Οι Αρχές και τις Διαφορές των Ανεξάρτητων, Συνδεδεμένων στο Δίκτυο και Υβριδικών Μετατροπέων

Ο Μετατροπέας είναι ένα ηλεκτρονικό συσκευάσιο που μετατρέπει άμεση ρύθμιση (DC) σε εναλλασσόμενη ρύθμιση (AC), και χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα παραγωγής ηλιακής ενέργειας, συστήματα παραγωγής ανέμιου, ηλεκτροκίνητα οχήματα και άλλους τομείς. Σύμφωνα με τη μέθοδο σύνδεσης και το σενάριο χρήσης του μετατροπέα, μπορεί να χωριστεί σε τρεις τύπους: ανεξάρτητο μετατροπέας, συνδεδεμένος στο δίκτυο μετατροπέας, και υβριδικός μετατροπέας.

1. Ανεξάρτητος μετατροπέας

Ο ανεξάρτητος μετατροπέας (off-grid inverter) είναι ένας μετατροπέας που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια DC που παράγεται από κατανεμημένες πηγές ενέργειας όπως φωτοβολταϊκά πάνελα και ανεμογεννήτριες σε ηλεκτρική ενέργεια AC, στη συνέχεια αυξάνει την άρθρωση μέσω ενός τρανσφορμάτορα, επιλέγει το μέγιστο σημείο δύναμης μέσω ενός χαμηλοτάτης άρθρωσης DC διακόπτη (MPPT) και τελικά το εξαγει είτε στο δίκτυο είτε στο φορτίο. Ο ανεξάρτητος μετατροπέας χρησιμοποιείται κυρίως για να λύσει το πρόβλημα του πώς οι κατανεμημένες πηγές ενέργειας συνδέονται με το δίκτυο ώστε να μπορούν να ολοκληρωθούν στο δίκτυο για λειτουργία.

Οι κύριες προδιαγραφές του ανεξάρτητου μετατροπέα είναι οι εξής:

1) Το εύρος εισόδου της άρθρωσης είναι ευρύ, γενικά 700V-900V;

2) Το εύρος εξόδου της άρθρωσης είναι στενό, γενικά 120V-300V;

3) Η ποιότητα της κυματοσχηματικής εξόδου είναι καλή, κατάλληλη για περιπτώσεις με υψηλές απαιτήσεις για τις αλλοιώσεις της άρθρωσης;

4) Ανεξάρτητη λειτουργία, χωρίς επιρροή από τις αλλοιώσεις του δικτύου;

5) Με λειτουργία προστασίας νησιού, όταν το δίκτυο αποτύχει, ο μετατροπέας μπορεί να αποκοπεί αυτόματα η σύνδεσή του με το δίκτυο.

2. Συνδεόμενος με το δίκτυο μετατροπέας (on grid inverter)

Ο συνδεόμενος με το δίκτυο αναπόστρεφης είναι ένας αναπόστρεφης που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια DC που παράγεται από κατανεμημένες πηγές ενέργειας όπως φωτοβολταϊκά πάνελα και ανεμογεννήτριες σε ηλεκτρική ενέργεια AC, μετά αυξάνει την άρθρωση μέσω ενός τρανσφορματόρα, επιλέγει το μέγιστο σημείο ενέργειας μέσω ενός κατώτερου διακόπτη DC (MPPT) και τελικά την εξαγει στον συνδεόμενο με το δίκτυο αναπόστρεφη. Οι συνδεόμενοι με το δίκτυο αναπόστρεφες χρησιμοποιούνται κυρίως για να συνδέσουν κατανεμημένες πηγές ενέργειας με μεγάλα δίκτυα ενέργειας για να επιτευχθεί η πολυενεργειακή σύνδεση και συμπληρωματικότητα.

Οι βασικές προδιαγραφές των συνδεόμενων με το δίκτυο αναπόστρεφων είναι οι εξής:

1) Το εύρος εισόδου της άρθρωσης είναι στενό, γενικά 400V-900V;

2) Το εύρος εξόδου της άρθρωσης είναι ευρύ, γενικά 120V-350V;

3) Η ποιότητα της κυματοσημείου εξόδου είναι κακή, κατάλληλη για περιπτώσεις με χαμηλές απαιτήσεις σταθερότητας της άρθρωσης;

4) Χρειάζεται να λειτουργεί συγχρονισμένα με το δίκτυο και επηρεάζεται σημαντικά από τις αλλοιώσεις του δικτύου;

5) Διαθέτει λειτουργία προστασίας από νησιωτικό φαινόμενο, αλλά όχι ως αυστηρή όσο οι αποσυνδεόμενοι αναπόστρεφες.

3. Συνδυασμένος Αναπόστρεφης

Ο μιγαδικός αντιστροφής είναι ένας αντιστροφής που συνδυάζει τις λειτουργίες ενός αντιστροφής εκτός δικτύου και ενός αντιστροφής σε δίκτυο. Ο μιγαδικός αντιστροφής μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα σε ένα σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας ή να συνδεθεί με ένα μεγάλο δίκτυο ενέργειας. Ο μιγαδικός αντιστροφής μπορεί να αλλάζει ευέλικτα τις λειτουργικές τροπολογίες σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες για να επιτύχει την καλύτερη ενεργειακή αποδοτικότητα και απόδοση.

Οι κύριες παρατηρήσεις ενός μιγαδικού αντιστροφή είναι οι εξής:

1) Το εύρος εισόδου της άρθρωσης είναι ευρύ, γενικά 700V-900V;

2) Το εύρος εξόδου της άρθρωσης είναι ευρύ, γενικά 120V-350V;

3) Η ποιότητα της κυματοσχηματικής εξόδου είναι καλή, κατάλληλη για περιπτώσεις με υψηλές απαιτήσεις για τις αλλοιώσεις της άρθρωσης;

4) Μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα σε ένα σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας ή να συνδεθεί με ένα μεγάλο δίκτυο ενέργειας;

5) Διαθέτει λειτουργία προστασίας από νησιωτικότητα, αλλά δεν είναι όσο αυστηρή όσο ένας αντιστροφής εκτός δικτύου.

Σε σύντομο, οι αντιστρόφοι εκτός δικτύου, οι αντιστρόφοι εντός δικτύου και οι υβριδικοί αντιστρόφοι διαφέρουν στην πλάτος της εισαγωγικής έντασης, την πλάτος της εξαγωγικής έντασης, την ποιότητα κυματομορφής, την λειτουργική κατάσταση κλπ. Με τη συνεχή ανάπτυξη των νεων ενεργειακών τεχνολογιών και την επέκταση των εφαρμοστικών τομέων, η τεχνολογία των αντιστρόφων βελτιώνεται συνεχώς. Στο μέλλον, διάφοροι τύποι αντιστρόφων θα καλύψουν καλύτερα τις ανάγκες διαφόρων σεναρίων και θα φέρουν μεγαλύτερες συνεισφορές στην ανάπτυξη καθαρών ενεργειών για την ανθρωπότητα.