Соларни енергетски трансформатор је електрични трансформатор који се користи у фотонапонском систему за промену нивоа напона, подржава повезивање на мрежу, обезбеђује електричну изолацију и помаже у безбедном и ефикасном преносу електричне енергије произведене од сунца. Обично се користи између соларних инвертера, опреме за дистрибуцију и комуналне мреже.
У соларном пројекту, фотонапонски модули генеришу ДЦ електричну енергију. Инвертер претвара ту једносмерну снагу у наизменичну струју. Након конверзије, наизменични напон ће можда морати да се појача или прилагоди пре него што објекат може да га користи или испоручи у мрежу. Овде је а соларни енергетски трансформатор игра важну улогу.
Зашто су соларним енергетским системима потребни трансформатори
Соларне електране и комерцијални фотонапонски системи често производе електричну енергију на напону који не одговара напону дистрибуције мреже или локације. Трансформатор решава ову неусклађеност тако што повећава или смањује напон.
На пример, претварач може да даје нисконапонску наизменичну струју као што је 400В, 480В, 600В или 800В. Трансформатор може да подигне овај напон до средњег напона, као што је 6кВ, 10кВ, 11кВ, 13,8кВ, 33кВ или други ниво који је потребан у мрежи.
Ова конверзија напона помаже у смањењу струје током преноса, мањим губицима у кабловима и чини соларни систем компатибилним са локалном електричном инфраструктуром.
Како ради соларни трансформатор
Трансформатор ради путем електромагнетне индукције. Има примарне и секундарне намотаје постављене око магнетног језгра. Када наизменична струја тече кроз примарни намотај, ствара магнетно поље. Ово поље индукује напон у секундарном намотају.
Однос обртаја између намотаја одређује да ли трансформатор подиже или смањује напон.
У систему соларне енергије, трансформатор може обављати неколико функција:
- Повећајте излазни напон претварача за повезивање на мрежу
- Снижени напон за локална оптерећења
- Обезбедите изолацију између претварача и мреже
- Подршка дизајну система уземљења
- Смањите одређене електричне сметње
- Побољшајте компатибилност са разводним уређајима и системима заштите
A соларни енергетски трансформатор мора бити изабран у складу са претварачем, напоном мреже, капацитетом система и условима локације.
Главни типови трансформатора који се користе у соларним пројектима
Инвертер Степ-Уп трансформатор
Ово је један од најчешћих типова трансформатора у соларним електранама. Повећава наизменични напон са претварача на ниво средњег напона погодан за системе сакупљања или повезивање на мрежу.
Трансформатор монтиран на подлогу
Трансформатори постављени на подлогу се обично користе на отвореном у комерцијалним и комуналним соларним фармама. Постављају се на бетонске подлоге и спајају на подземне или надземне каблове.
Трансформатор сувог типа
Трансформатори сувог типа користе ваздушно хлађење и чврсту изолацију уместо уља. Често се користе у затвореном простору или у областима где је задржавање нафте проблем.
Трансформатор потопљен у уље
Трансформатори потопљени у уље користе изолационо уље за хлађење и изолацију. Они се широко користе у већим соларним пројектима на отвореном јер могу да поднесу веће капацитете и обезбеде ефикасне топлотне перформансе.
Изолациони трансформатор
Изолациони трансформатор раздваја електрична кола док преноси снагу. У соларним апликацијама, може се користити тамо где је потребна електрична изолација, контрола уземљења или компатибилност опреме.
Кључне карактеристике соларног трансформатора
Соларне апликације стварају специфичне услове рада, тако да је дизајн трансформатора битан.
Важне карактеристике укључују:
- Висока ефикасност
- Одговарајући однос напона
- Тачан капацитет кВА или МВА
- Компатибилност са излазом инвертера
- Снажан систем изолације
- Одговарајући дизајн хлађења
- Ниски губици
- Распоред уземљења у складу са мрежом
- Заштита од временских прилика на отвореном када је то потребно
- Отпорност на хармонике и термичка оптерећења
- Поуздана координација заштите
- Дуг радни век
Пошто се соларна производња мења током дана, трансформатор може доживети флуктуирајућа оптерећења. Требало би ефикасно да ради не само при пуном оптерећењу, већ иу условима делимичног оптерећења.
Соларни трансформатор у односу на стандардни трансформатор
Соларни трансформатор може изгледати слично стандардном дистрибутивном трансформатору, али његови радни услови могу бити другачији.
Соларни трансформатори се често баве:
- Честа варијација оптерећења
- Хармоници генерисани инвертером
- Висока дневна снага и мало ноћно оптерећење
- Излагање на отвореном
- Захтеви за међусобно повезивање мреже
- Обрнути ток снаге у неким системима
- Термални бициклизам
- Удаљена инсталацијска окружења
Из ових разлога, избор трансформатора треба да узме у обзир комплетан соларни систем, а не само напон и капацитет.
Како одредити величину трансформатора соларне енергије
Димензија зависи од укупног излаза претварача, наизменичног напона, фактора снаге, напона мреже, захтева за преоптерећење, температуре околине и дизајна система.
Практични процес селекције треба да размотри:
- Укупан капацитет инвертера наизменичне струје
- Примарни напон
- Секундарни напон
- Фаза и фреквенција
- кВА или МВА оцена
- Импеданце
- Метода хлађења
- Пораст температуре
- Хармонични садржај
- Метода уземљења
- Заштитни уређаји
- Висина инсталације
- Температура околине
- Локација у затвореном или на отвореном
- Применљиви стандарди
Трансформатор који је премали може се прегрејати или ограничити излаз система. Трансформатор који је превелик може повећати трошкове и смањити ефикасност при малом оптерећењу. Најбоља величина балансира сигурност, ефикасност и дуготрајан рад.
Где се користе соларни трансформатори
Соларни енергетски трансформатори се могу наћи у многим фотонапонским апликацијама, укључујући:
- Комуналне соларне фарме
- Комерцијални кровни ПВ системи
- Индустријски соларни системи
- Пројекти соларног плус складиштења
- Мицрогридс
- Пољопривредне соларне инсталације
- Приземни соларни низови
- Хибридни системи обновљиве енергије
- Мрежне инвертерске станице
У малим стамбеним системима, одвојени трансформатор можда неће увек бити видљив јер инвертер и дизајн прикључка на мрежу могу другачије да поднесу захтеве напона. У већим системима, трансформатори су обично неопходни.
Разматрања о одржавању
A соларни енергетски трансформатор треба редовно проверавати да би се одржао безбедан и ефикасан рад. Захтеви за одржавање варирају у зависности од типа трансформатора и окружења за инсталацију.
Уобичајене провере укључују:
- Праћење температуре
- Ниво уља и стање уља за јединице пуњене уљем
- Отпор изолације
- Непропусност везе
- Стање уземљења
- Стање расхладног система
- Бука и вибрације
- Знаци прегревања
- Улазак влаге
- Корозија
- Рад заштитног уређаја
Правилно одржавање може смањити време застоја и продужити радни век трансформатора.
Уобичајене грешке које треба избегавати
Једна уобичајена грешка је избор трансформатора само на основу капацитета. Однос напона, импеданса, уземљење, хармоници, губици и окружење инсталације су такође важни.
Друга грешка је игнорисање карактеристика претварача. Излаз претварача може садржати хармонијске компоненте и ефекте пребацивања који захтевају одговарајући дизајн трансформатора.
Трећа грешка је превиђање ефикасности при делимичном оптерећењу. Соларни системи могу да раде на различитим нивоима излаза, тако да перформансе са малим губицима могу утицати на дугорочни принос енергије.
Закључак
Соларни трансформатор је кључна електрична компонента која мења нивое напона, подржава мрежну везу, обезбеђује изолацију и помаже безбедном кретању соларне енергије од претварача до корисника или комуналне мреже.
Право соларни енергетски трансформатор треба да одговара капацитету фотонапонског система, излазу инвертера, напону мреже, методу уземљења, захтевима за хлађење и окружењу на локацији. Пажљив избор трансформатора побољшава поузданост система, енергетску ефикасност и дугорочне перформансе соларног пројекта.
За информације о производу соларног трансформатора, посетите ЈС Нингии.
