Ako zvoliť napätie pre veternú turbínu?

Keď je veterná turbína s výkonom 5 kW pripojená k invertoru Deye, mala by byť napätie nastavené na 240 V alebo 380 V? Nedávno sa s týmto problémom stretol zákazník z Filipín.

Tento zákazník inštaluje hybridný veterno-solárny systém pre svoj projekt chladovej skladovacej prevádzky. Má invertor značky Deye a potrebuje od nás zakúpiť veternú turbínu a jej regulátor, ktoré následne pripojí k svojmu invertoru. Riešenie, ktoré sme mu poskytli na základe jeho skutočných podmienok inštalácie, je veterná turbína s napätím 240 V a príslušný regulátor. Iní dodávatelia však navrhli, aby použil veternú turbínu s napätím 380 V. Zákazník sa preto váha pri výbere napätia.

Z hľadiska technických požiadaviek by malo napätie pre veternú turbínu s výkonom 5 kW veterný turbínový generátor byť 240 V, čo je primeranejšie ako 380 V.

1. Účinnosť MPPT a dynamické prispôsobenie: Upevnenie „optimálneho bodu“

Rozsah prevádzky MPPT striedavého meniča Deye 5 kW je 150 V – 425 V (hardvérové obmedzenie je 500 V). Ak je napätie vetrovej turbíny nastavené na 240 V, potom pri menovitej rýchlosti vetra je usmernené striedavé napätie výstupu meniča približne 240 V – 320 V. Tento rozsah napätia presne zodpovedá „optimálnemu pracovnému bodu“ meniča (t. j. najúčinnejšej časti krivky), čo zabezpečuje, že menič dokáže sledovať maximálny výkon v 80 % typických veterných podmienok.

Avšak ak je veterný turbínový generátor napätie 380 V, potom pri menovitej rýchlosti vetra alebo pri silných rázoch vetra je veľmi pravdepodobné, že sa prekročí hranica 425 V. V tomto prípade funkcia sledovania maximálneho výkonu (MPPT) meniča zlyhá a obmedzuje výstupný výkon. Ak napätie náhle stúpne na hardvérové obmedzenie 500 V, okamžite sa aktivuje ochrana proti prenapätiu (OVP) a menič sa vypne, alebo môže dôjsť k trvalému poškodeniu vnútorných komponentov IGBT. Preto riešenie s napätím 380 V takmer vôbec neposkytuje bezpečnostnú rezervu.

2. Efektívny čas výroby energie: spúšťacia hranica 150 V

Filipíny majú typické ostrovné podnebie a výrobná kapacita veterných turbín závisí v značnej miere od „doby štartu“ pri stredných a nízkych rýchlostiach vetra.

Keď je napätie veterná turbína 240 V, zodpovedá to štartovaciemu napätiu Deye 150 V. Tento systém sa môže spustiť skôr pri nízkych rýchlostiach vetra a potom začať dodávať energiu do siete. Preto sa v porovnaní so systémom 380 V denná efektívna doba výroby energie môže zvýšiť o 15 % – 20 %.

Aj keď konkurencia tvrdí, že ich straty vedenia sú nižšie, veterné turbíny 380 V potrebujú pri nízkych rýchlostiach vetra dlhšiu dobu na dosiahnutie menovitého napätia. Čo je dôležitejšie, ich rozsah napätia je užší, čo môže spôsobiť, že regulátor PWM bude pri vysokých rýchlostiach vetra často aktivovať brzdu „odpojenia zaťaženia“, čím sa preruší výroba energie a spôsobí sa zbytočné mechanické opotrebenie.

3. Štrukturálna stabilita – hlavné kritérium pre projekty chladných skladov

Sme profesionálnym poskytovateľom prispôsobených riešení v oblasti obnoviteľných zdrojov energie. Pred návrhom riešenia pre našich klientov sa zvyčajne dôkladne zoznámime s pozadím projektu a skutočnými potrebami klientov. V prípade tohto projektu chladného skladu sme pri zabezpečení jeho dlhodobej stabilnej prevádzky najprv zohľadnili kompatibilitu napätia vetromilky s inverzorom klienta. Preto je najvhodnejším riešením použitie vetromilky s výstupným napätím 240 V spolu s príslušným regulátorom ako dodatočného zdroja energie.

Toto riešenie plne zohľadňuje dlhodobú stabilitu celého elektrického systému. Môže poskytnúť dostatočný „bezpečnostný rezervný priestor“ pre regulátor zaťaženia s PWM oddelením (umožňujúc nastavenie brzdy na 420 V), čím sa zabezpečí, že za silných veterných podmienok môže celý systém hladko uvoľniť nadbytočnú energiu prostredníctvom odporov namiesto núteného prepnutia invertora do bezpečnostného stavu „vypnutia“. S pridaním veterného turbínového generátora 240 V, 5 kW môže celý doplnkový fotovoltaický a veterný systém nepretržite a stabilne napájať chladničku.

Konkurencia však nastavuje napätie veterného turbínového generátora na 380 V, čo sa sústreďuje iba na teoretické straty vedenia a ignoruje kompatibilitu s MPPT-parametrami invertora. Nedokáže tak zabezpečiť stabilné napájanie chladničky zákazníka.

Nakoniec by sme chceli zdôrazniť, že vybavenie na výrobu energie vyžaduje špecializované znalosti a zručnosti. Vyvážime efektívnosť a bezpečnosť výroby energie a poskytneme svojim zákazníkom najupravenejšie odporúčania.