Как да изберете напрежението за вятърна турбина?

Когато 5 kW вятърна турбина е свързана към инвертор Deye, трябва ли напрежението да бъде зададено на 240 V или 380 V? Наскоро клиент от Филипините се сблъска с този проблем.

Този клиент инсталира вятърно-слънчева хибридна система за своя проект за студена камера. Той притежава инвертор Deye и има нужда да закупи от нас вятърна турбина и нейния контролер, а след това да ги свърже към своя инвертор. Решението, което предложихме на базата на реалните му условия за инсталация, е вятърна турбина с напрежение 240 V и съответният й контролер. Други доставчици обаче препоръчаха да използва вятърна турбина с напрежение 380 V. Поради това клиентът се колебае при избора на напрежение.

От техническа гледна точка напрежението за 5 kW wind turbine generator трябва да бъде 240 V, което е по-обосновано от 380 V.

1. Ефикасност на MPPT и динамично съвпадение: фиксиране на "оптималната точка"

Работният диапазон на MPPT за инвертора Deye 5 kW е 150 V – 425 V (хардуерното ограничение е 500 V). Когато напрежението на вятърната турбина е зададено на 240 V, при номинална скорост изправеното DC изходно напрежение на инвертора е приблизително 240 V – 320 V. Този напрежен диапазон се намира точно в „оптималната работна точка“ на инвертора (т.е. най-ефективната част от кривата), което гарантира, че той може да проследява максималната мощност при 80 % от типичните ветрови условия.

Обаче, ако wind turbine generator напрежението на вятърната турбина е 380 V, при номинална ветрова скорост или силни пориви, то вероятността то да надвиши 425 V е много висока. В този случай функцията за проследяване на максимална мощност (MPPT) на инвертора ще се повреди и ще ограничи изходната мощност. Ако напрежението рязко се повиши до хардуерното ограничение от 500 V, веднага ще се активира защитата срещу прекомерно напрежение (OVP) и ще се изключи устройството или ще доведе до необратимо повреждане на вътрешните IGBT компоненти. Следователно решението с 380 V почти няма резерв за грешка.

2. Ефективно време за производство на електроенергия: праг за стартиране при 150 V

Филипините имат типичен островен климат, а капацитетът за генериране на електроенергия от вятърните турбини в значителна степен зависи от "времето за стартиране" при умерени и ниски скорости на вятъра.

Когато напрежението на вятърна турбина е 240 V, то съвпада с напрежението за стартиране от 150 V на Deye. Турбината може да започне работа по-рано при ниски скорости на вятъра и след това да започне да подава енергия към мрежата. Следователно, в сравнение с 380 V системата, дневното ефективно време за генериране на електроенергия може да се увеличи с 15 % – 20 %.

След това, въпреки твърденията на конкурентите, че техните загуби по линиите са по-ниски, вятърните турбини с напрежение 380 V изискват по-дълго време, за да достигнат номиналното напрежение при ниски скорости на вятъра. По-важно е, че техният диапазон на напрежение е по-тесен, което може да предизвика често задействане на спирачката за "откачване на товара" от PWM контролера при високи скорости на вятъра, като по този начин се прекъсва генерирането на енергия и се причинява ненужен механичен износ.

3. Структурна стабилност – основният фактор при проекти за студени складове

Ние сме професионален доставчик на персонализирани решения за възобновяема енергия. Преди да проектираме решение за нашите клиенти, обикновено изследваме подробно проектния контекст и реалните нужди на клиентите. За този проект за студен склад, за да гарантираме дълготрайна стабилна работа, първото ни внимание е съвместимостта между напрежението на вятърната турбина и инвертора на клиента. Следователно използването на вятърна турбина генератор с напрежение 240 V, комбинирана с подходящ контролер като допълнителен източник на електрическа енергия, е най-подходящото решение.

Това решение напълно отчита дългосрочната стабилност на цялата електроенергийна система. То може да осигури достатъчен „буфер за безопасност“ за контролера на товара с ШИМ декуплиране (което позволява задаване на спирачка при 420 V), гарантирайки, че при силни ветрове цялата система може гладко да отвежда излишната енергия чрез резистори, вместо да принуждава инвертора да влезе в аварийно състояние „изключване“. С добавянето на вятърната турбина 240 V, 5 kW цялата допълваща фотоволтаична и вятърна енергийна система може непрекъснато и стабилно да захранва студеното складище.

Обаче конкурентите задават напрежението на вятърната турбина на 380 V, което се фокусира само върху теоретичните загуби по линията и пренебрегва съвместимостта с параметрите на MPPT на инвертора. Това прави невъзможно осигуряването на стабилно електрозахранване за студеното складище на клиента.

Накрая бихме искали да подчертаем, че оборудването за генериране на електроенергия изисква специализирани знания и умения. Ще балансираме ефективността и безопасното производство на електроенергия и ще предоставим най-искрените си препоръки на нашите клиенти.