Сетевой инвертор

Инвертор — это устройство, которое превращает постоянный ток в переменный. Как правило все устройства в Вашем доме работают на переменном электрическом токе. К тому же ваш дом подсоединен к внешней сети и питается от нее. Зачем тогда солнечная электростанция?

А) снизить платежи за электроэнергию. Вы покупаете электростанцию, которая не требует обслуживания и работает по гарантии в течении 25 лет. В течении первых 10 лет она окупается за счет снижения ваших платежей сетевой компании и последующие 15 лет выдает вам бесплатное электричество. Принцип работы прост солнечные батареи через инвертор включаются в общую сеть дома и вырабатывают энергию в первую очередь для домашних приборов. Если этой энергии недостаточно, то недостаток энергии берется от сети, но в количестве разности потребляемой энергии и энергии, которая вырабатывается солнечными модулями. Если энергии, вырабатываемой солнечными модулями избыток то она выпускается в общую сеть. В настоящее время разработаны правила покупки данной электроэнергии сетевыми организациями. Схема такой электростанции довольно проста.

Б) обеспечить бесперебойное питание в случае перерывов в электропитании. Надо отметить достаточно высокую стоимость данной системы т.к. приходится использовать аккумуляторные батареи. Срок службы этих батарей также невелик.

Оба эти случая требуют использования инвертора, который подключен и работает совместно с сетью. Выпуская вырабатываемую солнечными модулями электроэнергию в сеть.

Рассмотрим для примера однофазную сеть. В равной мере все относится и к трехфазной сети. Как известно в сети переменное напряжение с частотой 50 гц и действующим значением 220в. Не будем углубляться в электротехнику. Желающие могут ознакомиться с терминами действующего и амплитудного значения напряжения. Амплитудное значение напряжения в однофазной цепи 310 В.

Вот оно

Обязательным условием передачи энергии в сеть является генерирование инвертором напряжения по форме и параметрам равным электроэнергии сети. Значение фазы φ_0 и частоты должны совпадать. Конечно, они могут и не совпадать, но мы не будем этого здесь обсуждать. А вот напряжение, вырабатываемое инвертором должно быть выше амплитудного значения напряжения сети. Если этого не будет, то ток будет течь не от инвертора и батарей, а к ним. Простая гидромеханическая картина позволит это понять.

Ваш насос (солнечная батарея) создает давление в сети. Р насос выше, чем давление в сети Р сети. Р насос > Р сети. Только в этом случае турбина (потребитель) будет работать от вашего насоса, а не от сети.

В случае работы солнечных батарей это будет выглядеть следующим образом:

Солнечная батарея создает постоянное напряжение на выводах и при подключении к цепи выдает постоянный ток. Их значение зависит от условий освещенности и температуры окружающей среды. Производимая мощность тока как произведение напряжения на ток Р=U*I постоянно изменяется от внешних условий. Для повышения эффективности в каждый момент времени надо найти точку максимальной мощности т.е. значение, где произведение рабочего напряжения на рабочий ток принимало бы максимальное значение

В современном инверторе есть устройство, которое отслеживает точку максимальной мощности.

Далее инвертор получая информацию о фазе, частоте, амплитуде исходной сети генерирует сигнал ШИМ на мостовую схему транзисторов. Этот сигнал, во-первых, формирует синусоиду переменного напряжения инвертора, во-вторых, регулирует мощность, отдаваемую инвертором в сеть равную мощности вырабатываемой солнечной батареей в данный момент времени.

Делает он это так.

Сеть принимается как источник бесконечно большой мощности т.к.     сопротивление R сети мало.

Инвертор работает в режиме источника тока и выпускает ток из условия максимума отдаваемой мощности солнечной батареей в данный момент времени.

Uи – напряжение инвертора

Iи – ток инвертора

Rc – сопротивление сети

Uc – напряжение сети

Измеряя параметры максимальной мощности батареи инвертор формирует Iи и Uи чтобы передаваемая мощность соответствовала мощности батареи в данный момент. При этом обязательным условием должно быть Uи > Uc.

На рисунке инвертора присутствует DC-DC устройство для повышения напряжения от солнечных батарей. И конденсаторы С1 и С2 для создания постоянного напряжения.