ПРИМЕНЕНИЕ ИНВЕРТОРОВ В ИСТОЧНИКАХ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ВИЭ

THE USE OF INVERTERS IN SOURCES USING RENEWABLE ENERGY

Sergey Makarov

student, Department of Digital Technologies and Platforms in the Electric Power Industry, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В статье описывается применение инверторов в источниках, использующих ВИЭ и особенности данного процесса.

ABSTRACT

The article describes the use of inverters in sources using renewable energy and the features of this process.

Ключевые слова: инверторы, ВИЭ, постоянный ток.

Keywords: inverters, RES, direct current.

Возобновляемая энергетика сегодня получила наиболее динамичное развитие в электро- и теплоэнергетике. Важное значение данные ресурсы приобретают при децентрализованных системах электроснабжения.

В настоящее время энергопотребление может быть покрыто лишь за счет использования не возобновляемых источников энергии (уголь, газ, нефть), гидроэнергии, а также атомной энергии. К сожалению, само название говорит нам о том, что органическое топливо в скором времени сможет покрыть запросы энергетики лишь частично. Возникает вопрос об использовании других источников энергии – нетрадиционных и возобновляемых.

Нетрадиционные ВИЭ – это источники на основе существующих и возникающих в окружающей среде потоков энергии. К таким источникам можно отнести ветер, солнце, движущиеся водные массы, геотермальные воды и др.

Применение возобновляемых источников электрической и тепловой энергии как в производстве, так и в быту выходит на первый план, что связано с проблемами доставки и экономии топлива, электрообеспечения районов с неразвитой централизованной сетью и необходимостью улучшения экологии. Однако, имеются и другие проблемы – питания сотовых станций в горных, пустынных и северных регионах, электропитание домов и поселков, удаленных от централизованных ЛЭП, геологических экспедиций, пастбищ и других сельскохозяйственных объектов и многих других. Эти вопросы в ряде случаев можно успешно решить с помощью нетрадиционных источников энергии. [2]

Автономные преобразовательные установки состоят из:

- источник энергии –набор солнечных модулей малой мощности;

- МРРТ-контроллер (DC-DC преобразователь), обеспечивающий режим работы источника для отбора мощности в точке максимума, то есть максимально возможной мощности на выходе, обеспечивающий нормированное выходное напряжение;

Принцип работы МРРТ котроллера заключается в том, что устройство отслеживает силу тока и напряжение на источнике электрического тока (солнечная батарея, ветровой генератор) и определяет их соотношение, при котором значение мощности на выходе будет максимальным. Эту способность прибора можно описать как – поиск точки максимальной мощности. Кроме этого контроллер следит за зарядом аккумуляторных батарей, которые являются накопителем электрической энергии, и определяет режим их работы (накопление энергии, насыщение, выравнивание, поддержка), что в итоге определяет силу тока, подаваемого на аккумулятор.[1]

- согласующее зарядное устройство для АКБ (контроллер заряда -разряда) с напряжением DC 12/24/48В (бытовые и малые коммерческие установки) или 96-384В (пром. установки);

- группа последовательно-параллельно соединенных АКБ требуемого напряжения и емкости;

- автономный инвертор, преобразующий напряжение АКБ вместе со встроенным (развязывающим) трансформатором до стандартного для питания нагрузки переменного тока.

Инверторы используются для преобразования постоянного тока от аккумуляторов или солнечных модулей в переменный ток, аналогичный тому, который присутствует в сетях централизованного электроснабжения.

В системах электроснабжения с солнечными батареями применяются следующие типы инверторов: [2]

Сетевые фотоэлектрические инверторы (grid-tie)

Мощность инвертора определяется мощностью фотоэлектрической солнечной генерации. Необходимо, чтобы напряжение и значение частоты инвертора были стабильными, а также должно обеспечиваться отключение при перегрузке. [3] Сетевые инверторы являются ведомыми, то есть они осуществляют подстройку под внешнее опорное напряжение по уровню, частоте и фазе и синхронизируются с промышленной сетью. Типовые схемы СЭС включают группы центральных инверторных установок (мощностью 500-5000кВА), обеспечивающих выдачу в электросети излишки энергии от больших массивов солнечных панелей (резерв в случае внутреннего дефицита энергии) в энергосистему, согласование и управление параметрами режима, интеграцию генерирующих объектов, их систем контроля, защиты и управления.

Важным параметром инверторов является их эффективность. Эффективность инвертора показывает потери, когда он принимает энергию от солнечных модулей и преобразует ее в переменный ток, и определяется как соотношение между полезной выходной мощностью и входными данными. Инвертор забирает энергию от батареи, даже когда подача энергии не происходит на переменную нагрузку, поэтому в более крупных установках используются инверторы «спящего режима», в которых датчик определяет, требуется ли подача питания, и соответствующим образом активирует инвертор.

Инверторные технологии значительно продвинулись вперед. Сегодня инверторы доступны с КПД равным 95%, а лучшие на рынке решения могут обеспечить эффективность даже до 98 %. [3]

Список литературы:

1. Крамской Ю.Г. Применение силовой электроники при строительстве объектов генерации на основе ВИЭ и особенности их интеграции в электрические сети: научно-практическая конференция. 08.12.2016. - 26 с.
2. Четошникова Л.М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Учебное пособие к практическим занятиям. –Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2010. -69 с.
3. Инверторы для фотоэлектрических систем [Электронный ресурс]. — Режим доступа. — URL: http://www.solarhome.ru/basics/pv/techinverter.htm