מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית מחוץ לרשת משמשת בעיקר לפתרון בעיית צריכת החשמל הבסיסית של תושבים באזורים ללא חשמל או פחות חשמל. מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית מחוץ לרשת מורכבת בעיקר ממודולים פוטו-וולטאיים, סוגריים, בקרים, ממירים, סוללות ומערכות חלוקת חשמל. בהשוואה למערכת המחוברת לרשת פוטו-וולטאית, למערכת מחוץ לרשת יש יותר בקרים וסוללות, והמהפך מניע ישירות את העומס, כך שהמערכת החשמלית מסובכת יותר. מכיוון שהמערכת מחוץ לרשת עשויה להיות מקור החשמל היחיד של המשתמש, והמשתמש תלוי מאוד במערכת, התכנון והתפעול של המערכת מחוץ לרשת צריכים להיות אמינים יותר.
בעיות עיצוב נפוצות עבור מערכות מחוץ לרשת
אין מפרט אחיד למערכות פוטו-וולטאיות מחוץ לרשת. יש לתכנן אותו בהתאם לצרכי המשתמשים, בעיקר בהתחשב בבחירה ובחישוב של רכיבים, ממירים, בקרים, סוללות, כבלים, מתגים וציוד אחר. לפני התכנון, העבודה המקדימה חייבת להיעשות היטב. יש צורך להבין תחילה את סוג העומס וההספק של המשתמש, את תנאי האקלים של אתר ההתקנה, את צריכת החשמל של המשתמש ואת הביקוש לפני ביצוע תוכנית.
1. יש להתאים את המתח של המודול למתח הסוללה. מודול השמש של בקר PWM והסוללה מחוברים באמצעות מתג אלקטרוני. אין השראות והתקנים אחרים באמצע. המתח של המודול הוא בין 1.2 ל-2.0 כפול המתח של הסוללה. אם מדובר בסוללת 24V, מתח הכניסה של הרכיב הוא בין 30-50V, לבקר MPPT יש צינור מתג מתח ומשרן ומעגלים אחרים באמצע, המתח של הרכיב הוא בין 1.{ {8}}.5 פעמים מהמתח של הסוללה, אם מדובר בסוללת 24V, מתח הכניסה של הרכיב הוא בין 30-90V.
2. הספק המוצא של המודול צריך להיות דומה להספק הבקר. לדוגמה, לבקר 48V30A יש הספק מוצא של 1440VA, והספק המודול צריך להיות בסביבות 1500W. בעת בחירת בקר, תחילה הסתכלו על המתח של הסוללה, ולאחר מכן חלקו את הספק הרכיב במתח הסוללה, שהוא זרם המוצא של הבקר.
3. אם הספק של מהפך אחד אינו מספיק, יש לחבר מספר ממירים במקביל. הפלט של המערכת הפוטו-וולטאית מחוץ לרשת מחובר לעומס. מתח המוצא והשלב והמשרעת של הזרם של כל מהפך שונים. אם המסופים מחוברים במקביל, יש להוסיף מהפך עם פונקציה מקבילית.
בעיות נפוצות בעת איתור באגים במערכות מחוץ לרשת
1 ה-LCD של המהפך אינו מציג 01
ניתוח כושל
אין כניסת סוללה DC, ספק הכוח של המהפך LCD מופעל על ידי הסוללה.
02 סיבות אפשריות
(1) מתח הסוללה אינו מספיק. כאשר הסוללה יוצאת לראשונה מהמפעל, היא בדרך כלל טעונה במלואה, אך אם הסוללה אינה בשימוש במשך זמן רב, היא תתרוקן לאט (פריקה עצמית). מתחי המערכת מחוץ לרשת הם 12V, 24V, 48V, 96V וכו'. ביישומים מסוימים, יש לחבר מספר סוללות בסדרה כדי לעמוד במתח המערכת. אם כבלי החיבור אינם מחוברים כהלכה, מתח הסוללה לא יהיה מספיק.
(2) חיבורי הסוללה הפוכים. למסופי הסוללה יש קטבים חיוביים ושליליים, בדרך כלל אדום מחובר לקוטב החיובי, ושחור מחובר לקוטב השלילי.
(3) מתג DC אינו סגור או שהמתג פגום.
03
פִּתָרוֹן
(1) אם מתח הסוללה אינו מספיק, המערכת לא יכולה לעבוד, והאנרגיה הסולארית לא יכולה לטעון את הסוללה, עליך למצוא מקום אחר לטעינת הסוללה ליותר מ-30 אחוז.
(2) אם מדובר בבעיה בקו, השתמש במולטימטר כדי למדוד את המתח של כל סוללה. כאשר המתח תקין, המתח הכולל הוא סכום מתחי הסוללה. אם אין מתח, בדוק אם מתג ה-DC, מסוף החיווט, מחבר הכבל וכו' תקינים בתורם.
(3) אם מתח הסוללה תקין, החיווט תקין, המתג מופעל והמהפך עדיין לא מוצג, יכול להיות שהמהפך פגום, ויש להודיע ליצרן לצורך תחזוקה.
2 לא ניתן לטעון את הסוללה
01 ניתוח כשלים
הסוללה נטענת על ידי המודול הפוטו-וולטאי והבקר, או רשת החשמל והבקר.
02 סיבות אפשריות
(1) סיבות רכיב: מתח הרכיב אינו מספיק, אור השמש נמוך, וחיבור הרכיב וכבל DC אינו טוב.
(2) חיווט מעגל הסוללה אינו טוב.
(3) הסוללה טעונה במלואה ומגיעה למתח הגבוה ביותר.
03 פתרונות
(1) בדוק אם מתגי ה-DC, ההדקים, מחברי הכבלים, הרכיבים, הסוללות וכו' תקינים בתורם. אם יש מספר רכיבים, יש לחבר אותם ולבדוק אותם בנפרד.
(2) כאשר הסוללה טעונה במלואה, לא ניתן להטעין אותה מחדש, אך לסוללות שונות יש מתחים שונים כשהן נטענות במלואן. לדוגמה, לסוללה עם מתח נקוב של 12V יש מתח בין 12.8 ל-13.5V בטעינה מלאה. המשקל הסגולי של האלקטרוליט כאשר הסוללה טעונה במלואה קשור. התאם את מגבלת המתח המרבי בהתאם לסוג הסוללה.
(3) זרם יתר בכניסה: זרם הטעינה של הסוללה הוא בדרך כלל 0.1C-0.2C, והמקסימום הוא לא יותר מ-0.3C. לדוגמה, סוללת עופרת חומצה 12V200AH, זרם הטעינה הוא בדרך כלל בין 20A ל-40A, והמקסימום לא יכול לעלות על 60A. הספק הרכיב צריך להתאים להספק הבקר.
(4) מתח יתר כניסה: מתח הכניסה של המודול גבוה מדי, בדוק את המתח של לוח הסוללה, אם הוא ממש גבוה, הסיבה האפשרית היא שמספר המיתרים של לוח הסוללה רב מדי, הפחית את המספר של מחרוזות של לוח הסוללה
3 המהפך מראה עומס יתר או לא יכול להפעיל 01
ניתוח כושל
הספק העומס גדול יותר מהספק המהפך או הסוללה.
02 סיבות אפשריות
(1) עומס יתר של המהפך: אם עומס המהפך חורג מטווח הזמן, והספק העומס חורג מהערך המרבי, התאם את גודל העומס.
(2) עומס יתר על הסוללה: זרם הפריקה הוא בדרך כלל 0.2C-0.3C, המקסימום אינו עולה על 0.5C, 1 12V200AH סוללת עופרת-חומצה, הספק המוצא המרבי אינו עולה על 2400W, יצרנים שונים, דגמים שונים, הערכים הספציפיים שונים גם הם.
(3) לא ניתן לחבר עומסים כגון מעליות ישירות למסוף המוצא של המהפך, מכיוון שכאשר המעלית יורדת, המנוע מתהפך, מה שיגרום לכוח אלקטרו-מוטורי אחורי, שיפגע במהפך בעת כניסתו למהפך. אם יש להשתמש במערכת מחוץ לרשת, מומלץ להוסיף ממיר תדרים בין המהפך למנוע המעלית.
(4) כוח ההתחלה של העומס האינדוקטיבי גדול מדי.
03 פתרונות
ההספק הנקוב של העומס צריך להיות נמוך מזה של המהפך, והספק השיא של העומס לא צריך להיות גדול מפי 1.5 מההספק הנקוב של המהפך.
שאלות נפוצות בנושא סוללה
1 תופעת קצר חשמלי וסיבות
הקצר של סוללת העופרת-חומצה מתייחס לחיבור של הקבוצות החיוביות והשליליות בתוך סוללת העופרת. תופעת הקצר של סוללות עופרת מתבטאת בעיקר בהיבטים הבאים:
מתח המעגל הפתוח נמוך, ומתח המעגל הסגור (הפריקה) מגיע במהירות למתח הסיום. כאשר זרם גדול מתפרק, המתח המסוף יורד במהירות לאפס. כאשר המעגל פתוח, צפיפות האלקטרוליט נמוכה מאוד, והאלקטרוליט יקפא בסביבת טמפרטורה נמוכה. בעת הטעינה, המתח עולה לאט מאוד, תמיד נשאר נמוך (לפעמים יורד לאפס). במהלך הטעינה, הטמפרטורה של האלקטרוליט עולה מהר מאוד. במהלך הטעינה, צפיפות האלקטרוליטים עולה לאט מאוד או כמעט ולא משתנה. לא מופיעים בועות או גז באיחור בעת הטעינה.
הסיבות העיקריות לקצר הפנימי של סוללות עופרת הן כדלקמן:
איכות המפריד אינה טובה או פגומה, כך שהחומר הפעיל של הצלחת עובר דרכו, וכתוצאה מכך נוצר מגע וירטואלי או ישיר בין הלוחות החיוביים והשליליים. העקירה של המפריד גורמת לחיבור הלוחות החיוביים והשליליים. החומר הפעיל על לוח האלקטרודה מתרחב ונופל. עקב השקיעה המוגזמת של החומר הפעיל שנפל, הקצה התחתון או הצד הצדדי של הלוחות החיוביים והשליליים נמצאים במגע עם המשקעים, וכתוצאה מכך חיבור הלוחות החיוביים והשליליים. חפץ מוליך נופל לתוך הסוללה, מה שגורם לחיבור הלוחות החיוביים והשליליים.
תופעה וגורמים ל2-סולפטציה של קוטב
מערכת הסולפטציה של הצלחת היא עופרת סולפט היוצר גבישי עופרת סולפט לבנים וקשים על הצלחת, וקשה מאוד להמיר אותו לחומרים פעילים במהלך הטעינה. התופעות העיקריות לאחר סולפטציה של לוחות סוללות עופרת-חומצה הן כדלקמן:
(1) המתח של סוללת העופרת-חומצה עולה במהירות במהלך תהליך הטעינה, והמתח ההתחלתי והסופי שלה גבוהים מדי, ומתח הטעינה הסופי יכול להגיע לכ-2.90V/תא בודד.
(2) במהלך תהליך הפריקה המתח יורד במהירות, כלומר יורד למתח הסיום בטרם עת, ולכן הקיבולת שלו נמוכה משמעותית מזו של סוללות אחרות.
(3) במהלך הטעינה, הטמפרטורה של האלקטרוליט עולה במהירות ועולה בקלות על 45 מעלות.
(4) במהלך הטעינה, צפיפות האלקטרוליט נמוכה מהערך הרגיל, ובועות מתרחשות בטרם עת במהלך הטעינה.
הסיבות העיקריות לסולפטציה של הצלחת הן כדלקמן:
(1) הטעינה הראשונית של סוללות עופרת אינה מספקת או שהטעינה הראשונית נקטעת למשך זמן רב.
(2) סוללת העופרת-חומצה אינה טעונה מספיק במשך זמן רב.
(3) אי טעינה בזמן לאחר הפריקה.
(4) לעתים קרובות פריקת יתר או פריקת זרם עמוקה קטנה.
(5) אם צפיפות האלקטרוליטים גבוהה מדי או הטמפרטורה גבוהה מדי, ייווצר עופרת גופרתית עמוקה וקשה לשחזר אותה.
(6) סוללת העופרת-חומצה הושהתה במשך זמן רב, והיא אינה בשימוש במשך זמן רב ללא טעינה קבועה.