และรูปแบบการผูกเน็คไทของระบบแปลงพลังงานลมเป็นไฟฟ้าที่ใช้งานได้ตามปกติ

A อินเวอร์เตอร์ผูกกริดกังหันลม คือจุดเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่างเอาท์พุตไฟฟ้าที่แปรผันของกังหันลมกับพลังงานไฟฟ้าซิงโครไนซ์ที่เสถียรซึ่งบ้าน ธุรกิจ และโครงข่ายสาธารณูปโภคต้องการ หากไม่มีอุปกรณ์นี้ ไฟฟ้าดิบที่เกิดจากกังหันหมุนจะไม่สามารถใช้งานได้ เนื่องจากความเร็วลมมีความผันผวนอยู่ตลอดเวลา และผลิตพลังงานที่ระดับแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่ไม่สอดคล้องกัน คู่มือนี้จะอธิบายวิธีการทำงานของอินเวอร์เตอร์กริดไท ข้อกำหนดเฉพาะที่สำคัญสำหรับการใช้งานเกี่ยวกับลม และวิธีการกำหนดขนาดและการติดตั้งระบบ

อินเวอร์เตอร์ Grid Tie ประมวลผลพลังงานลมอย่างไร

กังหันลมผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ที่ความถี่และแรงดันไฟฟ้าผันแปร เนื่องจากความเร็วของโรเตอร์เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามสภาพลม อินเวอร์เตอร์แบบผูกกริดจะแก้ไขเอาต์พุต AC แบบแปรผันนี้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (ดี.ซี) จากนั้นใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเพื่อแปลง DC นั้นกลับเป็น AC สะอาดซึ่งตรงกับแรงดันไฟฟ้า ความถี่ และเฟสของโครงข่ายไฟฟ้า ขั้นตอนการแปลงที่สองนี้ ซึ่งมักจัดการโดยบริดจ์อินเวอร์เตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์เกตแบบหุ้มฉนวน (IGBT) ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากำลังที่ป้อนเข้าสู่โครงข่ายจะซิงโครไนซ์อย่างแม่นยำเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงการหยุดชะงัก

เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าลมสมัยใหม่หลายเครื่องยังรวมการติดตามจุดไฟ (MPPT) ซึ่งเป็นอัลกอริธึมควบคุมที่ปรับโหลดไฟฟ้าบนกังหันอย่างต่อเนื่องเพื่อดึงพลังงานออกมาให้ได้มากที่สุดที่ความเร็วลมที่กำหนด สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับกังหันขนาดเล็กและขนาดกลาง ซึ่งประสิทธิภาพในการดักจับพลังงานมีผลกระทบโดยตรงต่อเวลาคืนทุนของระบบ

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างอินเวอร์เตอร์ Wind และ Solar Grid Tie

แม้ว่าอินเวอร์เตอร์แบบผูกกริดพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์มีเป้าหมายพื้นฐานเดียวกันในการแปลงพลังงานผันแปรให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่เข้ากันได้กับกริด แต่ลักษณะเฉพาะอินพุตพื้นฐานจะแตกต่างกันมากพอที่การใช้อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับกังหันลมอาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานต่ำหรืออุปกรณ์เสียหายได้

เนื่องจากกังหันอาจประสบกับความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันในช่วงที่มีลมกระโชกแรง โดยทั่วไปอินเวอร์เตอร์เฉพาะลมจึงมีการป้องกันความเร็วเกิน และในหลายกรณี โหลดโหลดหรือตัวต้านทานเบรกเพื่อกระจายพลังงานส่วนเกินอย่างปลอดภัยเมื่อการเชื่อมต่อโครงข่ายไม่สามารถดูดซับได้ เช่น ในระหว่างที่โครงข่ายไฟฟ้าดับ

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญเมื่อเลือกอินเวอร์เตอร์

การเลือกอินเวอร์เตอร์กริดไทที่ถูกต้องจำเป็นต้องมีการจับคู่พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลายประการกับคุณลักษณะเอาท์พุตของกังหันและข้อกำหนดของกริดในพื้นที่

ความจุไฟฟ้าพิกัด

อัตรากำลังต่อเนื่องของอินเวอร์เตอร์ควรเท่ากับหรือเกินพิกัดเอาท์พุตของกังหันเล็กน้อย อินเวอร์เตอร์ที่เล็กเกินไปจะทำให้ตัดไฟในช่วงที่มีลมแรง ส่งผลให้สูญเสียพลังงานที่อาจเกิดขึ้น ในขณะที่การขยายขนาดมากเกินไปจะทำให้มีต้นทุนที่ไม่จำเป็นโดยไม่เกิดประโยชน์ด้านประสิทธิภาพ

ช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตของกังหันแปรผันตามความเร็วลม อินเวอร์เตอร์จึงต้องยอมรับช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่กว้างโดยไม่สะดุดขณะออฟไลน์ หน้าต่างอินพุตที่แคบอาจทำให้ระบบตัดการเชื่อมต่อบ่อยครั้งในระหว่างสภาพลมที่แปรปรวน ส่งผลให้ผลผลิตพลังงานทั้งหมดลดลง

มาตรฐานการปฏิบัติตามตาราง

อินเวอร์เตอร์ต้องเป็นไปตามมาตรฐานการเชื่อมต่อโครงข่ายระดับภูมิภาค ซึ่งควบคุมการควบคุมแรงดันไฟฟ้า การตอบสนองความถี่ การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร และคุณภาพไฟฟ้า โดยทั่วไปการปฏิบัติตามข้อกำหนดถือเป็นข้อบังคับสำหรับการอนุมัติด้านสาธารณูปโภค และในหลายภูมิภาค สำหรับการมีสิทธิ์ในโปรแกรมการวัดปริมาณสุทธิหรือภาษีนำเข้า

คะแนนประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพการแปลงส่งผลโดยตรงต่อปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นจากกังหันที่ส่งถึงโครงข่ายจริง โดยทั่วไปแล้ว เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าลมคุณภาพสูงจะให้ประสิทธิภาพสูงสุดที่สูงกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงจะแตกต่างกันไปตามสภาวะโหลดก็ตาม

การกำหนดขนาดอินเวอร์เตอร์สำหรับระบบกังหันลมของคุณ

ขนาดที่เหมาะสมเริ่มต้นด้วยการทำความเข้าใจกราฟกำลังของกังหัน ซึ่งแสดงเอาท์พุตที่คาดหวังตลอดช่วงความเร็วลม แทนที่จะปรับขนาดอินเวอร์เตอร์ตามเอาท์พุตพิกัดสูงสุดของกังหันเท่านั้น ผู้ติดตั้งจำนวนมากจะปรับขนาดสำหรับช่วงความเร็วลมทั่วไปที่สถานที่ติดตั้ง เนื่องจากกังหันไม่ค่อยทำงานที่เอาท์พุตสัมบูรณ์เป็นระยะเวลานาน

สำหรับระบบลมในที่อยู่อาศัยหรือเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก ความจุของอินเวอร์เตอร์โดยทั่วไปมีตั้งแต่ 1 kW ถึง 20 kW ในขณะที่กังหันระดับสาธารณูปโภคต้องการอินเวอร์เตอร์หรืออาร์เรย์อินเวอร์เตอร์ที่มีพิกัดตั้งแต่หลายร้อยกิโลวัตต์ถึงหลายเมกะวัตต์ การจับคู่ความจุของอินเวอร์เตอร์ให้ใกล้เคียงกับการผลิตพลังงานตามความเป็นจริง มากกว่าที่จะเป็นไปตามทฤษฎี โดยทั่วไปแล้วจะทำให้เกิดเศรษฐศาสตร์ของระบบในระยะยาวที่ดีขึ้น

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งและความปลอดภัย

การติดตั้งอินเวอร์เตอร์แบบผูกกริดสำหรับกังหันลมเกี่ยวข้องกับมากกว่าการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า ต้องให้ความสนใจอย่างรอบคอบต่อความปลอดภัยเฉพาะสถานที่และปัจจัยด้านกฎระเบียบ

• ยืนยันการอนุมัติการเชื่อมต่อโครงข่ายสาธารณูปโภคก่อนที่จะเปิดระบบ
• ติดตั้งระบบป้องกันไฟกระชากที่เหมาะสม เนื่องจากกังหันและสายไฟมีความเสี่ยงต่อฟ้าผ่า
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการป้องกันการพลิกคว่ำทำงานอย่างถูกต้องเพื่อป้องกันการป้อนกลับระหว่างที่ไฟฟ้าดับ
• ตรวจสอบว่าระบบดัมพ์โหลดหรือเบรกเปิดใช้งานอย่างถูกต้องในระหว่างเหตุการณ์การสูญเสียกริดหรือเหตุการณ์ความเร็วเกิน
• วางตำแหน่งอินเวอร์เตอร์ไว้ในตู้ที่มีการระบายอากาศและควบคุมอุณหภูมิเพื่อป้องกันการลดความร้อน

การป้องกันการพลิกคว่ำสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากระบบจะตัดการเชื่อมต่อระบบจากโครงข่ายโดยอัตโนมัติในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ เพื่อปกป้องพนักงานในสายงานที่กำลังซ่อมแซม นี่เป็นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยมาตรฐานในเขตอำนาจศาล และไม่ควรปิดการใช้งานหรือข้ามไป

แนวทางปฏิบัติในการบำรุงรักษาเพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว

โดยทั่วไปอินเวอร์เตอร์แบบผูกกริดต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่าตัวกังหัน แต่การตรวจสอบเป็นระยะจะช่วยรักษาประสิทธิภาพและป้องกันการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิด การตรวจสอบพัดลมระบายความร้อนและแผงระบายความร้อนเพื่อหาการสะสมของฝุ่น การตรวจสอบการเชื่อมต่อไฟฟ้าเพื่อดูการกัดกร่อน และการตรวจสอบบันทึกประสิทธิภาพเพื่อดูประสิทธิภาพที่ลดลงอย่างผิดปกติ ล้วนเป็นงานประจำที่ช่วยยืดอายุการใช้งาน

อินเวอร์เตอร์สมัยใหม่หลายตัวมีซอฟต์แวร์ตรวจสอบในตัวที่บันทึกกำลังไฟฟ้าขาออก เหตุการณ์ข้อผิดพลาด และข้อมูลการโต้ตอบของกริดเมื่อเวลาผ่านไป การตรวจสอบข้อมูลนี้เป็นประจำช่วยให้เจ้าของระบบสามารถตรวจพบปัญหาที่กำลังพัฒนา เช่น ประสิทธิภาพลดลงเรื่อยๆ หรือข้อผิดพลาดของกริดไม่สม่ำเสมอ ก่อนที่จะลุกลามไปสู่ความล้มเหลวที่มีค่าใช้จ่ายสูง เมื่อรวมกับขนาดเริ่มต้นที่ถูกต้องและการยึดมั่นในมาตรฐานการเชื่อมต่อโครงข่ายในท้องถิ่น การตรวจสอบและการบำรุงรักษาที่สอดคล้องกันช่วยให้มั่นใจได้ว่าอินเวอร์เตอร์กริดไทของกังหันลมมอบประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพตลอดอายุการใช้งาน