Jak vybrat napětí pro větrnou turbínu?

Když je turbína o výkonu 5 kW připojena k invertoru Deye, měla by být napětí nastaveno na 240 V nebo 380 V? Nedávno s tímto problémem čelil zákazník z Filipín.

Tento zákazník instaluje hybridní větrný a sluneční systém pro svůj projekt chladicího skladu. Má invertor značky Deye a potřebuje od nás zakoupit větrnou turbínu a její řídicí jednotku, které poté připojí k tomuto invertoru. Řešení, které jsme mu navrhli na základě skutečných podmínek instalace, je větrná turbína 240 V a odpovídající řídicí jednotka. Jiní dodavatelé však doporučili zákazníkovi použít větrnou turbínu 380 V. Zákazník se proto váhá při výběru napětí.

Z hlediska technického by mělo být napětí pro turbínu o výkonu 5 kW generátor větrné turbíny nastaveno na 240 V, což je rozumnější než 380 V.

1. Účinnost MPPT a dynamické přizpůsobení: Upevnění „optimálního bodu“

MPPT pracovní rozsah střídače Deye 5 kW je 150 V – 425 V (hardwarové omezení je 500 V). Pokud je napětí větrné turbíny nastaveno na 240 V, pak je při jmenovité rychlosti větru usměrněné stejnosměrné výstupní napětí střídače přibližně 240 V – 320 V. Tento rozsah napětí přesně odpovídá „optimálnímu pracovnímu bodu“ střídače (tj. nejúčinnější části křivky), což zajišťuje, že střídač dokáže sledovat maximální výkon za 80 % typických větrných podmínek.

Avšak pokud je generátor větrné turbíny napětí 380 V, pak při jmenovité rychlosti větru nebo při silných rázových nárazech větru je velmi pravděpodobné, že bude překročeno napětí 425 V. V tomto případě selže funkce sledování maximálního výkonu (MPPT) střídače a výstupní výkon bude omezen. Pokud dojde k náhlému nárůstu napětí na hardwarové omezení 500 V, okamžitě se aktivuje ochrana proti přepětí (OVP) a střídač se vypne, nebo může dojít k trvalému poškození vnitřních IGBT součástek. Řešení s napětím 380 V tedy téměř žádnou bezpečnostní rezervu nemá.

2. Efektivní doba výroby elektrické energie: prahové napětí pro spuštění 150 V

Filipíny mají typické ostrovní podnebí a výkon větrných turbín závisí výrazně na „době náběhu“ při středních a nízkých rychlostech větru.

Je 240 V, odpovídá to startovacímu napětí Deye 150 V. Může tedy začít pracovat dříve při nízkých rychlostech větru a následně začít dodávat energii do sítě. Proto se ve srovnání se systémem 380 V denní efektivní doba výroby energie může zvýšit o 15 % – 20 %. větrná turbína je 240 V, odpovídá to startovacímu napětí Deye 150 V. Může tedy začít pracovat dříve při nízkých rychlostech větru a následně začít dodávat energii do sítě. Proto se ve srovnání se systémem 380 V denní efektivní doba výroby energie může zvýšit o 15 % – 20 %.

I když konkurenti tvrdí, že jejich ztráty vedení jsou nižší, větrné turbíny 380 V potřebují delší dobu k dosažení jmenovitého napětí při nízkých rychlostech větru. Důležitější je však užší rozsah napětí, což může způsobit, že regulátor PWM bude při vysokých rychlostech větru častěji aktivovat brzdnou funkci „odpojení zátěže“, čímž dojde k přerušení výroby energie a zbytečnému mechanickému opotřebení.

3. Konstrukční stabilita – hlavní kritérium pro projekty chladicích zařízení

Jsme profesionální poskytovatelé přizpůsobených řešení v oblasti obnovitelných zdrojů energie. Před návrhem řešení pro naše klienty obvykle důkladně prostudujeme pozadí projektu a skutečné potřeby klienta. U tohoto projektu chladicího skladu jsme jako první prioritu stanovili kompatibilitu napětí větrné turbíny s invertorem klienta, aby byl zajištěn dlouhodobý spolehlivý provoz. Nejvhodnějším řešením je proto použití větrné turbíny generující napětí 240 V ve spojení se odpovídajícím regulátorem jako dodatečného zdroje energie.

Toto řešení plně zohledňuje dlouhodobou stabilitu celého elektrického systému. Může poskytnout dostatečný „bezpečnostní prostor“ pro řídicí jednotku zatěžovacího zařízení s PWM oddělením (umožňující nastavení brzdy na 420 V), čímž zajišťuje, že za silného větru může celý systém hladce uvolnit přebytečnou energii prostřednictvím odporů místo toho, aby nutil střídač vstoupit do bezpečnostního stavu „vypnutí“. S přidaným větrným generátorem o napětí 240 V a výkonu 5 kW může celý doplňkový systém fotovoltaické a větrné energie nepřetržitě a stabilně zásobovat chladicí sklad.

Konkurenti však nastavují napětí větrného generátoru na 380 V, což se zaměřuje pouze na teoretické ztráty vedení a ignoruje kompatibilitu s parametry MPPT střídače. Nedokáže tak zajišťovat stabilní dodávku energie pro chladicí sklad zákazníka.

Nakonec bychom rádi zdůraznili, že zařízení pro výrobu elektrické energie vyžadují specializované znalosti a dovednosti. Budeme vyvažovat účinnost a bezpečnost výroby elektrické energie a poskytneme svým zákazníkům nejsrdečnější poradenství.