Pagsasama ng Solar: Mga Pangunahing Kaalaman sa Mga Inverter at Grid Services

ANO ANG MGA INVERTER?

Ang isang inverter ay isa sa pinakamahalagang piraso ng kagamitan sa isang solar energy system. Ito ay isang device na nagko-convert ng direct current (DC) na kuryente, na siyang nabubuo ng solar panel, sa alternating current (AC) na kuryente, na ginagamit ng electrical grid. Sa DC, ang kuryente ay pinananatili sa pare-parehong boltahe sa isang direksyon. Sa AC, ang kuryente ay dumadaloy sa magkabilang direksyon sa circuit habang nagbabago ang boltahe mula sa positibo patungo sa negatibo. Ang mga inverter ay isa lamang halimbawa ng klase ng mga device na tinatawagkapangyarihan electronics that regulate the flow of electrical power.

Sa pangunahin, ang isang inverter ay nagagawa ang DC-to-AC na conversion sa pamamagitan ng paglipat ng direksyon ng isang DC input pabalik-balik nang napakabilis. Bilang resulta, ang isang DC input ay nagiging isang AC output. Bilang karagdagan, ang mga filter at iba pang mga electronics ay maaaring gamitin upang makabuo ng isang boltahe na nag-iiba bilang isang malinis, paulit-ulit na sine wave na maaaring mai-inject sa power grid. Ang sine wave ay isang hugis o pattern na ginagawa ng boltahe sa paglipas ng panahon, at ito ang pattern ng kapangyarihan na magagamit ng grid nang hindi nakakasira ng mga kagamitang elektrikal, na ginawa upang gumana sa ilang partikular na frequency at boltahe.

Ang mga unang inverters ay nilikha noong ika-19 na siglo at mekanikal. Ang isang umiikot na motor, halimbawa, ay gagamitin upang patuloy na baguhin kung ang pinagmumulan ng DC ay konektado pasulong o paatras. Ngayon gumagawa kami ng mga de-koryenteng switch mula sa mga transistor, mga solid-state na device na walang gumagalaw na bahagi. Ang mga transistor ay gawa sa mga materyales na semiconductor tulad ng silicon o gallium arsenide. Kinokontrol nila ang daloy ng kuryente bilang tugon sa mga signal sa labas ng kuryente.

Kung mayroon kang solar system sa bahay, ang iyong inverter ay malamang na gumaganap ng ilang mga function. Bilang karagdagan sa pag-convert ng iyong solar energy sa AC power, maaari nitong subaybayan ang system at magbigay ng portal para sa komunikasyon sa mga computer network. Umaasa ang mga sistema ng imbakan ng solar-plusâbaterya sa mga advanced na inverter upang gumana nang walang anumang suporta mula sa grid kung sakaling magkaroon ng outage, kung idinisenyo ang mga ito para gawin ito.

TUNGO SA ISANG INVERTER-BASED GRID

Sa kasaysayan, ang kuryente ay higit na nabuo sa pamamagitan ng pagsunog ng gasolina at paglikha ng singaw, na pagkatapos ay nagpapaikot ng turbine generator, na lumilikha ng kuryente. Ang paggalaw ng mga generator na ito ay gumagawa ng AC power habang umiikot ang device, na nagtatakda din ng frequency, o ang dami ng beses na umuulit ang sine wave. Ang dalas ng kuryente ay isang mahalagang indicator para sa pagsubaybay sa kalusugan ng electrical grid. Halimbawa, kung napakaraming pag-loadâmasyadong maraming device na kumokonsumo ng enerhiyaâmaaalis ang enerhiya mula sa grid nang mas mabilis kaysa sa maibibigay nito. Bilang resulta, bumagal ang mga turbine at bababa ang dalas ng AC. Dahil ang mga turbine ay napakalaking bagay na umiikot, nilalabanan nila ang mga pagbabago sa dalas tulad ng lahat ng mga bagay ay lumalaban sa mga pagbabago sa kanilang paggalaw, isang katangian na kilala bilang inertia.

Habang mas maraming solar system ang idinaragdag sa grid, mas maraming inverter ang nakakonekta sa grid kaysa dati. Ang henerasyong nakabatay sa inverter ay maaaring makabuo ng enerhiya sa anumang dalas at walang parehong mga inertial na katangian tulad ng henerasyong nakabatay sa singaw, dahil walang turbine na kasangkot. Bilang resulta, ang paglipat sa isang de-koryenteng grid na may mas maraming inverter ay nangangailangan ng pagbuo ng mas matalinong mga inverter na maaaring tumugon sa mga pagbabago sa dalas at iba pang mga pagkaantala na nagaganap sa panahon ng mga operasyon ng grid, at tumulong na patatagin ang grid laban sa mga pagkagambalang iyon.

MGA SERBISYONG GRID AT MGA INVERTER

Ang mga operator ng grid ay namamahala sa supply at demand ng kuryente sa sistema ng kuryente sa pamamagitan ng pagbibigay ng hanay ng mga serbisyo ng grid. Ang mga serbisyo ng grid ay mga aktibidad na ginagawa ng mga operator ng grid upang mapanatili ang balanse sa buong system at mas mahusay na pamahalaan ang paghahatid ng kuryente.

Kapag ang grid ay huminto sa pagkilos tulad ng inaasahan, tulad ng kapag may mga deviation sa boltahe o frequency, ang mga matalinong inverter ay maaaring tumugon sa iba't ibang paraan. Sa pangkalahatan, ang pamantayan para sa maliliit na inverter, tulad ng mga naka-attach sa solar system ng sambahayan, ay manatiling naka-on sa panahon ng o âride throughâ maliliit na pagkagambala sa boltahe o dalas, at kung ang pagkaantala ay tumatagal ng mahabang panahon o ay mas malaki kaysa sa normal, ididiskonekta nila ang kanilang mga sarili mula sa grid at magsasara. Ang pagtugon sa dalas ay lalong mahalaga dahil ang pagbaba ng dalas ay nauugnay sa henerasyong na-knock offline nang hindi inaasahan. Bilang tugon sa isang pagbabago sa dalas, ang mga inverter ay na-configure upang baguhin ang kanilang power output upang maibalik ang karaniwang dalas. Ang mga mapagkukunang nakabatay sa inverter ay maaari ding tumugon sa mga senyales mula sa isang operator upang baguhin ang kanilang output ng kuryente habang nagbabago ang iba pang supply at demand sa sistema ng kuryente, isang serbisyo ng grid na kilala bilang awtomatikong kontrol sa pagbuo. Upang makapagbigay ng mga serbisyo sa grid, ang mga inverter ay kailangang magkaroon ng mga mapagkukunan ng kapangyarihan na maaari nilang kontrolin. Maaaring ito ay alinman sa henerasyon, tulad ng solar panel na kasalukuyang gumagawa ng kuryente, o storage, tulad ng isang sistema ng baterya na maaaring magamit upang magbigay ng kuryente na dati nang nakaimbak.

Ang isa pang serbisyo ng grid na maibibigay ng ilang advanced na inverters ay ang pagbuo ng grid. Ang mga inverter na bumubuo ng grid ay maaaring magsimula ng isang grid kung bumaba itoâisang prosesong kilala bilang black start. Ang mga tradisyonal na âgrid-followingâ inverters ay nangangailangan ng panlabas na signal mula sa electrical grid upang matukoy kung kailan magaganap ang paglipat upang makabuo ng sine wave na maaaring mai-inject sa power grid. Sa mga system na ito, ang kapangyarihan mula sa grid ay nagbibigay ng isang senyas na sinusubukan ng inverter na tumugma. Ang mga mas advanced na grid-forming inverters ay maaaring makabuo ng signal mismo. Halimbawa, ang isang network ng maliliit na solar panel ay maaaring magtalaga ng isa sa mga inverter nito upang gumana sa grid-forming mode habang ang iba ay sumusunod sa lead nito, tulad ng mga kasosyo sa sayaw, na bumubuo ng isang matatag na grid nang walang anumang turbine-based na henerasyon.

Ang reactive power ay isa sa pinakamahalagang grid services na maibibigay ng mga inverters. Sa grid, ang boltaheâ ang puwersang nagtutulak ng singil sa kuryenteâ ay palaging nagpapalipat-lipat, at gayundin ang kasalukuyangâang paggalaw ng singil ng kuryente. Ang kapangyarihan ng elektrisidad ay na-maximize kapag ang boltahe at kasalukuyang ay naka-synchronize. Gayunpaman, maaaring may mga pagkakataon na ang boltahe at kasalukuyang ay may mga pagkaantala sa pagitan ng kanilang dalawang alternating pattern tulad ng kapag tumatakbo ang isang motor. Kung ang mga ito ay wala sa sync, ang ilan sa kapangyarihan na dumadaloy sa circuit ay hindi maa-absorb ng mga konektadong device, na nagreresulta sa pagkawala ng kahusayan. Kakailanganin ang higit pang kabuuang lakas para makagawa ng parehong halaga ng ârealâ powerâang kapangyarihang maa-absorb ng mga load. Upang kontrahin ito, ang mga utility ay nagbibigay ng reaktibong kapangyarihan, na nagbabalik sa boltahe at kasalukuyang pabalik sa sync at ginagawang mas madaling gamitin ang kuryente. Ang reaktibong kapangyarihan na ito ay hindi ginagamit mismo, ngunit ginagawang kapaki-pakinabang ang iba pang kapangyarihan. Ang mga modernong inverter ay maaaring magbigay at sumipsip ng reaktibong kapangyarihan upang matulungan ang mga grids na balansehin ang mahalagang mapagkukunang ito. Bilang karagdagan, dahil ang reactive power ay mahirap maghatid ng malalayong distansya, ang mga distributed energy resources tulad ng rooftop solar ay partikular na kapaki-pakinabang na mapagkukunan ng reactive power.

MGA URI NG MGA INVERTER

Mayroong ilang mga uri ng mga inverter na maaaring i-install bilang bahagi ng isang solar system. Sa isang malakihang utility plant o mid-scale na proyektong solar ng komunidad, ang bawat solar panel ay maaaring ikabit sa isang solonggitnang inverter. String inverters connect a set of panels—a string—to one inverter. That inverter converts the power produced by the entire string to AC. Although cost-effective, this setup results in reduced power production on the string if any individual panel experiences issues, such as shading. Mga microinverter are smaller inverters placed on every panel. With a microinverter, shading or damage to one panel will not affect the power that can be drawn from the others, but microinverters can be more expensive. Both types of inverters might be assisted by a system that controls how the solar system interacts with attached battery storage. Solar can charge the battery directly over DC or after a conversion to AC.