Miten valita tuuliturbiinin jännite?

Kun 5 kW:n tuuliturbiini kytketään Deye-invertteriin, mikä jännitetaso tulisi valita: 240 V vai 380 V? Viime aikoina asiakas Filippiineiltä kohdasi tämän ongelman.

Tämä asiakas asentaa tuuli- ja aurinkoenergian yhdistelmäjärjestelmän kylmävarastohankkeeseensa. Hänellä on Deye-invertteri, ja hän tarvitsee tuuliturbiinin ja sen ohjaimen meiltä ja kytkää ne sitten invertteriinsä. Tarjoamamme ratkaisu perustui hänen todellisiin asennusolosuhteisiinsa ja se koostui 240 V:n tuuliturbiinista ja vastaavasta ohjaimesta. Muut toimittajat ehdottivat kuitenkin, että hän käyttäisi 380 V:n tuuliturbiinia. Asiakas oli siksi epävarma valitessaan jännitettä.

Teknisesti katsoen 5 kW:n tuuliturbiinigeneraattori jännitetaso tulisi olla 240 V, mikä on järkevämpi vaihtoehto kuin 380 V.

1. MPPT-tehokkuus ja dynaaminen sovitus: "Optimaalisen pisteen" lukitseminen

Deye 5 kW:n invertterin MPPT-toimintaväli on 150 V – 425 V (laitteellinen rajoitus on 500 V). Kun tuuliturbiinin jännite on asetettu 240 V:ksi, tällöin nimellisnopeudella invertterin tasasuuntattu DC-tulostejännite on noin 240 V – 320 V. Tämä jännitealue sijoittuu täsmälleen invertterin "optimaaliseen toimintapisteeseen" (eli käyrän tehokkaimpaan osaan), mikä varmistaa, että se pystyy seuraamaan maksimitehoa 80 %:ssa tyypillisistä tuuliolosuhteista.

Kuitenkin, jos tuuliturbiinigeneraattori jännite on 380 V, nimellistuulennopeudella tai voimakkaiden tuulipuuskien aikana jännite ylittää todennäköisesti 425 V:n. Tässä tapauksessa invertterin MPPT-seurantatoiminto epäonnistuu ja rajoittaa tehotulostetta. Jos jännite nousee laitteelliseen rajaan 500 V:een, se aiheuttaa välittömästi ylijännitesuojan (OVP) sammutuksen tai aiheuttaa pysyvää vahinkoa sisäisiin IGBT-komponentteihin. Siksi 380 V:n ratkaisulla ei ole lähes lainkaan turvamarginaalia.

2. Tehokas sähkön tuottoaika: 150 V:n käynnistyskynnys

Filippiineillä on tyypillinen saariklima, ja tuuliturbiinien sähköntuotantokapasiteetti riippuu suuresti "käynnistysajasta" kohtalaisen ja alhaisen tuulen nopeuden aikana.

Kun jännite on tuulimoottori 240 V, se vastaa Deyen 150 V:n käynnistysjännitettä. Se voi käynnistyä aiemmin alhaisen tuulen nopeuden aikana ja aloittaa sitten sähkön syöttämisen sähköverkkoon. Siksi sen päivittäinen tehokas sähkön tuotantoaika voi olla 15–20 % pidempi kuin 380 V:n järjestelmän tapauksessa.

Vaikka kilpailijat väittävätkin, että heidän linjahäviönsä ovat pienempiä, 380 V:n tuuliturbiinit tarvitsevat enemmän aikaa saavuttaakseen nimellisjännitteen alhaisen tuulen nopeuden aikana. Tärkeämpää on kuitenkin se, että niiden jännitemarginaali on kapeampi, mikä saattaa aiheuttaa PWM-ohjaimen usein käynnistämään "kuormituksen poisto" -jarrutustoiminnon korkean tuulen nopeuden aikana, mikä katkaisee sähkön tuotannon ja aiheuttaa tarpeetonta mekaanista kulumaa.

3. Rakenteellinen vakaus – kylmävarastoprojekteissa tärkein huomioon otettava tekijä

Olemme ammattimainen tarjoaja räätälöityjä uusiutuvan energian ratkaisuja. Ennen kuin suunnittelemme asiakkaallemme ratkaisun, ymmärrämme yleensä perusteellisesti projektin taustan ja asiakkaan todelliset tarpeet. Tässä kylmävarastoprojektissa varmistaaksemme sen pitkäaikaisen vakaa toiminnan ensisijainen huomioamme on tuuliturbiinin jännitteen ja asiakkaan invertterin yhteensopivuus. Siksi 240 V:n tuuliturbiinigeneraattorin käyttö vastaavan ohjaimen kanssa lisävirtalähteenä on sopivin ratkaisu.

Tämä ratkaisu ottaa täysin huomioon koko sähköverkon pitkäaikaisen vakauden. Se voi tarjota riittävän "turvavälin" PWM-erottelukuormasäätimelle (jolloin jarru voidaan asettaa 420 V:n tasolle), mikä varmistaa, että voimakkaiden tuulien aikana koko järjestelmä voi vapauttaa ylimääräisen energian tasaisesti vastuksien kautta sen sijaan, että invertteri joutuisi turvallisuussyistä siirtymään "katkaisutilaan". 240 V:n ja 5 kW:n tuuliturbiinin lisääminen mahdollistaa koko aurinko- ja tuulivoimapohjaisen komplementaarisen järjestelmän jatkuvan ja vakauden saavuttavan virransyötön jäähallille.

Kilpailijat ovat kuitenkin asettaneet tuuliturbiinin jännitteen 380 V:een, mikä keskittyy pelkästään teoreettiseen linjahäviöön ja jättää huomiotta yhteensopivuuden invertterin MPPT-parametrien kanssa. Tämä ei mahdollista asiakkaan jäähallille vakaita virransyöttöjä.

Lopuksi haluamme korostaa, että sähkön tuotantolaitteet vaativat erityistä tietoa ja taitoja. Tasapainotamme sähkön tuotannon tehokkuutta ja turvallisuutta ja annamme asiakkaillemme vilpittömimmän neuvon.