Використання трансформатора у сонячній енергетиці
Трансформатор є дуже важливим компонентом у виробництві електроенергії на сонячних батареях. Історично трансформатори поділяються на «підвищують» або «знижують» електричну напругу, отриману на енергогенеруючих станціях з ресурсів, що не відновлюються. Трансформатори, що застосовуються в системах сонячної енергетики поділяються на розподільні, трансформатори підстанцій, розділові (для видалення вищих гармонік через мережу) та інші менш поширені види. Вони також відрізняються за типом монтажу на бетонній основі, або безпосередньо на землі. Усі трансформатори для геліосистем (надалі ТГС) мають різне призначення та їхня вартість варіюється в залежності від цього.
Улаштування систем сонячної енергетики стабільно навантажені під час роботи інвертора. Коли сонце йде, відбувається згладжування і навантаження на трансформатор зменшується і стає рівномірнішим. Через недосконалість систем регулювання часто трапляються помилки управління інверторами та геліосистеми простіше включити-вимкнути, ніж обвішувати дуже складними системами управління, але галузь ця молода і швидко розвивається і ці питання незабаром будуть вирішені.
Що стосується гармонік, у звичайному інверторі зміст гармонік не більше 1%, що практично не впливає на роботу системи. Низький рівень гармонік обумовлений відсутністю генераторів, перемикачів та захисних систем, побудованих на ключах, які можна зустріти на вітрогенераторних станціях. Основне завдання трансформатора в геліосистемі є підвищення напруги. Інвертор перетворює постійну вхідну напругу від панелі в синусоїдальну змінну напругу, яка подається на трансформатор без закидів по напрузі від незавантаженого ланцюга. ТГС працюють на стійкій напрузі, яка знаходиться в діапазоні, контрольованому інвертором. Тому стрибки напруги та навантаження на вході в трансформатор значно нижчі, ніж при роботі з вітрогенераторними установками.
ТГС мають ще одне важливе значення крім трансформації напруги від поновлюваного джерела та передачі його в мережу, а саме
гальванічна розв'язка між інвертором та мережею. Незважаючи на те, як сказано вище, рівень перешкод незначний вони існують. І таким чином забезпечується надійна стійка робота електронних пристроїв.
При виборі ТГС важливо враховувати, що потужність трансформатора повинна бути не меншою, а може і трохи більшою за потужність інвертора. Сторона низької напруги трансформатора повинна відповідати вихідному напруженню інвертора. Сторона високої напруги повинна відповідати параметрам високовольтної розподільної лінії. Необхідно враховувати інші нюанси, наприклад, ККД, тип охолодження, приєднання, запобіжники та ін.
Сонячно-генеруючі станції мають особливості у проектуванні. Оскільки найпотужніший інвертор розрахований на 500кВА, інженери конструюють 1000 кВА трансформатори на два інвертори одночасно. Причому трансформатор складається з двох окремих трансформаторів в одному блоці. Трансформатор має різні обмотки, розраховані окремий вхід від кожного інвертора. Також не рекомендуються застосовувати довгі траси кабелів від панелей до інвертора та трансформатора.
ЗАМОВИТИ ТРАНСФОРМАТОРОбмеження на розмір інвертора є основною проблемою, через яку неможливо збільшити потужність сонячної електростанції. Спроба збільшення потужності генерації вимагає збільшення кількості інверторів в одному трансформаторному корпусі, що є досить важким завданням.
Основна проблема при проектуванні ТГС полягає у великій різноманітності геліосистем, і інженери повинні уніфікувати їх під різні за характеристиками системи. Розвиток технологій виробництва інверторів є досить повільним і це є основним обмежувачем розвитку сонячної енергетики.
Всього коментарів: 0