Как выбрать напряжение для ветрогенератора?

При подключении ветрогенератора мощностью 5 кВт к инвертору Deye следует ли устанавливать напряжение 240 В или 380 В? Недавно с этой проблемой столкнулся клиент из Филиппин.

Этот заказчик устанавливает ветро-солнечную гибридную систему для своего проекта холодильного склада. У него есть инвертор Deye, и ему необходимо приобрести у нас ветрогенератор и его контроллер, а затем подключить их к своему инвертору. Предложенное нами решение, основанное на реальных условиях его монтажа, — это ветрогенератор на 240 В и соответствующий контроллер. Однако другие поставщики рекомендовали ему использовать ветрогенератор на 380 В. Поэтому заказчик колеблется при выборе напряжения.

С точки зрения техники, напряжение для ветрогенератора мощностью 5 кВт генератор ветряной турбины должно составлять 240 В, что является более обоснованным решением по сравнению с 380 В.

1. Эффективность MPPT и динамическое согласование: фиксация «оптимальной точки»

Диапазон рабочих напряжений MPPT инвертера Deye мощностью 5 кВт составляет 150 В – 425 В (аппаратное ограничение — 500 В). При установке выходного напряжения ветрогенератора на уровне 240 В, при номинальной скорости ветра выпрямленное постоянное напряжение на выходе инвертера составляет примерно 240–320 В. Этот диапазон напряжений точно соответствует «оптимальной рабочей точке» инвертера (то есть наиболее эффективному участку характеристики), что обеспечивает отслеживание максимальной мощности в 80 % типичных ветровых условий.

Однако если генератор ветряной турбины напряжение ветрогенератора составляет 380 В, при номинальной скорости ветра или сильных порывах оно с высокой вероятностью превысит 425 В. В этом случае функция отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) инвертера выйдет из строя и ограничит выходную мощность. При резком скачке напряжения до аппаратного предела в 500 В немедленно сработает защита от перенапряжения (OVP) с отключением устройства или произойдёт необратимое повреждение внутренних компонентов IGBT. Таким образом, решение с напряжением 380 В практически не оставляет запаса по безопасности.

2. Эффективное время генерации электроэнергии: порог запуска при 150 В

Филиппины имеют типичный островной климат, и мощность ветрогенераторов в значительной степени зависит от «времени запуска» при умеренных и низких скоростях ветра.

Когда напряжение ветроэлектрическая установка составляет 240 В, оно соответствует напряжению запуска Deye — 150 В. Это позволяет начать работу раньше при низких скоростях ветра и затем подавать электроэнергию в сеть. Таким образом, по сравнению с системой на 380 В ежедневное эффективное время генерации энергии может увеличиться на 15–20 %.

В то же время, несмотря на заявления конкурентов о более низких потерях в линии, ветрогенераторы на 380 В дольше достигают номинального напряжения при низких скоростях ветра. Более того, их запас напряжения уже, что может привести к частому срабатыванию функции «отключение нагрузки» ШИМ-контроллера при высоких скоростях ветра, прерывая выработку энергии и вызывая ненужный механический износ.

3. Конструктивная устойчивость — первоочередной фактор при реализации проектов холодильных складов

Мы являемся профессиональным поставщиком индивидуальных решений в области возобновляемой энергетики. Прежде чем разрабатывать решение для наших клиентов, мы тщательно изучаем контекст проекта и реальные потребности заказчика. В рамках данного проекта холодильного склада, с целью обеспечения его долгосрочной стабильной работы, нашим первоочередным соображением является совместимость напряжения ветрогенератора и инвертора клиента. Поэтому наиболее подходящим решением является использование ветрогенератора на 240 В в паре с соответствующим контроллером в качестве дополнительного источника питания.

Это решение полностью учитывает долгосрочную стабильность всей системы электроснабжения. Оно обеспечивает достаточный «буфер безопасности» для контроллера нагрузки с ШИМ-декомпенсацией (что позволяет установить порог срабатывания тормоза на 420 В), гарантируя, что при сильном ветре избыточная энергия будет плавно рассеиваться через резисторы, а не приведёт к принудительному переходу инвертора в аварийное состояние «отключения». Благодаря добавлению ветрогенератора на 240 В и мощностью 5 кВт вся гибридная система, объединяющая солнечную и ветровую энергетику, способна непрерывно и стабильно питать холодильную камеру.

Однако конкуренты устанавливают напряжение ветрогенератора на уровне 380 В, ориентируясь исключительно на теоретические потери в линии и игнорируя совместимость с параметрами MPPT инвертора. В результате они не могут обеспечить стабильное электроснабжение холодильной камеры заказчика.

Наконец, мы хотели бы подчеркнуть, что для эксплуатации оборудования для выработки электроэнергии требуются специализированные знания и навыки. Мы обеспечим баланс между эффективностью и безопасностью выработки электроэнергии и предоставим нашим клиентам наиболее искренние рекомендации.