Şebekeye bağlı evirici

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Güneş paneli için şebekeye bağlı evirici
Büyük güneş panelleri için trifaze şebekeye bağlı evirici

Bir şebekeye bağlı eviricidoğru akımı (DC)  60 Hz'de 120V RMS veya 50 Hz'de 240V RMS olmak üzere bir elektrik şebekesine enjekte etmek için uygun bir alternatif akıma (AC) dönüştürür. Şebekeye bağlı eviriciler, yerel elektrik güç jeneratörleri arasında kullanılır: Güneş paneli, rüzgar türbini, hidroelektrik ile şebeke arasında.[1]

Elektrik gücünü ızgaraya etkili ve güvenli bir şekilde enjekte etmek için şebekeye bağlı eviriciler, şebeke sinüs dalgası AC dalga formunun voltajını ve fazını doğru bir şekilde eşleştirmelidir.

Bazı elektrik şirketleri şebekeye enjekte edilen elektrik için ödeme yapacaktır.

Enjekte edilen güç için ödeme[değiştir | kaynağı değiştir]

Elektrik şirketleri, bazı ülkelerde elektrik şebekesine elektrik enjeksiyonu için ödeme yapar. Ödeme için çeşitli yollar düzenlenmiştir.

Net elektrik sayaçlamasıyla elektrik şirketi, müşterinin mülkünde ürettiği gücün, tükettiği güçten aşan kısmı için ödeme yapar. Mülkte üretilen gücün anlık olarak aşan kısmı şebekeye enjekte edilir. Örneğin, bir müşteri bir ayda 400 kilowatt saat tüketebilir ve aynı ayda şebekeye 500 kilovat saat güç verebilir. Bu durumda, elektrik şirketi şebekeye geri beslenen 100 kilovat saatin ücretini ödeyecektir. ABD'de net ölçüm politikaları yargı yetkisine göre değişir. 

Tarife garantisi, şebekeye elektrik enerjisi enjekte eden müşteriye ile bir dağıtım şirketi veya bir diğer yetkili elektrik kurumuyla ödeme için yapılan bir sözleşmedir. 

Birleşik Devletler'de, şebeke etkileşimli güç sistemleri, ayrıca şebeke etkileşimli eviriciler için sağlaması gereken şartlar Ulusal Elektrik Yasasında belirtilmiştir.

Operasyon[değiştir | kaynağı değiştir]

Şebekeye bağlı eviriciler, DC elektrik gücünü, elektrik şirketi şebekesine enjekte etmek için uygun AC güce dönüştürür. Şebekeye bağlı evirici (ŞBE) şebekenin fazı ile eşleşmeli ve çıkış voltajını şebeke geriliminden herhangi bir anda biraz daha yüksek tutmalıdır. Yüksek kaliteli, modern bir ŞBE, çıkış gerilimi ve akımı mükemmel dizilmiş ve faz açısı AC güç şebekesinin 1 derecesi dahilinde olduğu anlamına gelen sabit bir güç faktörüne sahiptir. Evirici, mevcut AC şebeke dalga şeklini algılayan ve şebekeyle uyumlu bir voltaj çıkışı sağlayan yerleşik bir bilgisayar içerir. Bununla birlikte, şebekeye reaktif güç sağlamak, yerel şebekedeki gerilimi izin verilen sınırlamaların içinde tutmak için gerekli olabilir. Aksi takdirde, yenilenebilir kaynaklardan önemli güç alan bir şebeke segmentinde, yüksek üretim zamanlarında, yani güneş panelleri ile öğle saatlerinde gerilim seviyeleri aşırı artabilir.

ŞBE'ler şebeke menfezi çökerse şebekeden hızlı bir şekilde ayrılmak üzere tasarlanmıştır. Bu, bir karartma durumunda şebeke bağlantısını kesen eviricinin, aktardığı enerjinin, şebekeyi sabitleştirmek üzere gönderilen hat işçilerine zarar vermesini önlemek için kapanmasını sağlayan bir NEC şartıdır[2].

Düzgün bir şekilde yapılandırılmış bir şebeye bağlı evirici, bir ev sahibinin geniş bir yeniden kablolama gerektirmeden veya piller olmadan güneş veya rüzgar enerjisi gibi alternatif bir elektrik üretim sistemi kullanmasını sağlar. Üretilen alternatif enerji yetersizse, açığı elektrik şebekesinden temin edecektir. 

Türleri[değiştir | kaynağı değiştir]

Transformatör kuplajlı bir şebekeye bağlı evirici SWEA 250W'ın içi

Şebekeye bağlı eviriciler, trafo kuplajlı geleneksel düşük frekans tipler, daha yeni yüksek frekanslı tipler ve trafosuz tipleri içerir. Doğru akımın doğrudan şebeke için AC'ye dönüştürülmesi yerine, yüksek frekans trafolu türler, gücü yüksek frekansa ve daha sonra da DC'ye ve daha sonra şebekeye uygun son AC çıkış voltajına dönüştürmek için bir bilgisayar süreci kullanır.[3]

Avrupa'da popüler olan trafosuz eviriciler, trafolu eviricilerden daha hafif, daha küçük ve daha etkilidir. Fakat transformatörsüz eviriciler, DC tarafı ve şebeke arasında galvanik izolasyona sahip olmayan transformatörsüz eviricilerin, arıza koşulları altında şebekeye tehlikeli DC voltajları ve akımları enjekte edebileceği endişeleri nedeniyle ABD pazarına girmesi yavaş olmuştur.[4]

Bununla birlikte, NFPA'nın NEC, 2005 yılından bu yana, tüm güneş enerjisi sistemlerinin negatif topraklı olması ve yeni güvenlik gereksinimlerinin belirtilmesi gereğini ortadan kaldırarak transformatörsüz ya da galvanik olarak izole edilmemiş eviriciler sağlar. VDE 0126-1-1 ve IEC 6210'daki değişiklikler, bu tür sistemler için gerekli tasarım ve prosedürleri tanımlar: öncelikli olarak yerden akım ölçümü ve DC-şebeke izolasyon testleri.

Veri sayfaları[değiştir | kaynağı değiştir]

Eviriciler için imalatçı veri sayfalarında genellikle aşağıdaki veriler bulunur:

  • Nominal çıktı gücü: Bu değer, watt veya kilovat cinsinden verilir. Bazı eviriciler, farklı çıkış voltajları için bir çıkış derecesi sağlayabilirler. Örneğin, evirici 240 VAC veya 208 VAC çıkış için yapılandırılabilirse, nominal güç çıkışı bu konfigürasyonların her biri için farklı olabilir. 
  • Çıkış voltajı (ları): Bu değer, eviricinin hangi kullanım voltajlarına bağlanabileceğini belirtir. Konut kullanımı için tasarlanmış daha küçük eviricler için çıkış gerilimi genellikle 240 VAC'dir. Ticari uygulamaları hedefleyen eviriciler 208, 240, 277, 400, 480 veya 600 VAC olarak sınıflandırılmış ve aynı zamanda üç fazlı güç üretebilir.
  • Tepe verimlilik: Tepe verimlilik, eviricinin elde edebileceği en yüksek verimliliği temsil eder. Temmuz 2009 itibarıyla pazardaki çoğu şebekeye bağlılar, %94'ün üstünde, bazıları %96'lık bir tepe verimlilik göstermektedir. Eviri sırasında kaybedilen enerji çoğunlukla ısıya dönüştürülür. Sonuç olarak, bir eviricinin nominal gücünü vermesi için, çıkışını aşan bir güç girişi gerekir. Örneğin,% 95 verimlilikle tam güçle çalışan 5000 W'lık bir evirici, 5,263 W'lık bir girdi (nominal güç bölü verimlilik) gerektirir. Farklı AC voltajlarında güç üretebilen invertörler, her voltajla bağlantılı olarak farklı verimlilik gösterebilir.
  • CEC ağırlıklı verimlilik: Bu verimlilik, California Enerji Komisyonu tarafından GoSolar web sitesinde yayınlanmaktadır. En yüksek verimin aksine, bu değer ortalama bir verimliliktir ve eviricinin çalışma profilini daha iyi gösterir. Farklı AC voltajlarında güç üretebilen invertörler, her voltajla ilişkili farklı verimlilik gösterebilir.[5]
  • Maksimum giriş akımı: Eviricinin kullanabileceği maksimum doğru akım miktarıdır. Güneş pilleri gibi bir sistem, maksimum giriş akımını aşan bir akım üretirse, bu akım evirici tarafından kullanılmaz.
  • Maksimum çıkış akımı: Maksimum çıkış akımı, eviricinin sağlayacağı maksimum sürekli alternatif akımdır. Bu değer, tipik olarak, aşırı akım koruma cihazlarının (örneğin, kesiciler ve sigortalar) minimum akım oranını ve çıkış devresi için gerekli olan bağlantı kesicilerini belirlemek için kullanılır. Farklı AC voltajlarında güç üretebilen invertörler, her voltaj için farklı maksimum çıkışlara sahip olacaklardır.
  • Tepe güç izleme gerilimi: Bu, eviricinin maksimum güç izcisinin çalışacağı DC voltaj aralığını temsil eder. Sistem tasarımcısı dizileri en iyi şekilde yapılandırmalıdır, böylece yılın büyük çoğunluğunda dizilerin gerilimi bu aralıkta olacaktır. Voltaj değiştikçe sıcaklıkta dalgalanma olacağı için bu zor bir iş olabilir.
  • Başlangıç ​​voltajı: Bu değer tüm eviricilerin veri sayfalarında listelenmemiştir. Değer, eviricinin açılması ve çalışmaya başlaması için gereken minimum DC gerilimini gösterir. Güneş uygulamaları için bu özellikle önemlidir, çünkü sistem tasarımcısı bu gerilimi üretmek için her dizide seri olarak kablolanmış yeterli sayıda güneş modülü bulunduğundan emin olmalıdır. Bu değer üretici tarafından sağlanmazsa, sistem tasarımcıları tipik olarak zirve güç izleme voltaj aralığının alt bandını sürücünün minimum voltajı olarak kullanırlar.
  • IPxx derecelendirmesi: Uluslararası koruma standardı veya IP Kodu, katı yabancı nesnelerin (ilk hane) veya suyun (ikinci hane) girişine karşı verilen koruma düzeyini sınıflandırır ve derecelendirir. Daha yüksek bir rakam daha fazla koruma anlamına gelir. ABD'de NEMA muhafaza türü uluslararası derecelendirmeye benzer şekilde kullanılır. Çoğu evirici, IP45 (toz koruması yok) veya IP65 (toz geçirmez) veya ABD'de NEMA 3R (hava üfleme tozuna karşı koruma yok) veya NEMA 4X (havalandırmalı toz, doğrudan su sıçraması ve ek korozyon koruması) ile açık havada kurulum için derecelendirilmiştir.
  • Belgelendirme/Uygunluk: Şebekeye bağlamak için UL 1741[6] ve gelişmekte olan standart UL 1741SA[7] onayı gibi elektrik idareleri ve yerel elektrik yasaları tarafından sertifikalandırılması gereklidir.

Ayrıca Bkz.[değiştir | kaynağı değiştir]

  • Şebekeye bağlı elektrik sistemleri
  • Evirici (elektriksel)
  • Islanding
  • Güneş için evirici
  • Bağımsız evirici

Kaynaklar ve daha fazla okuma[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/463622-TtEMSp/webviewable/463622.pdf OSTI
  2. ^ NEC Handbook 2005, Section 705, "Interconnected Electric Power Production Sources," Article 705.40 "Loss of Primary Source"
  3. ^ Solar Energy International (2006).
  4. ^ "Summary Report on the DOE High-tech Inverter Workshop" (PDF). Sponsored by the US Department of Energy, prepared by McNeil Technologies. eere.energy.gov. 1 Şubat 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Haziran 2011. 
  5. ^ gosolarcalifornia.org, "List of Eligible Inverters" 10 Şubat 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., accessed July 30, 2009,
  6. ^ "Standard for Inverters, Converters, Controllers and Interconnection System Equipment for Use With Distributed Energy Resources". Erişim tarihi: 15 Nisan 2017. 
  7. ^ "UL Launches Advanced Inverter Testing and Certification Program". 24 Şubat 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Nisan 2017. 

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]