Как сетевой инвертор передает энергию

Итак, солнечные модули выработали электрическую энергию мощностью P = I x U. Необходимо передать всю эту мощность потребителю, нагрузке. Эту функцию выполняет сетевой инвертор работая с МPPT устройством. МРРТ устройство находит точку максимальной мощности электрического тока, вырабатываемого солнечными панелями. Она зависит от освещенности и температуры.

Схема выглядит следующим образом:

Для передачи мощности необходимо чтобы инвертор работал в режиме источника тока. И тогда эквивалентная схема выглядит следующим образом:

Индексы и – это инвертор, с – сеть, н - нагрузка. Напряжение на нагрузке, равно напряжению в сети Uc и напряжению на инверторе Uи. В противном случае т.к. сеть — это источник бесконечно большой мощности (ее сопротивление равно 0) ток потечет в сеть минуя нагрузку.

Мощность, выдаваемая инвертором от модулей равна Pи = Iи x Uи.

Ток нагрузки складывается Iн = I и+ Iс.

Исходя их вышеперечисленного ток забираемый/отдаваемый из/в сети равен:

Например, возьмем R = 220Om Uc = 220B Pи = 100Bт. Подставляем в формулу и получаем . Это означает что недостающую мощность нагрузка забирает из сети. Если бы мощность, производимая инвертором, была большой то излишек этой мощности уходил бы в сеть.

Но возникает вопрос Uc = Uн = Uи т.е. напряжения равны и почему инвертор будет передавать энергию на нагрузку, а не сеть и вообще почему в этой ситуации должен течь ток?

Какое напряжение получается на инверторе в реальной цепи, когда он отдает энергию?

Какое напряжение должно быть на инверторе Uи, с внутренним сопротивлением Rи, чтобы инвертор отдавал в нагрузку ток Iи? Мощность, вырабатываемая солнечными панелями равна Pи. Сопротивление сети Rс. Рассмотрим схему, где инвертор выступает в роли источника напряжения, чтобы понять какое напряжение получается при заданном токе инвертора.

Схема выглядит следующим образом:

По первому и второму закону Киргофа получаем следующую систему уравнений:

Решая ее, находим значение Uи которое больше сетевого напряжения. И это ответ на вопрос почему инвертор отдает энергию в сеть.

Если для примера взять значения:

И соответственно Uc = 220B.

Решая систему уравнений, получаем:

Напряжение на инверторе выше сетевого. Вся мощность инвертора (модулей) уходит в нагрузку.