarneahelatesse ja kaubanduspiirangud on viinud suurem keskendumine päikese- ja energiasalvestusseadmete kohalikule tootmisele Ameerika Ühendriikides ja Euroopas. Rõhk impordist sõltumise vähendamisele gaas on muutnud taastuvenergia energiavarustuse keskuseks strateegiad.

Samuti tasub mainida, et 2023. aastal levib hajutatud päikeseenergia edasi uutel tarbijasegmentidel ja uutel turgudel. Uut tüüpi majapidamised ja väikeettevõtted saavad juurdepääsu, kui jagatud päikeseenergia võimalused muutuvad kättesaadavaks, Eeldatakse, et PV-süsteemid ühendatakse üha enam energiasalvestusega.

7. Päikeseenergia inverteri investeeringute analüüs

Ülemaailmse päikeseenergia (PV) inverteri turu suurus peaks ulatuma 17,9 miljardi dollarini aastaks 2030, registreerides aastatel 2021–2030 CAGR 8,8%, mis sõltub mitmest tegurid.

Lõppkasutaja analüüs

Lõppkasutajate lõikes on kommunaalteenuste segmendil suurim osakaal tulu ja eeldatavasti kasvab CAGR 8,3%, mille panus on investeeringute suurenemine kommunaalteenuste skaala päikeseelektrijaamadesse, päikeseparkidesse ja muud päikesestruktuurid. Lisaks tõusid ehitusprojektid nagu detsentraliseeritud päikeseelektrijaamad, maapiirkondade elektrifitseerimisprojektid, päikeseenergia taimed veekogul & katused, ärihooned ja teised sõidavad päikeseenergia (PV) inverterituru kasv kommunaalteenuste segmendis maakera.

Tootetüübi analüüs

Tootetüübi järgi peaksid turul domineerima keskinverterid kommertsinvesteeringute suurenemise tõttu & tööstusprojektid kogu maailmas ja valitsuste stiimuleid.

Fraasitüübi analüüs

Lausa öeldes on kolmefaasilised inverterid, mis on trendi varustatud 1500-voldise pingega Päikesemassiivid säilitavad eeldatavasti oma domineerimise, millele omistatakse energia tootmise, jaotamise ja edastamise tähtsuse suurenemine sektoris.

Piirkondlik analüüs

aastal saavutas Aasia ja Vaikse ookeani piirkond päikeseenergia (PV) inverteriturul suurima osa 2020. aastal tulude osas ning eeldatavasti säilitab see oma domineerimise prognoosiperiood. Selle põhjuseks on võtmemängijate olemasolu ja tohutu piirkonna tarbijabaas. Näiteks Hiina on koduks maailma 10 parimale päikeseenergia tootmisseadmete tarnijad.

8. Asjad, mida kvaliteetse päikeseenergia inverteri puhul arvestada

Optilise päikeseinverteri ostmisel ei pea olema ainult hind ja kvaliteet kaaluda, vaid ka stabiilsust ja usaldusväärsust ning seda, kas see suudab täita võrguseadmete ühilduvuse ja andmeedastuse nõuded.

l Maht

Inverteri võimsus on maksimaalne koormus, millega saate ühendada inverter. Inverteri valimisel on vaja valida see, mis teile sobib vaja.

l Aku

Inverter peab töötama koos akuga, seega kontrollige aku mahtuvust kui palju päikeseenergia invert suudab maha laadida ja milliseid koormusi millal saab toetada elektrikatkestused aitavad vältida tarbetuid probleeme.

l Ülepingevõimsus ja muud võimsusega seotud kaalutlused

Tavaliselt vajab inverter kahte tüüpi võimsust – tippvõimsust ja tavalist võimsus, tippvõimsus viitab maksimaalsele võimsusele, mida muundur suudab samal ajal toita Tavaline võimsus on see, mida inverter peab pidevalt andma. Seetõttu mõlemad neist tuleks kaaluda.

l MPPT

MPPT jälgib ja optimeerib päikesepaneele selle armsa koha jaoks (maksimaalne võimsus punkt), et saada päikesepaneelide maksimaalne väljundvõimsus, mis on samuti a oluline punkt, mida kaaluda.

l Programmeeritavad juhtseadised reguleerimiseks ja jälgimiseks

Päikesepaneeli väljund ei ole paljude tegurite tõttu püsiv, seega on inverter vajalik väljundi reguleerimiseks, et tagada püsiv väljundvõimsus. Vastavalt sellele, millal ostes inverteri, kontrollige, kas seal on programmeeritavad juhtelemendid kujul kuvapaneelid või mobiilirakenduste tugi, et jälgida toiteallikat päikesepaneelid.

Kuna turul on nii palju päikeseenergia invertereid, on ütlematagi selge, et seda vajate olge teadlik päikeseenergia inverterite ostmise keerukustest. Loodetavasti ülaltoodud teave on abiks.