Hoe werkt een omvormer voor zonne-energie?

Met de snel toegenomen interesse in hernieuwbare energiebronnen over de hele wereld, is de interesse in zonnestelsels ook enorm gestegenHet vermogen van de zon om een ​​heel huis van stroom te voorzien is een enorm voordeel voor de bescherming van het milieu (denk aan alle bespaarde elektriciteit!)

Zonne-energie gebruikt zonlicht om veilige en stabiele elektriciteit te producerenAls fotovoltaïsche panelen alleen werken en de kinetische energie van de zon niet kunnen omzetten in bruikbare stroom, is dit de taak van een omvormer

In een huishoudelijk zonne-energiesysteem is een omvormer een doos ter grootte van een koffer die discreet dicht bij de zonnepanelen wordt geïnstalleerdZe genereren gelijkstroom (DC) die, wanneer ze door de omvormer gaan, worden omgezet in wisselstroom (AC), dit is het type elektriciteit dat nodig is om elektronische apparaten van stroom te voorzien In deze blog leer je meer over hoe een omvormer voor zonne-energie werkt

Wat is zonne-energie

Zonnepanelen

Fotovoltaïsche cellen ingeklemd tussen lagen halfgeleidende materialen zoals siliconen, en ingekapseld in een polymeer frame met een glazen oppervlak, dit creëert een zonnepaneelMaar als het om zonnestelsels gaat, weet u eigenlijk waaruit het zonnestelsel bestaat en hoe het werkt? Zonnesystemen bestaan ​​uit zonnepanelen (of fotovoltaïsche (PV) panelen), een omvormer (super belangrijk) verbindingsdraden en een rek om alles op zijn plaats te houden Ze kunnen ook een batterij bevatten en laadregelaar, afhankelijk van het systeem en een elektriciteitsmeter, en het aantal en type panelen voor elk systeem is afhankelijk van de benodigde energieopbrengst

Zonnepanelen moeten onder de ideale hoek worden geïnstalleerd om zoveel mogelijk zonlicht op te vangen

Fotonen in zonlicht activeren de verschillende elektronische eigenschappen van de laag, waardoor een elektronisch veld ontstaatDit wordt het foto-elektrisch effect genoemd en produceert de benodigde stroom om elektriciteit op te wekken

Om dit vermogen bruikbaar te maken, moet het eerst door de omvormer voor zonne-energie gaanDe stroom komt binnen als gelijkstroom en gaat weg als wisselstroom, voor gebruik in huishoudelijke of zakelijke apparaten, of voor levering aan het elektriciteitsnet

Wat is een omvormer voor zonne-energie?

De omvormer voor zonne-energie is een van de meest cruciale onderdelen van een zonne-energiesysteemZonne-omvormers zetten de energie-output van zonnepanelen om in een bruikbare elektriciteitsvorm, deze kan worden gebruikt in uw huis of op het werk

Hoe werkt een omvormer voor zonne-energie?

Inverter voor residentiële zonne-energie

Zonne-omvormers gebruiken een systeem van halfgeleiders genaamd IGBT - Insulated Gate Bipolar TransistorsHet zijn solid-state apparaten die, wanneer ze zijn aangesloten in de vorm van een H-brug, oscilleren en gelijkstroom omzetten in wisselstroomMet andere woorden, omvormers voor zonne-energie werken door de variabele gelijkstroom of DC-output van uw zonnepanelen op te nemen en om te zetten in wisselende 120V- of 240V-stromen of AC-outputApparaten in uw huis werken op wisselstroom, niet op gelijkstroom. Daarom moet de omvormer voor zonne-energie de gelijkstroomoutput wijzigen die door uw zonnepanelen wordt verzameld

Om wat technischer te zijn: de zon schijnt op het zonnepaneel (of fotovoltaïsche (PV) cellen), dat is gemaakt van halfgeleiderlagen van kristallijn silicium of galliumarsenideDeze lagen zijn een combinatie van positieve en negatieve lagen, die zijn verbonden door een knooppuntAls de zon schijnt, absorberen de halfgeleiderlagen het licht en leveren de energie aan de PV-celDeze energie loopt rond en stoten elektronen verliezen, en ze bewegen tussen de positieve en negatieve lagen, waardoor een elektrische stroom ontstaat die bekend staat als gelijkstroom (DC)Zodra deze energie is opgewekt, wordt deze ofwel opgeslagen in de batterij voor later gebruik of rechtstreeks geleverd aan een omvormer (dit hangt af van het type systeem dat u heeft )

Extra transformatoren maken het mogelijk om stroom van en naar het net te transporteren

Als uw zonnepanelen meer stroom opwekken dan uw huishouden nodig heeft, gaat het overtollige naar het elektriciteitsnetOmgekeerd, als uw zonnestelsel niet genoeg stroom opwekt, kan het worden bijgevuld vanaf het netU kunt de hele nacht genieten van een ononderbroken, consistente toevoer van het elektriciteitsnet

Energieproductie in het zonnestelsel

Wanneer de zonne-energie aan de omvormer wordt geleverd, is deze in DC-formaat, maar uw huis heeft AC-elektriciteit nodigDe omvormer grijpt de zonne-energie en voert deze door een transformator, die vervolgens een AC-output uitspuugtIn wezen bedriegt de omvormer de transformator door hem te laten denken dat de gelijkstroom eigenlijk wisselstroom is door de transformator te dwingen zich op een manier als wisselstroom te gedragen - de omvormer laat de gelijkstroom door twee of meer transistors lopen die met supersnelle snelheden in- en uitschakelen en er twee van stroom voorzien. verschillende zijden van de transformator

Soorten omvormers voor zonne-energie

Er zijn zes hoofdtypen omvormers beschikbaar: stringomvormers, string-geoptimaliseerde omvormers, micro-omvormers, batterijomvormers, centrale omvormers en hybride omvormers

Ze voeren allemaal dezelfde taak uit, gelijkstroom omzetten in wisselstroom, maar hun efficiëntie en prijskaartje variëren

1String-omvormers

Omvormers hebben meestal een of twee ingangen, bekend als MPPT, Maximum Power Point Tracker

Elke rij zonnepanelen wordt aangesloten via een onafhankelijke reeks voordat ze zich bij de MPPT voegenDe stroom loopt continu door de strings van de PV-modules

De uitvoer van de hele keten wordt verstoord als een individueel paneel wordt beïnvloed door schaduw of vogelpoep

Ter illustratie: stel je voor dat je op een tuinslang stapt, de waterstroom stopt niet alleen in het gebied waar je loopt, maar de stroming langs de hele buis wordt beïnvloed

Stringomvormersystemen zijn efficiënt, maar worden niet aanbevolen in gebieden die vaak in de schaduw staan ​​van bomen, stroomkabels, enz

Stringomvormers zijn de meest voorkomende omvormeroptie voor residentieel gebruik en er is meestal één stringomvormer per zonne-installatieZe worden dus string-omvormers genoemd omdat een reeks zonnepanelen is aangesloten op omvormers

2String-geoptimaliseerde omvormers

De geoptimaliseerde omvormer werkt op dezelfde manier als stringomvormersElk paneel heeft echter een heel kleine optimizer aan de achterkant

Het maakt de panelen elektrisch onafhankelijk van elkaar, dus als een unit uitvalt, wordt de efficiëntie van de rest van het systeem niet onderbroken

Voor Solar Edge geoptimaliseerde omvormers bieden een bijna ongeëvenaard monitoringsysteem, waardoor eigenaren te allen tijde volledig op de hoogte zijn van de productiviteit en het verbruik

3Micro-omvormers

Zoals de naam al doet vermoeden, zijn micro-omvormers kleine apparaten die aan de achterkant van elk individueel zonnepaneel worden bevestigdDe gelijkstroom (DC) wordt bij het zonnepaneel omgezet, wat resulteert in een aanzienlijk hoger rendementHoewel micro-omvormers de duurste optie zijn, genereren ze doorgaans tot 15% meer vermogen dan stringsystemen

Micro-omvormers kunnen elk zonnepaneel afzonderlijk optimaliseren, wat meer energie levert, vooral in schaduwrijke omstandigheden

Ze hebben geen bewegende delen, maar ze zijn gevuld met polymeren, waardoor ze compact en duurzaam zijnHun levensverwachting is 20+ jaar, ze gaan net zo lang mee als uw zonnepaneel maximaal rendement levert

Micro-omvormers zijn eersteklas systemen die een superieure bewakingskwaliteit biedenEigenaren hebben de mogelijkheid om het systeem in zijn geheel of elk paneel afzonderlijk te monitoren als ze hun elektriciteitsproductie of verbruiksstatistieken bij willen houden

4Batterij-omvormers

Batterij-omvormers zijn de beste optie als u achteraf een batterij in uw zonnestelsel moet plaatsen, of als u uw batterij gescheiden wilt houden van zonnepanelen en door een andere omvormer wilt laten lopenEen batterij-omvormer zet uw batterijstroom om in wisselstroom en levert deze waar mogelijk aan uw schakelbord (in plaats van netstroom).

5Centrale omvormers

Centrale omvormers zijn enorm en worden over het algemeen gebruikt voor systemen die honderden kilowatts (of soms zelfs megawatts) aan volume nodig hebbenZe zijn niet voor huishoudelijk gebruik en lijken op een grote metalen kast, waarbij elke kast ongeveer 500 kW aan vermogen kan verwerkenZe worden meestal commercieel gebruikt voor grootschalige installaties of zonneparken op utiliteitsschaal

6Hybride omvormers

Hybride omvormers, ook wel bekend als multi-mode omvormers, stellen u in staat om batterijen op het zonnestelsel aan te sluitenHet werkt samen met de aangesloten batterij via gelijkstroomkoppeling (wanneer zowel de zonne-energie als de batterij één omvormer gebruiken en de gelijkstroom van laadt het zonnepaneel de batterij op via een DC-lader) en zijn elektronica regelen het laden en ontladen van de batterij

Het verschil tussen gelijkstroom en wisselstroom

Inverterproces voor zonne-energie

Alle commerciële elektronische en grote huishoudelijke apparaten gebruiken wisselstroom, wisselstroom

Het is de taak van de omvormer voor zonne-energie om gelijkstroom uit zonlicht om te zetten in wisselstroom

DC – Gelijkstroom

De stroom die in één richting stroomt, is gelijkstroom (DC) en is het type stroom dat wordt geleverd door zonnecellen en batterijen

Bijvoorbeeld:

Een zaklamp bevat een continue elektrische lus, een elektrisch circuit genaamd, dat de versterker, batterij en schakelaar met elkaar verbindtElektrische energie wordt systematisch geleverd van de lamp naar de batterij totdat de energie op is

Dit is een typisch voorbeeld van een elektronisch apparaat dat DC gebruikt; mobiele telefoons en laptops zijn anderen

De gelijkstroom wordt weergegeven als een rechte lijn op het scherm van de oscilloscoop

AC – Wisselstroom

De stroom die voortdurend van richting verandert, is wisselstroom (AC) en is het type stroombron dat wordt gebruikt door alle commerciële en huishoudelijke apparaten

Het heeft een frequentie van 50-60Hz (Hertz), wat gelijk is aan het aantal keren dat de stroom per seconde van richting verandert

Bijvoorbeeld:

Een kabel die van een stopcontact naar lampen loopt, zit boordevol elektronen - je vraagt ​​je misschien af ​​hoe ze ooit de lamp van stroom kunnen voorzien als ze voor altijd van richting veranderen

Wanneer de stroom is ingeschakeld, trilt elk elektron snel heen en weer, waarbij elektrische energie wordt omgezet in warmte-energieDeze handeling zorgt ervoor dat de gloeidraad opwarmt en de lamp gaat gloeien

In tegenstelling tot gelijkstroom hoeven de elektronen geen energie over te dragen in een continu circuit. Ze presteren door op en neer te springen op dezelfde plek

Wat is een MPPT?

De Maximum Power Point Tracker is het ingangskanaal dat op de stringomvormer wordt gevondenHet doel is om de beschikbare kinetische energie van de zonnepanelenreeks tijdens gebruik te maximaliseren

Omvormers zonder MPPT lijden als het zonlicht en de celtemperatuur niet optimaal zijn, waardoor de hoeveelheid opgewekte energie wordt beïnvloed

De MPPT houdt stroom en spanning nauwlettend in de gaten, waardoor de omvormer te allen tijde op het hoogste niveau moet werken, waardoor de energieopbrengst toeneemt

Enkele en dubbele MPPT-omvormers zijn beschikbaar; de laatste biedt meer flexibiliteit bij het systeemontwerp en een grotere energieopbrengst

De meeste systemen hebben slechts één omvormer nodig; grote industriële systemen hebben er meerdere in dienst

Voor optimale prestaties stemt u het maximale uitgangsvermogen van de omvormer af op het verwachte uitgangsvermogen van de array

Wat maakt een goede omvormer voor zonne-energie?

Als u de vele verschillende merken, typen en maten omvormers overweegt, zijn er een paar dingen waar u op kunt letten als het gaat om goede omvormers voor zonne-energieDeze omvatten:

Is de omvormer voor zonne-energie CEC goedgekeurd?

De Clean Energy Regulator heeft een lijst met CEC-goedgekeurde omvormers die super belangrijk is om te bekijkenCEC-goedgekeurd zijn betekent dat het geschikt en goedgekeurd is en van goede kwaliteit is

Welk formaat omvormer voor zonne-energie is het beste?

Dit is een vraag die veel mensen in de war brachtVoor de beste verduidelijking die we kunnen geven, is het het beste om een ​​omvormer te kopen die het maximale vermogen aankan dat een zonne-energiesysteem kan producerenAls u bijvoorbeeld een zonne-energiesysteem van 3 kW nodig heeft, heeft u panelen van 3 kW en een omvormer voor zonne-energie van 3 kW nodigZorg ervoor dat het vermogen van uw omvormer in kilowatt gelijk is aan of groter is dan het vermogen van de zonnepanelen

Is de omvormer voor zonne-energie weerbestendig?

Dit is een belangrijke vraag waarmee u rekening moet houden wanneer u kijkt naar waar uw omvormer zich zal bevindenAls het weerbestendig is, biedt dit je natuurlijk wat meer flexibiliteit als het gaat om plaatsing, maar als dat niet het geval is, moet je misschien overwegen om een ​​weerbestendige kooi te kopen ter bescherming.Dat wil zeggen, hoe beter uw omvormer voor zonne-energie is beschermd, hoe langer hij meegaat en hoe beter hij zal presterenBekijk de specificaties van de omvormers voor zonne-energie waarin u geïnteresseerd bent en de plaats waar u de omvormer voor zonne-energie wilt installeren

Het scherm van de omvormer voor zonne-energie

Bekijk het scherm van de omvormer voor zonne-energie en kijk hoeveel informatie er beschikbaar is om direct op de omvormer te bekijken, of dat er een optie voor bewaking op afstand is (bijvoorbeeld vanaf een console in uw huis)Een deel van de informatie die op het display kan staan, bevat iets hieronder

Hoeveel uur heeft uw systeem elektriciteit geproduceerd?

Het aantal kilowatt (kW) dat uw systeem momenteel genereert

De hoeveelheid energie (kilowattuur) die het systeem dagelijks produceert

De hoeveelheid elektriciteit (kilowattuur) die uw systeem heeft gegenereerd sinds de installatie

Er zijn zelfs externe opties voor uw mobiele apparaten of computers, dus het is afhankelijk van uw budget en uw eisen als het om het beeldscherm gaat

Zorg ervoor dat u de classificatie van omvormers voor zonne-energie zorgvuldig leest - ze zijn geclassificeerd in termen van DC-invoer en AC-uitvoer, dus zorg ervoor dat u een systeem selecteert dat aan uw behoeften voldoet

Garantie omvormer voor zonne-energie

De meeste netgekoppelde omvormers gaan gewoonlijk ongeveer 10-20 jaar mee, realistisch gezien zouden ze allemaal minimaal 10 jaar moeten meegaanHet is afhankelijk van de omvormer, garanties duren meestal ongeveer 5-12 jaar met een verlengingsoptie tegen een meerprijsBekijk de omvormer die u wilt kopen en de kenmerken ervan, en weeg de behoefte aan een langere garantie af dan wat wordt aangeboden - onthoud altijd dat hoe langer de garantie op de omvormer is, hoe meer bescherming u heeft

Conclusie

 

Zonne-omvormers werken door laagspannings- en hoogstroomsignalen van PV-zonnepanelen te nemen en deze om te zetten in hoogspanningswisselstroom (AC)Het beste type omvormer is afhankelijk van uw beoogde toepassing, de grootte van de zonnepanelen en uw budgetWe raden aan te kiezen voor de beste omvormer die u zich kunt veroorloven, deze gaat net zo lang mee als uw systeem, heeft weinig of geen onderhoud nodig en verhoogt de potentiële energieopbrengst van uw zonnepanelen