Hvordan velge spenning for en vindturbin?

Når en 5 kW vindturbin er tilkoblet en Deye-inverter, bør spenningen settes til 240 V eller 380 V? Nylig støtte en kunde fra Filippinene på dette problemet.

Denne kunden installerer et hybridvind-sol-system for sitt kulaggregatprosjekt. Han har en Deye-inverter og må kjøpe en vindturbin og tilhørende kontroller fra oss, og deretter koble dem til sin inverter. Løsningen vi ga basert på hans faktiske installasjonsforhold var en 240 V-vindturbin og den tilsvarende kontrolleren. Andre leverandører foreslo imidlertid at han skulle bruke en 380 V-vindturbin. Kunden var derfor usikker på hvilken spenningsversjon han skulle velge.

Teknisk sett bør spenningsinnstillingen for en 5 kW vindturbinegeneratør være 240 V, noe som er mer rimelig enn 380 V.

1. MPPT-effektivitet og dynamisk tilpasning: «Låsing» av «optimalt punkt»

MPPT-driftsområdet til Deye 5 kW-vekselretteren er 150 V – 425 V (hardwarebegrensningen er 500 V). Når vindturbinens spenning er satt til 240 V, er den likstrømsutgangsspenningen fra veksleren ved nominell hastighet ca. 240 V – 320 V. Dette spenningsområdet ligger nøyaktig innenfor «det optimale driftspunktet» til veksleren (dvs. den mest effektive delen av kurven), noe som sikrer at den kan spore maksimal effekt under 80 % av typiske vindforhold.

Imidlertid, hvis vindturbinegeneratør spenningen er 380 V, vil den ved nominell vindhastighet eller sterke vindkast svært sannsynlig overskride 425 V. I dette tilfellet vil MPPT-sporefunksjonen i veksleren feile og begrense effektopptaket. Hvis spenningen stiger til hardwaregrensen på 500 V, vil det umiddelbart utløse en overtrykkssikringsavslag (OVP), eller føre til permanent skade på de interne IGBT-komponentene. Derfor har 380 V-løsningen nesten ingen toleranse for feil.

2. Effektiv kraftgenereringstid: Startterskel på 150 V

Filippinene har et typisk øyklima, og kraftgenereringskapasiteten til vindturbiner avhenger i stor grad av «starttid» ved moderat til lav vindhastighet.

Når spenningen til vindturbine er 240 V, samsvarer dette med Deyes startspenning på 150 V. Den kan dermed starte tidligere ved lav vindhastighet og begynne å levere strøm til nettet. Derfor kan den daglige effektive kraftgenereringstiden økes med 15–20 % sammenlignet med 380-V-systemet.

Selv om konkurrenter hevder at deres linjetap er lavere, tar 380-V-vindturbinene lengre tid å nå nominell spenning ved lav vindhastighet. Enda viktigere er at spenningsmarginen deres er smalere, noe som kan føre til at PWM-regulatoren ofte utløser «lastfrakoblings»-bremsen ved høy vindhastighet, noe som avbryter kraftgenereringen og forårsaker unødvendig mekanisk slitasje.

3. Strukturell stabilitet – den viktigste vurderingen for kuldlagringsprosjekter

Vi er en profesjonell leverandør av tilpassede løsninger for fornybar energi. Før vi utformer en løsning for kundene våre, forstår vi vanligvis grundig prosjektets bakgrunn og kundens faktiske behov. For dette kuldlagringsprosjektet er vår første vurdering, for å sikre langvarig stabil drift, kompatibiliteten mellom vindturbinens spenning og kundens inverter. Derfor er det mest egnet å bruke en 240 V vindturbin-generator i kombinasjon med en tilhørende regulator som ekstra strømforsyning.

Denne løsningen tar fullt hensyn til langsiktig stabilitet for hele kraftsystemet. Den kan gi tilstrekkelig «sikkerhetsmargin» for PWM-avkoblingslaststyringen (slik at bremsen kan settes til 420 V), noe som sikrer at hele systemet kan frigjøre overskuddsenergi jevnt og kontinuerlig gjennom motstander i sterke vindforhold, i stedet for å tvinge omformeren inn i en sikkerhetsrelatert «trip»-tilstand. Ved tillegget av 240 V 5 kW vindturbinen kan hele det komplementære solceller- og vindkraftsystemet levere strøm kontinuerlig og stabil til kuldsystemet.

Konkurrentene setter imidlertid vindturbinens spenning til 380 V, noe som kun fokuserer på teoretisk linjetap og ignorerer kompatibiliteten med omformerens MPPT-parametere. Dermed er de ikke i stand til å levere stabil strømforsyning til kundens kuldsystem.

Til slutt vil vi understreke at kraftgenereringsutstyret krever spesialisert kunnskap og ferdigheter. Vi vil balansere effektivitet og sikkerhet ved kraftgenerering og gi våre kunder den mest oppriktige rådgivningen.