Трансформатор за соларна енергија е електричен трансформатор што се користи во фотонапонски систем за напојување за да ги промени нивоата на напон, да поддржува поврзување со мрежата, да обезбеди електрична изолација и да помогне безбедно и ефикасно да се пренесе електричната енергија произведена од сонцето. Најчесто се користи помеѓу соларни инвертери, опрема за дистрибуција и електрична мрежа.
Во соларен проект, фотоволтаичните модули генерираат DC електрична енергија. Инвертерот ја претвора таа еднонасочна струја во наизменична струја. По конверзијата, наизменичниот напон можеби ќе треба да се засили или прилагоди пред да може да се користи од објект или да се испорача на мрежата. Ова е местото каде што а трансформатор за соларна енергија игра важна улога.
Зошто на системите за соларна енергија им требаат трансформатори
Сончевите електрани и комерцијалните фотонапонски системи често произведуваат електрична енергија на напон кој не одговара на напонот на мрежата или дистрибуцијата на локацијата. Трансформаторот го решава ова несовпаѓање со зголемување или намалување на напонот.
На пример, инверторот може да емитува нисконапонска наизменична струја како 400V, 480V, 600V или 800V. Трансформаторот може да го зголеми овој напон до среден напон, како што се 6kV, 10kV, 11kV, 13,8kV, 33kV или на друго ниво потребно за мрежата.
Оваа конверзија на напон помага да се намали струјата за време на преносот, да се намалат загубите на кабелот и да се направи сончевиот систем компатибилен со локалната електрична инфраструктура.
Како работи трансформаторот за соларна енергија
Трансформаторот работи преку електромагнетна индукција. Има примарни и секундарни намотки поставени околу магнетно јадро. Кога AC тече низ примарното намотување, тоа создава магнетно поле. Ова поле предизвикува напон во секундарното намотување.
Односот на вртежи помеѓу намотките одредува дали трансформаторот го зголемува напонот нагоре или надолу.
Во системот за соларна енергија, трансформаторот може да врши неколку функции:
- Зголемете го излезниот напон на инвертерот за поврзување со мрежата
- Намалете го напонот за локални оптоварувања
- Обезбедете изолација помеѓу инверторот и мрежата
- Поддржете го дизајнот на системот за заземјување
- Намалете одредени електрични пречки
- Подобрете ја компатибилноста со разводните уреди и системите за заштита
A трансформатор за соларна енергија мора да се избере според инверторот, напонот на мрежата, капацитетот на системот и условите на локацијата.
Главни типови трансформатори кои се користат во соларни проекти
Трансформатор за чекор до инвертер
Ова е еден од најчестите типови трансформатори во соларните централи. Го зголемува наизменичниот напон од инвертерот на среднонапонско ниво погодно за собирни системи или за меѓусебно поврзување на мрежата.
Трансформатор монтиран на подлога
Трансформаторите монтирани на подлога најчесто се користат на отворено во комерцијални и комунални соларни фарми. Се поставуваат на бетонски влошки и се поврзуваат со подземни или надземни кабли.
Трансформатор од сув тип
Трансформаторите од сув тип наместо масло користат воздушно ладење и цврста изолација. Тие често се користат во затворени простории или во области каде што ограничувањето на маслото е загрижено.
Трансформатор потопен во масло
Трансформаторите потопени во масло користат изолационо масло за ладење и изолација. Тие се широко користени во поголеми надворешни соларни проекти бидејќи можат да се справат со поголеми капацитети и да обезбедат ефикасни топлински перформанси.
Трансформатор за изолација
Изолациски трансформатор ги одвојува електричните кола додека ја пренесува енергијата. Во соларни апликации, може да се користи каде што е потребна електрична изолација, контрола на заземјувањето или компатибилност на опремата.
Главни карактеристики на трансформатор за соларна енергија
Соларните апликации создаваат специфични работни услови, така што дизајнот на трансформаторот е важен.
Важни карактеристики вклучуваат:
- Висока ефикасност
- Соодветен сооднос на напон
- Точен капацитет на kVA или MVA
- Компатибилност со излез на инвертер
- Силен систем за изолација
- Правилен дизајн за ладење
- Мали загуби
- Уредување за заземјување во согласност со мрежата
- Заштита од надворешни временски услови кога е потребно
- Отпорност на хармоници и термички стрес
- Сигурна координација за заштита
- Долг работен век
Бидејќи соларното производство се менува во текот на денот, трансформаторот може да доживее флуктуирачки оптоварувања. Треба да работи ефикасно не само при целосно оптоварување, туку и при делумно оптоварување.
Соларен трансформатор наспроти стандарден трансформатор
Сончевиот трансформатор може да изгледа слично на стандардниот дистрибутивен трансформатор, но неговите работни услови може да бидат различни.
Сончевите трансформатори често се занимаваат со:
- Честа варијација на оптоварување
- Хармоници генерирани од инвертер
- Висок дневен излез и мало ноќно оптоварување
- Изложеност на отворено
- Барања за интерконекција на мрежата
- Обратен проток на моќност во некои системи
- Термички велосипедизам
- Далечински околини за инсталација
Поради овие причини, изборот на трансформатор треба да го земе предвид целосниот соларен систем, а не само напонот и капацитетот.
Како да се зголеми големината на трансформаторот за соларна енергија
Големината зависи од вкупниот излез на инвертерот, наизменичниот напон, факторот на моќност, напонот на мрежата, потребата од преоптоварување, температурата на околината и дизајнот на системот.
Практичен процес на селекција треба да ги разгледа:
- Вкупен капацитет на наизменична струја на инвертерот
- Примарен напон
- Секундарен напон
- Фаза и фреквенција
- рејтинг kVA или MVA
- Импеданса
- Метод на ладење
- Покачување на температурата
- Хармонична содржина
- Метод на заземјување
- Заштитни уреди
- Инсталациона надморска височина
- Амбиентална температура
- Внатрешна или надворешна локација
- Применливи стандарди
Премалиот трансформатор може да се прегрее или да го ограничи излезот на системот. Преголемиот трансформатор може да ги зголеми трошоците и да ја намали ефикасноста при мало оптоварување. Најдобрата големина ги балансира безбедноста, ефикасноста и долгорочното работење.
Каде што се користат сончеви трансформатори
Трансформаторите за соларна енергија може да се најдат во многу фотоволтаични апликации, вклучувајќи:
- Сончеви фарми од комунални размери
- Комерцијални PV системи на покривот
- Индустриски соларни системи
- Проекти за складирање на соларна енергија и плус
- Микромрежи
- Земјоделски соларни инсталации
- Сончеви низи поставени на земја
- Хибридни системи за обновлива енергија
- Инвертер станици поврзани со мрежа
Во малите станбени системи, одделен трансформатор не може секогаш да биде видлив бидејќи дизајнот на инвертерот и поврзувањето на мрежата може поинаку да се справуваат со барањата за напон. Во поголемите системи, трансформаторите обично се неопходни.
Размислувања за одржување
A трансформатор за соларна енергија треба редовно да се проверуваат за да се одржи безбедно и ефикасно работење. Барањата за одржување варираат во зависност од типот на трансформаторот и околината за инсталација.
Вообичаените проверки вклучуваат:
- Следење на температурата
- Нивото на маслото и состојбата на маслото за единиците наполнети со масло
- Отпорност на изолација
- Затегнатост на врската
- Состојба на заземјување
- Состојба на системот за ладење
- Бучава и вибрации
- Знаци на прегревање
- Влегување на влага
- Корозија
- Работа на заштитниот уред
Соодветното одржување може да го намали времето на прекин и да го продолжи работниот век на трансформаторот.
Вообичаени грешки што треба да се избегнуваат
Една вообичаена грешка е изборот на трансформатор само врз основа на капацитетот. Односот на напонот, импедансата, заземјувањето, хармониците, загубите и околината за инсталација се исто така важни.
Друга грешка е игнорирањето на карактеристиките на инвертерот. Излезот на инвертерот може да содржи хармонични компоненти и преклопни ефекти кои бараат соодветен дизајн на трансформаторот.
Трета грешка е превидот на ефикасноста при делумно оптоварување. Сончевите системи може да работат на различни нивоа на излез, така што перформансите со ниски загуби може да влијаат на долгорочниот принос на енергија.
Заклучок
Трансформаторот за соларна енергија е клучна електрична компонента која ги менува напонските нивоа, поддржува поврзување со мрежата, обезбедува изолација и помага сончевата енергија безбедно да се движи од инвертерите до корисниците или до комуналната мрежа.
Правото трансформатор за соларна енергија треба да одговара на капацитетот на фотоволтаичниот систем, излезот на инвертерот, напонот на мрежата, методот на заземјување, барањето за ладење и околината на локацијата. Внимателниот избор на трансформатор ја подобрува доверливоста на системот, енергетската ефикасност и долгорочните перформанси на соларни проекти.
За информации за производот на трансформаторот за соларна енергија, посетете JS Ningyi.
