Խելացի PV վահանակի միացման տուփը լուծում է երեք հիմնական խնդիր, որոնք պատուհասում են ՖՎ արդյունաբերությանը

Վերջին 10 տարիների ընթացքում ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության արտադրանքը ավելի ու ավելի տարածված է դարձել ամբողջ աշխարհում, և նորարարությունները ֆոտոգալվանային արդյունաբերության շուրջ անվերջ ի հայտ են գալիս:Այս նորարարական միջոցառումները նպաստել են ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության համակարգերի արդյունավետության շարունակական բարելավմանը, ծախսերի նվազմանը և ֆոտոգալվանային համակարգը դարձնում ավելի հիմնավորված և ավելի մոտ բնակիչների կյանքին:

Այս նորարարական միջոցառումների շարքում ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրության համակարգերի խելացի գիտահետազոտական ​​և զարգացումը դարձել է համաշխարհային տեխնոլոգիական նորարարության հիմնական մտահոգություններից մեկը:Որոշ առաջադեմ ֆոտովոլտային ընկերություններ և հետազոտական ​​հաստատություններ օգտագործում են ինտերնետ տեխնոլոգիա, սենսորային տեխնոլոգիա, մեծ տվյալների վերլուծություն և այլն՝ մեկուսացված ֆոտոգալվանային էլեկտրակայանների համակարգերը փոխկապակցելու համար՝ օգնելու ներդրողներին ավելի հարմար ամենօրյա անվտանգության պահպանման և ներդրումային եկամուտների վերլուծության որոշումներ կայացնել:

Ձևավորելով արևային էներգիայի համակարգի առանցքը՝ արևային մարտկոցները, այն կրում է լույս ստանալու և լույսի էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու հիմնական դերը:Այնուամենայնիվ, տարիների ընթացքում այսպես կոչված խելացի ֆոտոգալվանային էլեկտրակայանների մեծ մասը, որոնք պնդում էին, որ տեղադրել են խելացի կառավարման հարթակ, դեռևս չեն տեսել «հետախուզության» որևէ հետք էլեկտրաէներգիայի արտադրության հիմնական մոդուլների (վահանակների) հիմնական մակարդակում:Արեգակնային մարտկոցները պարզապես միացվում են տեղադրողի կողմից՝ շարան կազմելու համար, և մի քանի լարեր միացված են՝ ձևավորելու ֆոտոգալվանային զանգված, որը վերջապես ձևավորում է էլեկտրակայանների համակարգ:

Այսպիսով, այս պայմանավորվածության հետ կապված որևէ խնդիր կա՞:

Նախ, յուրաքանչյուր ֆոտոգալվանային վահանակի լարումը բարձր չէ, ընդամենը մի քանի տասնյակ վոլտ է, բայց սերիական լարումը հասնում է մոտ 1000 Վ-ի:Երբ էլեկտրաէներգիայի արտադրության համակարգը բախվում է հրդեհի, նույնիսկ եթե հրշեջները կարող են անջատել հիմնական շղթայի վերադարձի միացման անջատիչը, ամբողջ համակարգը դեռ շատ վտանգավոր է, քանի որ վերադարձի շղթայում միայն հոսանքն է անջատված:Քանի որ արևային մարտկոցները միմյանց հետ կապված են միակցիչներով, համակարգի լարումը դեպի գետնին դեռևս 1000 Վ է:Երբ անփորձ հրշեջները հայտնվում են բարձր ճնշման ջրային ատրճանակներով, որպեսզի ջուր ցողեն այս 1000 Վ էլեկտրաէներգիայի արտադրության տախտակների վրա, քանի որ ջուրը հաղորդիչ է, լարման հսկայական տարբերությունը ուղղակիորեն բեռնվում է հրշեջների վրա ջրի սյունակի միջոցով, և աղետ է տեղի ունենում:

Երկրորդ, յուրաքանչյուր ֆոտովոլտային վահանակի ելքային բնութագրերը անհամապատասխան են, ինչպիսիք են հոսանքը, լարումը և օպտիմալ աշխատանքային կետը:Դրսում ֆոտոգալվանային համակարգերի երկարաժամկետ օգտագործման և բնական ծերացման դեպքում այս անհամապատասխանությունը ավելի ու ավելի ակնհայտ կդառնա:Տանդեմ էներգիայի արտադրության բնութագրերը համապատասխանում են «տակառային էֆեկտին»:Այլ կերպ ասած, արևային մարտկոցների շարքի ընդհանուր էներգիայի արտադրությունը ավելի շատ կախված է լարային ամենաթույլ վահանակի ելքային բնութագրերից:

Երրորդ, արևային մարտկոցներն ամենից շատ վախենում են ստվերից (խցանման գործոնները հաճախ ծառերի ստվերն են, թռչունների կեղտը, փոշին, ծխնելույզները, օտար առարկաները և այլն), ուստի դրանք սովորաբար տեղադրվում են արևոտ վայրերում, բայց տանիքի բաշխված էլեկտրաէներգիայի արտադրության համակարգերում: Որպեսզի հաշվի առնեն տան և բակի շենքի ընդհանուր կառուցվածքի գեղեցկությունն ու համակարգումը, սեփականատերերը հաճախ մարտկոցների վահանակները հավասարաչափ տարածում են ամբողջ տանիքի վրա:Չնայած այս տանիքների որոշ հատվածներ կարող են առաջացնել ստվերային խցանումներ, երբեմն սեփականատերերը լիովին չեն հասկանում էլեկտրական վահանակների վրա ստվերային փակման լուրջ ազդեցությունն ու վնասը:Քանի որ մարտկոցի վահանակը ստվերում է ստվերներով, վահանակի հետևում գտնվող ՖՎ վահանակի միացման վանդակում շրջանցման պաշտպանության տարրը (սովորաբար դիոդ) կներկայացվի, և մարտկոցի լարում մինչև մոտ 9 Ա հաստատուն հոսանքը ակնթարթորեն կբեռնվի շրջանցման վրա: սարքը, որը պատրաստում է ՖՎ-ի միացման տուփը Սրահում կլինի 100 աստիճանից բարձր ջերմաստիճան:Այս բարձր ջերմաստիճանը կարճ ժամանակում քիչ ազդեցություն կունենա մարտկոցի և միացման տուփի վրա, բայց եթե ստվերային էֆեկտը չվերանա և երկար ժամանակ գոյություն ունենա, դա լրջորեն կազդի միացման տուփի և մարտկոցի տախտակի ծառայության ժամկետի վրա: .

Ավելին, որոշ ստվերներ պատկանում են բարձր հաճախականությամբ կրկնվող պաշտպանիչ ծածկույթին (օրինակ՝ տան ֆոտոգալվանային տանիքի դիմացի ճյուղերը քամուց բազմիցս կփակեն մարտկոցի վահանակը: Այս բարձր հաճախականությամբ փոփոխվող պաշտպանությունը շրջանցող սարքը դարձնում է ցիկլով. անջատում – անցում – անջատում):Դիոդը միացված է և ջեռուցվում է բարձր հզորության հոսանքի միջոցով, այնուհետև շեղումը ակնթարթորեն շրջվում է՝ հոսանքը չեղարկելու և հակադարձ լարումը մեծացնելու համար:Այս կրկնվող ցիկլում դիոդի ծառայության ժամկետը զգալիորեն կրճատվում է:Հենց որ PV վահանակի միացման տուփի դիոդը այրվի, ամբողջ արևային մարտկոցի համակարգի ելքը կխափանվի:

Այսպիսով, կա՞ լուծում, որը կարող է միաժամանակ լուծել վերը նշված երեք խնդիրները։Ինժեներները հորինել ենխելացի PV միացման տուփտարիների քրտնաջան աշխատանքից և պրակտիկայից հետո:

Այս Slocable PV միացման տուփը օգտագործում է հատուկ DC ֆոտոգալվանային էներգիայի կառավարման չիպ՝ նախագծման և կառուցման կառավարման միացման տախտակ, որը կարող է ուղղակիորեն տեղադրվել ֆոտոգալվանային միացման տուփում:Արևային մարտկոցների արտադրողների տեղադրումը հեշտացնելու համար դիզայնը վերապահել է չորս ավտոբուսային լարերի վարդակներ, որպեսզի միացման տուփը հեշտությամբ միացվի արևային մարտկոցին, իսկ ելքըմալուխներևմիակցիչներնախապես տեղադրված են գործարանից դուրս գալուց առաջ։Այս միացման տուփը ներկայումս ֆոտովոլտային արդյունաբերության մեջ ամենահարմար ՖՎ խելացի միացման տուփն է տեղադրման և պահպանման համար:Այն հիմնականում լուծում է վերը նշված երեք հիմնական խնդիրները, որոնք պատուհասում են ֆոտոգալվանային արդյունաբերությանը:Այն ունի հետևյալ գործառույթները.

1) MPPT ֆունկցիա. Ծրագրային ապահովման և ապարատային համագործակցության միջոցով յուրաքանչյուր վահանակ հագեցած է առավելագույն հզորության հետագծման տեխնոլոգիայով և կառավարման սարքերով:Այս տեխնոլոգիան կարող է առավելագույնի հասցնել էլեկտրաէներգիայի արտադրության արդյունավետության նվազումը, որն առաջանում է վահանակի տարբեր բնութագրերի պատճառով, և նվազեցնել «տակառի ազդեցության» ազդեցությունը էլեկտրակայանի արդյունավետության վրա կարող է զգալիորեն բարելավել էլեկտրակայանի էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը:Փորձարկման արդյունքներով համակարգի էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը կարող է աճել նույնիսկ 47,5%-ով, ինչը մեծացնում է ներդրումների եկամուտը և զգալիորեն կրճատում ներդրումների վերադարձման ժամկետը։

2) Խելացի անջատման ֆունկցիա աննորմալ պայմանների դեպքում, ինչպիսին է հրդեհը. Հրդեհի դեպքում ՖՎ վահանակի միացման տուփի և ապարատային սխեմայի ներկառուցված ծրագրային ալգորիթմը կարող է որոշել, թե արդյոք աննորմալությունը տեղի է ունեցել 10 միլիվայրկյանում և ակտիվորեն անջատվել: կապը յուրաքանչյուր մարտկոցի վահանակի միջև:Հրշեջների անվտանգությունն ապահովելու համար 1000 Վ-ի լարումը նվազեցվում է մինչև մարդու մարմնի համար ընդունելի լարման շուրջ 40 Վ-ի:

3) ավանդական Schottky դիոդի փոխարեն օգտագործվում է MOSFET թրիստորային ինտեգրված կառավարման տեխնոլոգիա:Երբ ստվերն արգելափակված է, MOSFET-ի շրջանցման հոսանքը կարող է անմիջապես գործարկվել՝ մարտկոցի վահանակի անվտանգությունը պաշտպանելու համար:Միևնույն ժամանակ, MOSFET-ի եզակի ցածր VF բնութագրերի պատճառով, ընդհանուր միացման տուփում առաջացած ջերմությունը սովորական միացման տուփի ջերմության միայն մեկ տասներորդն է:Այս տեխնոլոգիան մեծապես Ֆոտովոլտային միացման տուփի ծառայության ժամկետը երկարացվում է, և արևային մարտկոցի ծառայության ժամկետը ավելի լավ է երաշխավորված:

Ներկայումս խելացի ՖՎ միացման տուփերի տեխնիկական լուծումները մեկը մյուսի հետևից են առաջանում՝ հիմնականում ֆոտոգալվանային լարային էներգիայի արտադրության արդյունավետության օպտիմալացման և բարելավման և ֆոտոգալվանային համակարգի հրդեհային արձագանքման մեխանիզմների բարելավման, ինչպիսիք են անջատման գործառույթները:

«Խելացի ՖՎ միացման տուփի» մշակումը և նախագծումը պարտադիր չէ, որ բարդ և խորը աշխատանք լինի:Այնուամենայնիվ, ինչպե՞ս կարող է խելացի միացման տուփը իրականում հանդիպել ֆոտոգալվանային շուկայի ցավոտ կետերին և դժվարություններին:Անհրաժեշտ է գտնել լավագույն հավասարակշռությունը միացման տուփի էլեկտրական ֆունկցիայի, էլեկտրոնային սարքերի ծառայության ժամկետի, խելացի միացման տուփի արժեքի և ներդրումային եկամուտների առումով:Ենթադրվում է, որ առաջիկա մի քանի տարիների ընթացքում խելացի ՖՎ-ի միացման տուփը ավելի շատ կիրառումներ կունենա ֆոտոգալվանային համակարգում և ավելի մեծ արժեք կստեղծի ներդրողների համար: