Инверторные солнечные системы
Инвертор является одним из наиболее важных элементов оборудования в солнечной энергетической системе. Это устройство, которое преобразует электричество постоянного тока, которое генерирует солнечная панель, в электричество переменного тока, которое использует электрическая сеть. В постоянном токе электричество поддерживается при постоянном напряжении в одном направлении. В переменном токе электричество течет в обоих направлениях в цепи, когда напряжение меняется с положительного на отрицательное.
По сути, инвертор выполняет преобразование постоянного тока в переменный, очень быстро переключая направление входа постоянного тока назад и вперед. В результате вход постоянного тока становится выходом переменного тока. Кроме того, фильтры и другая электроника могут использоваться для создания напряжения, которое изменяется в виде чистой повторяющейся синусоидальной волны, которую можно подавать в энергосистему. Синусоида — это форма или схема, которую напряжение создает с течением времени, и это модель мощности, которую сеть может использовать без повреждения электрооборудования, которое предназначено для работы на определенных частотах и напряжениях.
Первые инверторы были созданы в 19 веке и были механическими. Например, вращающийся двигатель будет использоваться для постоянного изменения того, подключен ли источник постоянного тока вперед или назад. Сегодня мы делаем электрические переключатели из транзисторов, твердотельных устройств без движущихся частей. Транзисторы изготовлены из полупроводниковых материалов, таких как кремний или арсенид галлия. Они контролируют поток электричества в ответ на внешние электрические сигналы.
Исторически сложилось так, что электроэнергия преимущественно вырабатывалась путем сжигания топлива и создания пара, который затем вращал турбогенератор, вырабатывающий электричество. Движение этих генераторов вырабатывает мощность переменного тока по мере вращения устройства, что также определяет частоту или количество повторений синусоидальной волны. Частота сети является важным показателем для контроля за исправностью электрической сети. Например, при слишком большой нагрузке — слишком большом количестве устройств, потребляющих энергию, — энергия удаляется из сети быстрее, чем может быть поставлена. В результате турбины замедлятся, а частота переменного тока уменьшится. Поскольку турбины представляют собой массивные вращающиеся объекты, они сопротивляются изменениям частоты точно так же, как все объекты сопротивляются изменениям своего движения — свойство, известное как инерция.
По мере того, как к сети добавляется больше солнечных систем, к сети подключается больше инверторов, чем когда-либо прежде. Инверторная генерация может производить энергию на любой частоте и не обладает такими инерционными свойствами, как паровая генерация, поскольку в ней нет турбины. В результате переход к электрической сети с большим количеством инверторов требует создания более интеллектуальных инверторов, которые могут реагировать на изменения частоты и другие сбои, возникающие во время работы сети, и помогают стабилизировать сеть от этих сбоев.
