Kaj je solarni črpalni inverter

Solarni črpalni inverternadzoruje in uravnava delovanje sistema solarne vodne črpalke, pretvarja enosmerno moč, ki jo oddaja fotonapetostni niz, v izmenični tok, poganja vodno črpalko in prilagaja izhodno frekvenco v realnem času glede na spremembe v intenzivnosti sončne svetlobe, da doseže največjo možno moč. sledenje moči (MPPT).

Razsmerniki za fotonapetostne vodne črpalke so ena izmed mnogih vrst razsmernikov. Njegova glavna funkcija je enaka našemu običajnemu omrežnemu pretvorniku, ki pretvarja fotovoltaično enosmerno moč v izmenično. Vendar pa je pretvornik vodne črpalke naredil veliko izboljšav, prihranil veliko stroškov za sistem in razširil obseg fotonapetostnih aplikacij.

Pretvornik fotonapetostne vodne črpalke je pretvornik izven omrežja, ki ni odvisen od električnega omrežja in lahko deluje neodvisno z bremeni. Vendar pa morajo biti običajni razsmerniki brez omrežja opremljeni z baterijami, da lahko delujejo, svinčeno-kislinske baterije pa so drage, saj predstavljajo približno 30 % stroškov sistema, in imajo kratko življenjsko dobo le 3-5 let, kar vpliva na donosnost naložbe sistema. Fotovoltaični črpalni sistem ni treba opremiti z baterijami. Deluje, dokler je sončna svetloba. Na visokem mestu je zgrajen vodni stolp. Ko je voda potrebna, jo lahko vzamemo iz vodnega stolpa. Sam inverter bo opremljen tudi s stikalom nivoja vode, kar je zelo priročno in praktično. Njegova funkcija je enakovredna bateriji v sistemu zunaj omrežja, vendar je cena vodnega stolpa veliko nižja od cene baterije.

Motor je najtežje breme za prenašanje v sistemu izven omrežja, saj motor potrebuje veliko energije za zagon. Zagonska moč običajnega motorja je približno 3-krat večja od nazivne moči, motor vodne črpalke pa mora črpati vodo na visoko mesto. Zagonska moč je približno 5-krat večja od nazivne moči. Če naj bi običajni pretvornik zunaj omrežja nosil motor vodne črpalke, ga je treba 5-krat povečati. Na primer, motor vodne črpalke z močjo 2 kW potrebuje za pogon pretvornik zunaj omrežja z močjo 10 kW. Med normalnim delovanjem mora biti tudi vhod enosmernega toka večji od 2kW, da lahko motor še naprej deluje. To podraži sistem, inverterju fotonapetostne vodne črpalke pa je dodan poseben algoritem, ki običajno poveča moč samo za 20 %. Na primer, motor vodne črpalke z močjo 4 kW je mogoče zagnati s črpalnim inverterjem s 5 kW. Med delovanjem fotovoltaična vhodna moč ne potrebuje 4 kW za neprekinjeno delovanje, približno 1 kW pa lahko omogoči delovanje vodne črpalke.

Zakaj ima inverter vodne črpalke tako močno funkcijo?

To se začne z načelom izmeničnega toka. Izmenični tok ima tri elemente: napetost, tok in frekvenco. V normalnih okoliščinah je frekvenca konstantna pri 50 Hz. Ko se motor zažene, se zavrti 50-krat na sekundo. Moč se spreminja s tokom in napetostjo, zato za izračun moči običajno uporabljamo napetost in tok. Ampak motor je drugačen. Njegova moč je povezana s frekvenco. Normalna nazivna moč je moč pri frekvenci 50Hz. Ko se frekvenca zmanjša, se zmanjša tudi moč. Nazivna moč motorja=nazivni navor × nazivna hitrost. Dokler je nazivni navor nespremenjen, motor lahko deluje. Na ta način, ko se frekvenca in napetost zmanjšata, se nazivna moč zmanjša premosorazmerno s hitrostjo ali frekvenco. Pretvornik vodne črpalke doda pretvorniku funkcijo frekvenčnega pretvornika, ki lahko spremeni frekvenco izhoda AC. Pri zagonu se frekvenca zmanjša za izmenjavo hitrosti za moč. Po zagonu motorja se frekvenca poveča, da se poveča hitrost. Frekvenca se lahko spreminja tudi s svetlobo, tako da lahko celo 1kW fotovoltaični vhod poganja 4kW vodno črpalko. Ali ni čudovito?

Ker so funkcije pretvornikov vodne črpalke tako zmogljive, ali je mogoče njihovo področje uporabe razširiti? Odgovor je ne. Ker se izhodna napetost, tok, faza in frekvenca pretvornikov vodne črpalke spreminjajo s svetlobo, jih ni mogoče uporabiti večkrat.

1. Zaradi tehničnih omejitev pretvornikov vodne črpalke ni mogoče uporabljati vzporedno. En pretvornik mora biti opremljen z enim motorjem, zato bo največja moč omejena; trenutno ni pretvornika vodne črpalke, ki podpira shranjevanje energije. DC sklopka v nekaterih nizkotemperaturnih območjih pozimi, vodni stolp zunaj bo zmrznil in fotovoltaični črpalni sistem bo prav tako omejen; pretvornika vodne črpalke ni mogoče priključiti na omrežje, ker omrežje zahteva sinhronizacijo frekvence in napetosti.

2. Obremenitve, ki jih lahko prenese pretvornik vodne črpalke, so zelo omejene. Trenutno, razen motorja vodne črpalke, ni mogoče prenesti nobene obremenitve s stabilno močjo in zahtevami glede napetosti in frekvence. Na primer, pretvornik vodne črpalke ne more neposredno prenašati električnih luči, hladilnikov, računalnikov, pralnih strojev in celo klimatskih naprav s spremenljivo frekvenco. Prenaša lahko samo čiste uporovne obremenitve, kot so grelniki vode.