Күн сорғысының инверторлық шкафы

IP54 немесе одан жоғары рейтингі бар берік еденге арналған болат шкафта орналасқан бұл инвертор жүйесі қуатты түрлендірудің толық тізбегін біріктіреді — тұрақты ток кірісін қорғау, бірнеше MPPT кіріс арналары, айнымалы жиіліктегі жетек сатысы, айнымалы ток шығысын сүзу және кешенді жүйе контроллері — барлығы алдын ала сыммен және зауытта сыналған. Қуат көрсеткіштері стандартты кернеулерде бір фазалы және үш фазалы айнымалы ток сорғы қозғалтқыштарын қолдайтын 2,2 кВт-тан 250 кВт-қа дейін жетеді. Жетілдірілген MPPT алгоритмі тәулік бойы күн сәулесінің өзгеруіне байланысты нақты уақытта қозғалтқыш жылдамдығын динамикалық түрде реттей отырып, >99% бақылау тиімділігіне қол жеткізеді, судың максималды тәуліктік жеткізілуін қамтамасыз етеді. Гибридті кіріс опциясы бұлтты кезеңде немесе түнгі жұмыс кезінде су шығысын сақтау үшін автоматты түрде ауысатын айнымалы ток желісін немесе дизель генераторының резервтік қорын қабылдайды. Біріктірілген жүйе қорғаныстары құрғақ жұмысты, шамадан тыс жүктемені, асқын кернеуді, төмен кернеуді, фазаны жоғалтуды және қысқа тұйықталуды қамтиды, ал пайдаланушы орнатқан минималды қуат шегіне негізделген автоматты ұйқы және ояту логикасы сорғы мен панельдерді қорғайды. HMI графикалық сенсорлық экраны RS485 және қосымша GPRS/4G/Wi-Fi интерфейстері бар нақты уақыттағы қуат, кернеу, ағын және қуат деректерін көрсетеді, бұл қашықтан бақылауға және Modbus арқылы SCADA немесе IoT платформаларына біріктіруге мүмкіндік береді. Барлық қуат құрамдастары сүзілген мәжбүрлі ауаны салқындату, кернеудің жоғарылауынан қорғау және қолданыстағы IEC және жергілікті желі стандарттарына толық сәйкестігі бар климатпен басқарылатын шкафтың ішінде орналасқан.

2.Идеал қолданбалар

Желілік қуат сенімсіз немесе жоқ жерде сенімді, жыл бойы сумен жабдықтауға арналған, Күн сорғысының инверторлық шкафы ауыл шаруашылығы, қоғамдық және өнеркәсіптік су жүйелері үшін сорғыны автономды, қараусыз басқаруды қамтамасыз етеді.

Ауылшаруашылық ирригациясы және егіншілік

Кең көлемді суару схемалары, тамшылатып азықтандыру жүйелері және шалғайдағы ауылшаруашылық жерлеріндегі орталық айналмалы операциялар - тамаша үміткерлер. Инвертор жоғары қуатты үш фазалы сорғыларды тікелей күн массивтерінен басқарады, бұл күн сәулесінің ең жоғары сағаттарында максималды ағынды қамтамасыз етеді, дәлірек айтсақ, егістіктерге суды көбірек қажет етеді. Гибридті енгізу мүмкіндігі маңызды өсу кезеңдерінде үздіксіз тор немесе генератордың сақтық көшірмесін жасауға мүмкіндік береді. Күтуге арналған батареяларсыз және ауа-райына төзімді сыртқы қондырғысыз фермерлер дизельді сорғымен салыстырғанда энергия мен пайдалану шығындарын айтарлықтай төмендетеді.

Қоғамдық және коммуналдық сумен жабдықтау

Ауылдық ауылдар, шалғай елді мекендер және муниципалды сумен қамтамасыз ету мекемелері таза ауыз суды жеткізу үшін күн энергиясымен жұмыс істейтін ұңғымаларды сорғылай алады. Инвертордың автоматты жұмысы — күн шыққанда басталып, күн батқанда немесе резервуар толған кезде тоқтайды — оператордың күнделікті келу қажеттілігін болдырмайды. GPRS/4G арқылы қашықтан бақылау су органдарына сорғының күйін, су шығысын және жүйенің жұмысын орталық басқару бөлмесінен бақылауға мүмкіндік береді, бұл сайтқа шығынды баруды азайтады. Шкафтың берік конструкциясы шаңнан, жәндіктерден және маусымдық ауа-райының экстремалды әсерінен қорғайды.

Мал шаруашылығы және қашықтағы ранчоларды суару

Кең аумақтарға таралған мал станциялары, қой фермалары және шалғайдағы жайылымдық шаруашылықтар қоймалар мен науаларға сенімді суды жеткізуді қажет етеді. Инвертор ұңғыма сорғыларына тікелей қосылып, дизельдік генератордың логистикасы мен отын жеткізу шығындарын болдырмайды. Күннен қуат алатын сорғы жануарлардың су тұтынуы ең жоғары болған кезде жазғы сұранысқа табиғи түрде сәйкес келеді. Құрғақ жұмысты қорғау су деңгейі төмендесе, сорғы жұмысын автоматты түрде тоқтатады, бұл ұңғыма қозғалтқышының қымбат күйіп кетуіне жол бермейді.

Өнеркәсіптік суды өңдеу және ағынды сулар

Тау-кен өндірісі, карьерлер және желіден тыс жерлерде орналасқан өнеркәсіптік кәсіпорындар жүйені технологиялық сумен жабдықтау, сусыздандыру немесе ағынды суларды тасымалдау тоғандары үшін пайдалана алады. Шаңды сүзу және белсенді салқындату бар инвертордың берік корпус конструкциясы қатал өнеркәсіптік орталарға сәйкес келеді. Қолданыстағы резервтік генераторлармен гибридті кіріс интеграциясы ауа райы жағдайларына қарамастан үздіксіз жұмысты қамтамасыз етеді.

Шөлденуге қарсы күрес және қоршаған ортаны қорғау жобалары

Ауқымды ағаш отырғызу, шабындық жерлерді қалпына келтіру және шөлді суару жобалары шалғайдағы, қолайсыз орталарда суды тұрақты жеткізуге негізделген. Күн сорғы инверторлары отын логистикасынсыз автономды жұмысты қамтамасыз етеді, қашықтан бақылау кең аумақтардағы бірнеше дисперсті сорғы учаскелерін орталықтандырылған басқаруға мүмкіндік береді.

3. Техникалық терең сүңгу

Күн сорғысының инверторлық шкафы қуатты түрлендірудің, басқарудың және қорғаныстың толық жиынтығын стандартталған, зауытта сыналған қоршауға біріктіреді — бұл алаңның инженериясын азайтады, іске қосуды тездетеді және ұзақ мерзімді сенімділікті арттырады.

Көп арналы MPPT және тұрақты ток енгізу архитектурасы

Күн массивтері инверторға бірнеше тәуелсіз MPPT кіріс арналары арқылы қосылады, олардың әрқайсысында арнайы тұрақты ток сақтандырғыштары, кернеудің кернеуінен қорғау құрылғылары және шкафтың кіріс бөлігінде орналасқан оқшаулағыш тарату құрылғылары бар. MPPT контроллері >99% статикалық бақылау тиімділігіне қол жеткізе отырып, максималды қуат нүктесін табу үшін кең ауқымдағы (әдетте 460V–850VDC үлкен жүйелер үшін) массив кернеуін үздіксіз сканерлейді. Қос немесе үш MPPT арна конфигурациялары әртүрлі бағдарлары, көлбеу бұрыштары немесе көлеңкелі профильдері бар жолдарға жеке оңтайлы жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл бір MPPT конструкцияларымен салыстырғанда жалпы тәуліктік қуат өнімділігін айтарлықтай арттырады.

Тұрақты токтан айнымалы токқа түрлендіру және айнымалы жиілікті жетек

MPPT реттелетін DC шинасы алтыншы буын IGBT модульдері мен жоғары жылдамдықты DSP басқаруының айналасында құрастырылған жоғары өнімді айнымалы жиілікті жетек сатысын береді. Инвертор реттелетін кернеуі мен жиілігі (0–50/60Гц немесе кеңірек) бар синусоидалы PWM шығысын синтездейді, бұл кіріс тогысыз жұмсақ іске қосу қозғалтқышын басқаруға мүмкіндік береді — суасты сорғы орамдарын қорғау үшін өте маңызды. Сырғанау компенсациясы, айналу моментін күшейту және автоматты энергияны оңтайландыру қисықтары бар кеңейтілген V/f басқаруы толық жылдамдық диапазонындағы қозғалтқыш сипаттамаларына сәйкес келеді. Шығуды сүзу — сәйкесінше тұрақты ток дроссельдерін, шығыс реакторларын және dV/dt сүзгілерін пайдалану — қозғалтқыш оқшаулау кернеуі немесе мойынтірек токтары жоқ инвертор мен ұңғыма сорғысы арасындағы кабельдің ұзақ жүруін қамтамасыз етеді.

Гибридті қуатты енгізуді басқару

Біріктірілген автоматты тасымалдау және синхрондау функциясы тордан немесе дизельдік генератордан қосымша айнымалы ток кірісін қабылдайды. Жүйе контроллері қол жетімді PV қуатын сорғының қажетті жұмыс қуатымен үздіксіз салыстырады. Күн сәулесінің түсуі пайдаланушы анықтаған шекті мәннен төмен түссе, айнымалы ток кірісі PV беруді автоматты түрде толықтырады немесе ауыстырады — су шығысын үзіліссіз сақтайды. Тек айнымалы ток, тек PV және гибридті басымдық режимдерін пайдаланушы конфигурациялай алады. PV басым режимі айнымалы токты тек тапшылықты жабу үшін пайдаланған кезде күн энергиясын пайдалануды барынша арттырады, отын немесе электр энергиясы шығындарын азайтады.

Помпаға арнайы қорғаныс алгоритмдері

Енгізілген контроллер жалпы VFD-де жоқ сорғыға арналған қорғаныс жиынтығын жүзеге асырады. Құрғақ жұмысты анықтау нақты уақыт режимінде қозғалтқыш тогын, қуат коэффициентін және жиілігін бақылайды, анықталғаннан кейін бір секунд ішінде толтырылмаған немесе құрғақ жұмыс істейтін сорғының сипаттамалық төмен жүктеме белгісін анықтайды, содан кейін автоматты өшіру және уақытты қайта қосу әрекетін іске қосады. Минималды қуат қорғанысы өнімді сорғысыз суды ысырап ететін тиімсіз төмен жылдамдықтағы жұмысты болдырмайды. Ұйқы режимі қол жетімді күн қуаты пайдаланушы орнатқан ояту шегінен төмен түскенде қосылады, төмен қуатты бақылау күйіне енеді және сәулелену қайтарылған кезде автоматты түрде қайта қосылады. Резервуар деңгейіндегі қалқымалы ауыстырып-қосқыштан немесе қысым түрлендіргішінің кірісінен судың толықтығын анықтау күнделікті күн цикліне тәуелсіз, толып кетуді болдырмау үшін сорғыны тоқтатады.

Кабинеттік инженерия және қоршаған ортаны қорғау

Еденге арналған шкаф үлгі сипаттамасына байланысты IP54, IP55 немесе IP65 рейтингтеріне қол жеткізетін ауа райына төзімді ұнтақпен қапталған мырышталған болаттан жасалған. Шкаф функционалды бөлімдерге бөлінген — тұрақты ток кірісі, қуатты түрлендіру, басқару және айнымалы ток шығысы — барлық қызмет көрсетілетін құрамдас бөліктерге жүруді қамтамасыз ететін топсалы, тығыздағыш есіктері бар. Температурамен басқарылатын ауыспалы жылдамдықты желдеткіштері бар сүзілген мәжбүрлі ауа салқындату жүйесі қуат электроникасы үшін оңтайлы ішкі ортаны сақтайды. Ауа қабылдағыштар шаңды ауылшаруашылық орталарына жарамды жоғары тиімді сүзгілерді пайдаланады; Тропикалық нұсқалар ылғалдылығы жоғары аймақтарға арналған барлық ПХД-ға конформды жабынды қосады. Кіріктірілген термостатикалық басқарылатын конденсацияға қарсы жылытқыштар суық климаттық қондырғылар үшін қол жетімді.

Басқару, HMI және қашықтан қосылу мүмкіндігі

Есікке орнатылған түрлі-түсті сенсорлық экран HMI PV кіріс қуатын, қозғалтқыш жылдамдығын, шығыс кернеуін, жиілікті, тәуліктік энергия шығымын және жинақталған суды жеткізуді (сорғы қисықтары немесе шығын өлшегіш кірісі бойынша есептелген) қоса алғанда, жүйе күйін бір қарағанда береді. Параметр параметрлері бірнеше қатынас деңгейімен құпия сөзбен қорғалған. Стандартты байланыс интерфейстері SCADA интеграциясына арналған RS485 (Modbus RTU) қамтиды, бұлтқа негізделген қашықтан бақылау үшін қосымша GPRS, 4G, Wi-Fi немесе Ethernet модульдері бар. Платформа қашықтан іске қосу/тоқтату, параметрлерді өзгерту, дабылды растау және деректерді тіркеуге мүмкіндік береді — бір операторға ондаған дисперсті сорғы учаскелерін басқаруға мүмкіндік береді.

4. Жиі қойылатын сұрақтар

1-сұрақ: Бұл инвертор қандай сорғы түрлері мен қозғалтқыш өлшемдерін жүргізе алады?

Жүйе үш фазалы айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарды және суасты және жер үсті сорғы конфигурацияларындағы тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды қолдайды. Қуат көрсеткіштері 2,2 кВт-тан 250 кВт-қа дейін ауытқиды. Кең таралған қолданбаларға терең ұңғымалар сорғылары, көлденең ортадан тепкіш сорғылар және турбиналық сорғылар жатады. Біз инвертордың сыйымдылығын сорғы қозғалтқышының тақтайша деректеріне сәйкестендіруге көмектесеміз.

2-сұрақ: Жүйе батареяларды қажет етеді ме?

Жоқ. Инвертор сорғыны батарея қорын қажет етпей, тікелей күн батареяларынан басқарады. Су күн сәулесі кезінде сорылады және резервуарда, резервуарда немесе жоғарғы резервуарда сақталады - бұл батареяларда электр қуатын сақтаудан әлдеқайда тиімді. 24 сағаттық сумен жабдықтау қажет болса, қосымша гибридті айнымалы ток кірісі қараңғыда торды немесе генераторды қосуы мүмкін.

3-сұрақ: Маған қанша күн панелі керек және олар қалай қосылған?

Панель конфигурациясы сорғы қуатымен, тәуліктік су көлемінің мақсатымен және жергілікті күн сәулеленуімен анықталады. Инвертордың MPPT кернеу диапазоны (әдетте үш фазалы жүйелер үшін 460–850VDC) тізбектің ұзындығын анықтайды. Біздің сату жөніндегі инженерлер қарапайым сайт сауалнамасы негізінде массив өлшемі мен жол конфигурациясын есептейді. Шкаф массив сымдарын жеңілдететін балқытылған кірістері бар тұрақты ток біріктіргіш бөлігін қамтиды.

4-сұрақ: Бұлтты күндерде немесе күн сәулесі аз кезде не болады?

Күн энергиясы азайған сайын инвертор сорғы қозғалтқышын баяулатады, үздіксіз, бірақ су ағынын азайтады. Қуат пайдаланушы орнатқан ең төменгі шекті мәннен төмен түссе, жүйе ұйқы режиміне өтеді және қалпына келтірілген сәулеленуді мерзімді түрде тексереді. Жүйе айнымалы ток гибридті кіріс опциясымен жабдықталған болса, желі немесе генератор қуаты төмен сәулелену кезеңдерінде күн энергиясын автоматты түрде толықтырады немесе ауыстырады.

5-сұрақ: Сорғы үшін қандай қорғаныс бар?

Кешенді қорғаныс алгоритмдері құрғақ жұмысты, шамадан тыс жүктемені, артық токты, асқын кернеуді, төмен кернеуді, фазаның жоғалуын, қысқа тұйықталуды және артық температураны қамтиды. Құрғақ жұмысты анықтау әсіресе ұңғымаларды қолдану үшін өте маңызды; контроллер құрғақ сорғыға тән төмен жүктеме жағдайын секунд ішінде анықтайды және мотор зақымданғанға дейін өшеді, содан кейін автоматты уақытты қайта қосу циклін бастайды.

6-сұрақ: Инверторды сыртта орнатуға бола ма?

Иә. Шкаф спецификацияға байланысты IP54, IP55 немесе IP65 деп бағаланады және сыртқы тұрақты орнатуға арналған. Ол сүзгіленген желдетуді, жабық есік тығыздағыштарын және ультракүлгін сәулелеріне төзімді жабынды қамтиды. Төтенше орталар үшін күн қалқалары, жақсартылған шаң сүзгілері және ішкі конденсацияға қарсы жылытқыштар сияқты қосымша опциялар қол жетімді.

7-сұрақ: Жүйені қашықтан қалай бақылайды және басқарады?

Стандартты RS485 Modbus RTU жергілікті SCADA немесе HMI интеграциясына мүмкіндік береді. Қосымша GPRS/4G, Wi-Fi немесе Ethernet модульдері веб-портал немесе мобильді қолданба арқылы бұлтқа негізделген қашықтан бақылауды қосады. Нақты уақыттағы күйді көруге, дабыл хабарландыруларын алуға, тарихи деректерді жүктеп алуға және параметрлерді қашықтан реттеуге болады. Бұл шашыраңқы географиялық аумақтағы сайттар үшін әсіресе құнды.

8-сұрақ: Шкафқа қандай техникалық қызмет көрсету қажет?

Күнделікті техникалық қызмет көрсету аз: тоқсан сайын ауа сүзгісін тазалау немесе ауыстыру, кабель қосылымдары мен есік тығыздағыштарын визуалды тексеру және қорғаныс құрылғыларының жыл сайынғы функционалдық сынағы. Шкафтың алдыңғы қол жетімді дизайны барлық құрамдастарға - сақтандырғыштарға, контакторларға, басқару ПХД-ларына және қуат модульдеріне - қоршауды шешпей-ақ жетуге болатындығын білдіреді.

5.Аймақтық ауылшаруашылық басқармасы — күн сәулесімен суаруды кең ауқымды орналастыру

Фон

Сахараның оңтүстігіндегі Африканың жартылай құрғақ аймағындағы ауыл шаруашылығын дамыту жөніндегі мемлекеттік орган көптеген ауылшаруашылық кооперативтерінде дизельді суару сорғыларын күн энергиясына ауыстыруды жоспарлады. Жоба кең географиялық аумаққа таралған 20 ұңғыма алаңына бағытталған, олардың әрқайсысы тамшылатып суарылатын бау-бақша және егістік дақылдарын сумен қамтамасыз етеді. Дизельдік отын логистикасы операциялық шығындардың 60%-дан астамын құрады, ал генераторлардың істен шығуы маңызды өсу кезеңдерінде суаруды жиі үзді.

The Challenge

Әрбір учаске ұқсас профильді ұсынды: қолданыстағы 15 кВт-тан 45 кВт-қа дейінгі үш фазалы суасты сорғы, желіге қосылмаған қашықтағы орын және күн сәулесінің ең жоғары деңгейіне сәйкес келетін құрғақ маусым. Биліктің талаптары келесідей болды:

●  Капиталды және ауыстыру шығындарын азайту үшін батареяға нөлдік тәуелділік

●  Дақылдың булануы ең жоғары болған күндізгі уақытта судың максималды көлемін жеткізу мүмкіндігі

●  Айнымалы су шығымы бар ұңғымаларда құрғақ жұмыс істеуден қымбат суасты сорғыларын қорғау

●  Аймақтық бас кеңседен барлық 20 сайтқа қашықтан орталықтандырылған бақылау

●  Жыл бойы шаң-тозаңға, маусымдық жауын-шашынға және 45°C-қа жететін қоршаған орта температурасына төтеп беретін берік құрылыс

Неліктен күн сорғысының инверторлық шкафтары?

Шкаф үлгісіндегі инвертор шешімі оның толық біріктірілген, алдын ала сыналған жеткізілімі үшін таңдалды. Әрбір шкаф тұрақты ток кіріс қорғанысымен, MPPT модульдерімен, VFD жетек сатысымен, шығыс сүзгісімен және жүйе контроллерімен алдын ала сыммен жабдықталған орынға келді — іске қосу үшін тек PV массивіне және сорғы кабеліне қосылуды қажет етеді.

Көп арналы MPPT әрбір сайттың күн массивін сәл шығысқа және батысқа бағытталған жолдарға бөлуге мүмкіндік берді, бұл таза оңтүстікке бағытталған конфигурациядан тыс тиімді сорғы сағаттарын ұзартады. Гибридті айнымалы ток енгізу опциясы екі ең үлкен учаске үшін көрсетілді, бұл шағын резервтік генераторды ұзақ бұлтты кезеңде немесе кейде түнгі суару кезінде толықтыруға мүмкіндік береді.

Ең бастысы, сорғыға тән құрғақ жұмысты қорғау уәкілетті органға олардың қолданыстағы ұңғыма сорғылары - айтарлықтай құнсыздану құны - қорғалатынына сенімділік берді. Автоматты ұйқы және ояту логикасы күнделікті оператордың қатысуын талап етпейтінін білдіреді; жүйе таң атқанда автоматты түрде іске қосылды және резервуарлар толы деген сигнал бергенде тоқтады.

Орналастыру

Бірлескен ауылшаруашылық қауымдастықтарында 18,5 кВт-тан 45 кВт-қа дейінгі 20 күн сорғы инверторлық шкафтары орналастырылды. Әрбір шкафта қос MPPT арналары, екі үлкен блоктағы гибридті айнымалы ток кіріс опциясы және уәкілетті органның орталық SCADA платформасына қосылған біріктірілген GPRS қашықтан бақылау бар. Орнату және іске қосу жұмыстарын жергілікті электрлік мердігер үш айлық құрғақ маусымда аяқтады. Қолданыстағы ұңғыма сорғылары сақталып, жаңа инверторларға тікелей қосылды.

Нәтижелер

●  20 учаскедегі дизельдік отынның құны нөлге жақын болды, генератордың резервтік көшірмесі жылдық жұмыс уақытының жалпы көлемінің 2%-дан азын құрайды.

●  Су жеткізу көлемдері дизельді айдаудың бастапқы деңгейіне сәйкес келді немесе асып түсті, кеңейтілген MPPT терезесі күн сайын шамамен 1,5 қосымша тиімді айдау сағатын қосады.

●  Жұмсақ іске қосуды басқару және құрғақ жұмысты қорғау есебінен жұмыс істеген алғашқы 18 айда сорғы қозғалтқышының бірде-бір ақауы орын алған жоқ.

●  Биліктің инженерлері барлық 20 сайтты бір бақылау тақтасынан бақылап, кез келген ақаулық жағдай туралы автоматтандырылған SMS ескертулерін алып, сайтқа бару шығындарын айтарлықтай азайтты.

●  Бұл бастапқы орналастырудың сәттілігі биліктің келесі кезеңде қосымша 35 кабинеттік жүйеге қаржы бөлуге, жаңа ауылшаруашылық қауымдастықтарына күн суаруын кеңейтуге әкелді.