Dzięki popularności energii odnawialnej, zwłaszcza szybkiego rozwoju wytwarzania energii słonecznej, systemy fotowoltaiczne (wytwarzanie energii fotowoltaicznej) stały się ważną częścią dostaw energii gospodarstwa domowego i przemysłowego. W tych systemach falowniki podłączone do sieci odgrywają istotną rolę. Nie tylko konwertują prąd stały (DC) generowany przez panele słoneczne na prąd naprzemienny (AC), ale także zasilają nadmiar zasilania z powrotem do siatki, aby osiągnąć efektywne wykorzystanie energii.
Główna funkcja falownik połączony z siatką jest konwersja prądu stałego generowanego przez system fotowoltaiczny słonecznego na prąd naprzemienny, który spełnia standardy siatki. Po tym, jak panel słoneczny generuje prąd stały, prąd stały jest podawany do falownika podłączonego do sieci w celu konwersji. Obwód wewnątrz falownika przekształca prąd stały w prąd naprzemienny za pomocą przełączników elektronicznych i innych środków. Napięcie, częstotliwość i faza tego naprzemiennego prądu muszą pasować do naprzemiennego prądu siatki, aby można było bezpiecznie podłączyć do siatki.
Połączono falę podłączoną do siatki również wiele funkcji. Jest odpowiedzialny za monitorowanie statusu operacyjnego systemu, w tym parametry, takie jak prąd, napięcie i temperatura, w celu zapewnienia wydajnego działania systemu fotowoltaicznego. Niektóre wysokiej klasy falowniki są również wyposażone w inteligentne funkcje, które mogą zarządzać i diagnozować usterki sprzętu za pomocą platform zdalnego sterowania i monitorowania. Ponadto falownik podejmuje również funkcję ochrony prądu odwrotnego, aby zapobiec przepływowi siatki z powrotem do systemu fotowoltaicznego, zapewniając w ten sposób bezpieczeństwo sprzętu.
Zasada pracy falownika podłączonego do siatki zawiera głównie następujące kroki:
DC do AC: Prąd DC generowany przez panel słoneczny jest przesyłany do falownika podłączonego do sieci przez kabel, a obwód wewnątrz falownika przekształca prąd prądu stałego w prąd przemienny. Proces ten jest zwykle kontrolowany przez technologię modulacji szerokości impulsu (PWM), tak aby częstotliwość i amplituda wyjściowego AC były zgodne z siatką.
Maksymalne śledzenie punktu mocy (MPPT): Aby zapewnić wydajność systemu fotowoltaicznego, wiele falowników podłączonych do sieci jest wyposażonych w technologię śledzenia punktów zasilania (MPPT). Ta technologia może monitorować napięcie wyjściowe i prąd panelu akumulatora w czasie rzeczywistym, dostosować punkt roboczy falownika i sprawić, że system fotowoltaiczny zawsze działa w punkcie zasilania.
Połączenie siatki z siatką: Po przekształceniu energii elektrycznej w odpowiedni AC, falownik łączy ją z siatką. Aby zapewnić stabilne działanie systemu, prąd wyjściowy i napięcie falownika muszą być dokładnie zsynchronizowane z prądem i napięciem siatki.
Wysoka wydajność: falowniki podłączone do siatki mogą zmaksymalizować wydajność konwersji mocy paneli słonecznych. Zastosowanie technologii MPPT może zapewnić, że system fotowoltaiczny zawsze działa w stanie roboczym i zmniejsza utratę energii.
Elastyczność i kompatybilność: falowniki podłączone do siatki są odpowiednie dla różnych rodzajów słonecznych systemów fotowoltaicznych, czy to budynków mieszkalnych, komercyjnych, czy na dużą skalę. Ponadto nowoczesne falowniki zwykle obsługują wiele protokołów i standardów połączonych z siatką i są kompatybilne z wymaganiami siatki w różnych regionach.
Korzyści ekonomiczne: Przekierając nadwyżkę energii elektrycznej z powrotem do sieci, gospodarstw domowych lub przedsiębiorstw może nie tylko zmniejszyć rachunki za energię elektryczną, ale także uzyskać pewne korzyści dzięki mechanizmowi kompensacji sieci. Zwłaszcza w niektórych obszarach z silnym wsparciem politycznym osoby fizyczne lub przedsiębiorstwa mogą uzyskać dotacje lub zachęty po tym, jak ich systemy wytwarzania energii słonecznej zostaną przewiezione z powrotem do sieci.
Inteligentne zarządzanie: Wiele nowoczesnych falowników podłączonych do sieci ma zdalne monitorowanie i funkcje diagnostyczne. Za pośrednictwem smartfonów lub aplikacji komputerowych użytkownicy mogą przeglądać status operacyjny układu słonecznego w czasie rzeczywistym, odkrywać i rozwiązywać potencjalne problemy w czasie oraz zmniejszyć koszty konserwacji.
Jako niezbędne podstawowe urządzenie w systemach wytwarzania energii fotowoltaicznej, falowniki podłączone do sieci nie tylko zapewniają wydajną konwersję energii elektrycznej i stabilnego połączenia siatki, ale także odgrywają ważną rolę w poprawie wydajności systemu, zmniejszaniu odpadów energii i obniżaniu kosztów energii elektrycznej. Wraz z postępem technologii, przyszłe falowniki połączone z siatką będą bardziej inteligentne, energooszczędne i wydajne, promując rozwój technologii wytwarzania energii słonecznej w szerszym i bardziej popularnym kierunku oraz wnosząc większy wkład w globalną transformację zielonej energii.
