Kako izbrati napetost za vetrno elektrarno?

Ko je 5 kW vetrno elektrarno priključena na inverter Deye, naj bo napetost nastavljena na 240 V ali 380 V? Nedavno je s tem problemom srečal stranka iz Filipinov.

Ta stranka namešča hibridni vetrno-solarni sistem za svoj projekt hladilne shrambe. Ima inverter Deye in potrebuje, da od nas kupi vetrno turbine ter njeno krmilno enoto, ki ju nato poveže z inverterjem. Rešitev, ki smo jo predlagali na podlagi dejanskih pogojev njegove namestitve, je vetrna turbina 240 V in ustrezna krmilna enota. Drugi dobavitelji pa so predlagali uporabo vetrne turbine 380 V. Stranka se je zato dvomila pri izbiri napetosti.

Tehnično gledano naj bi bila napetost za 5 kW generator vetrovne turbine naj bodo 240 V, kar je bolj smiselno kot 380 V.

1. Učinkovitost MPPT in dinamično usklajevanje: zaklepanje »optimalne točke«

Delovni razpon MPPT vgrajenega pretvornika Deye 5 kW je 150 V – 425 V (omejitev strojne opreme je 500 V). Če je napetost vetrenice nastavljena na 240 V, zna pri nazivni hitrosti izhodna izravnana enosmerna napetost pretvornika znašati približno 240 V – 320 V. Ta razpon napetosti se natančno ujema z »optimalno delovno točko« pretvornika (tj. najučinkovitejšim delom krivulje), kar zagotavlja sledenje največji moči pri 80 % običajnih vetrovnih razmerah.

Vendar pa, če je generator vetrovne turbine napetost 380 V, bo pri nazivni hitrosti vetra ali močnih sunkih vetra zelo verjetno presegla 425 V. V tem primeru funkcija sledenja največji moči (MPPT) pretvornika odpove in omeji izhodno moč. Če napetost naraste do meje strojne opreme (500 V), se takoj aktivira zaščita pred prekomerno napetostjo (OVP) in pretvornik se izklopi ali pa pride do trajne škode na notranjih komponentah IGBT. Zato rešitev z napetostjo 380 V skoraj nič ne pusti prostora za napako.

2. Učinkovit čas proizvodnje električne energije: praga za zagon pri 150 V

Filipini imajo tipično otoksko podnebje in zmogljivost vetrnic za proizvodnjo električne energije v veliki meri odvisna od »časa zagona« pri zmernih do nizkih hitrostih vetra.

Ko je napetost vetrna turbina 240 V, ustreza zagonski napetosti Deye 150 V. Zato se lahko zagon izvede že pri nižjih hitrostih vetra in nato začne oskrbovati omrežje z električno energijo. Tako se dnevni učinkovit čas proizvodnje električne energije v primerjavi s sistemom 380 V poveča za 15 %–20 %.

Čeprav konkurenti trdijo, da so njihove izgube na vodilih nižje, vetrnice 380 V dlje časa dosežejo nazivno napetost pri nizkih hitrostih vetra. Še pomembneje je, da je njihov napetostni razpon ožji, kar lahko povzroči, da se PWM krmilnik pogosto sproži z ukazom »odstrani obremenitev« (zavora), kar prekine proizvodnjo energije in povzroči nepotrebno mehansko obrabo.

3. Konstrukcijska stabilnost – glavno vprašanje za projekte hladilnih shramb

Smo profesionalni ponudnik prilagojenih rešitev za obnovljive vire energije. Preden zasnujemo rešitev za naše stranke, običajno temeljito razumemo ozadje projekta in dejanske potrebe strank. Za ta projekt hladilne shrambe smo za zagotavljanje dolgoročnega stabilnega delovanja najprej upoštevali združljivost napetosti vetrenjače in inverterja stranke. Zato je najprimernejša rešitev uporaba vetrenjače z izhodno napetostjo 240 V skupaj s primernim regulatorjem kot dodatnega napajalnega sistema.

Ta rešitev v celoti upošteva dolgoročno stabilnost celotnega električnega sistema. Omogoča dovolj velik »varnostni zračni prostor« za PWM razvezani krmilnik obremenitve (zato je mogoče zavoro nastaviti na 420 V), kar zagotavlja, da sistem v močnih vetrnih razmerah lahko gladko sprosti presežno energijo prek upornikov namesto, da bi prisilil inverter, da vstopi v varnostno stanje »izklopa«. Z dodajanjem 240 V 5 kW vetrne turbine lahko celoten fotovoltaični in vetrni dopolnjujoči sistem neprekinjeno in stabilno oskrbuje hladilno shrambo z električno energijo.

Tekmovalec pa je napetost vetrne turbine nastavil na 380 V, kar se osredotoča le na teoretične izgube v vodnikih in prezira združljivost z MPPT-parametri inverterja. Zato ni v stanju zagotoviti stabilne oskrbe z električno energijo za hladilno shrambo stranke.

Nazadnje bi radi poudarili, da za opremo za proizvodnjo električne energije potrebujemo specializirana znanja in veščine. Ustrezno bomo uravnotežili učinkovitost in varnost proizvodnje električne energije ter svojim strankam ponudili najiskrenejše nasvete.