מה תפקידם של ממירים פוטו-וולטאיים? תפקידו של הממיר במערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית

עקרון ייצור החשמל הפוטו-וולטאית הסולארית הוא טכנולוגיה הממירה ישירות אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית באמצעות ניצול האפקט הפוטו-וולטאי של ממשק המוליך למחצה. המרכיב המרכזי בטכנולוגיה זו הוא התא הסולארי. התאים הסולאריים ארוזים ומוגנים בטור ליצירת מודול תא סולארי בעל שטח גדול ולאחר מכן משולבים עם בקר צריכת חשמל או דומה ליצירת התקן לייצור חשמל פוטו-וולטאי. התהליך כולו נקרא מערכת לייצור חשמל פוטו-וולטאית. מערכת לייצור חשמל פוטו-וולטאית מורכבת ממערכי תאים סולאריים, חבילות סוללות, בקרי טעינה ופריקה, ממירים פוטו-וולטאיים סולאריים, קופסאות קומבינציה וציוד אחר.

למה להשתמש בממיר במערכת לייצור חשמל סולארית פוטו-וולטאית?

ממיר הוא מכשיר הממיר זרם ישר לזרם חילופין. תאים סולאריים ייצרו מתח ישר באור שמש, וגם מתח הישר המאוחסן בסוללה הוא מתח ישר. עם זאת, למערכת אספקת החשמל הישר יש מגבלות גדולות. עומסי AC כגון מנורות פלורסנט, טלוויזיות, מקררים ומאווררים חשמליים בחיי היומיום אינם יכולים להיות מופעלים על ידי מתח ישר. כדי שייצור חשמל פוטו-וולטאי יהיה בשימוש נרחב בחיי היומיום שלנו, ממירים שיכולים להמיר זרם ישר לזרם חילופין הם הכרחיים.

כחלק חשוב בייצור חשמל פוטו-וולטאי, ממיר פוטו-וולטאי משמש בעיקר להמרת זרם ישר הנוצר על ידי מודולים פוטו-וולטאיים לזרם חילופין. לממיר יש לא רק פונקציית המרת DC-AC, אלא גם פונקציית מקסום ביצועי התא הסולארי ופונקציית הגנה מפני תקלות מערכת. להלן מבוא קצר לפונקציות הפעולה והכיבוי האוטומטיות של הממיר הפוטו-וולטאי ולפונקציית בקרת מעקב ההספק המרבי.

1. פונקציית בקרת מעקב אחר הספק מרבי

תפוקת מודול התא הסולארי משתנה בהתאם לעוצמת קרינת השמש ולטמפרטורת מודול התא הסולארי עצמו (טמפרטורת השבב). בנוסף, מכיוון שלמודול התא הסולארי יש את המאפיין שהמתח יורד ככל שהזרם עולה, קיימת נקודת פעולה אופטימלית בה ניתן להשיג את ההספק המרבי. עוצמת קרינת השמש משתנה, וברור שגם נקודת העבודה האופטימלית משתנה. יחסית לשינויים אלה, נקודת הפעולה של מודול התא הסולארי היא תמיד בנקודת ההספק המרבית, והמערכת תמיד מקבלת את תפוקת ההספק המרבית ממודול התא הסולארי. בקרה זו היא בקרת מעקב אחר ההספק המרבי. התכונה הגדולה ביותר של ממירים למערכות אנרגיה סולארית היא שהם כוללים את הפונקציה של מעקב אחר נקודות הספק מרביות (MPPT).

2. פעולה אוטומטית ופונקציית עצירה

לאחר הזריחה בבוקר, עוצמת קרינת השמש עולה בהדרגה, וגם תפוקת התא הסולארי עולה. כאשר מגיעים להספק המוצא הנדרש על ידי הממיר, הממיר מתחיל לפעול באופן אוטומטי. לאחר כניסתו לפעולה, הממיר יעקוב אחר תפוקת מודול התא הסולארי כל הזמן. כל עוד הספק המוצא של מודול התא הסולארי גדול מהספק המוצא הנדרש לעבודת הממיר, הממיר ימשיך לפעול; הוא יפסיק לפעול עד השקיעה, גם אם מעונן וגשום. הממיר יכול גם לפעול. כאשר תפוקת מודול התא הסולארי קטנה יותר ופלט הממיר קרוב ל-0, הממיר ייכנס למצב המתנה.

בנוסף לשתי הפונקציות שתוארו לעיל, לממיר הפוטו-וולטאי יש גם פונקציית מניעת פעולה עצמאית (עבור מערכת המחוברת לרשת), פונקציית כוונון מתח אוטומטי (עבור מערכת המחוברת לרשת), פונקציית גילוי זרם ישר (עבור מערכת המחוברת לרשת), ופונקציית גילוי הארקה של זרם ישר (עבור מערכות המחוברות לרשת) ופונקציות נוספות. במערכת לייצור אנרגיה סולארית, יעילות הממיר היא גורם חשוב הקובע את קיבולת התא הסולארי ואת קיבולת הסוללה.