Przemienniki częstotliwości EURA w instalacjach fotowoltaicznych
| Prezentacje firmowe Zasilanie, aparatura nnStosowanie fotowoltaiki, technologii wykorzystującej energię słoneczną do pozyskiwania energii elektrycznej, jest obecnie powszechne. Montaż instalacji fotowoltaicznych stał się inwestycją opłacalną nie tylko na poziomie gospodarstw domowych, ale również przedsiębiorstw. W tym ostatnim przypadku liczą się proste, ekonomiczne kalkulacje. Te zaś zdecydowanie przemawiają za przełączeniem się na energię słoneczną.
Inwestycja w fotowoltaikę początkowo wydaje się dosyć kosztownym przedsięwzięciem. Rzeczywiście, zakup i instalacja całej potrzebnej infrastruktury są niemałym jednorazowym wydatkiem. Jednak wszystko nie jest tak jednoznaczne. Po pierwsze, nowe uwarunkowania prawne oraz możliwość uzyskania dotacji, ulgi inwestycyjnej czy dostania niskooprocentowanego kredytu pozwalają w dużo krótszym niż wcześniej czasie uzyskać pozytywny zwrot z inwestycji. Po drugie, stały rozwój technologii fotowoltaiki (wydajniejsze panele słoneczne) oraz techniki wpływają na coraz szersze zastosowanie tej metody pozyskiwania energii w przemyśle.
Zadania dla falownika
We współczesnych instalacjach fotowoltaiki najważniejszym elementem są moduły fotowoltaiczne, w których energia słoneczna zostaje przekształcona w prąd stały. Z modułów prąd stały trafia do falownika, którego zadaniem jest przekształcenie go na prąd zmienny. Falownik kontroluje również pracę całej tej mikroelektrowni. Oznacza to, że na bieżąco dopasowuje parametry generowanego prądu do parametrów sieci AC. Monitoruje także wszelkie parametry, które mogą być użyteczne – a może zdarzyć się, iż energii wytworzonej przez instalację fotowoltaiki będzie za dużo lub za mało w stosunku do zapotrzebowania. W pierwszym przypadku nadmiar energii zostaje przekazany do sieci energetycznej. W drugim falownik może zdecydować o przełączeniu się tylko na zasilanie z sieci energetycznej.
Ciągły rozwój techniki powoduje jednak, że falownik staje się rozbudowanym urządzeniem, co wpływa na wzrost jego ceny, a tym samym stanowi znaczący koszt w całej inwestycji. Dlatego zmniejszyło się zainteresowanie mikroinstalacjami fotowoltaicznymi dla zastosowań przemysłowych, np. zdecentralizowanymi systemami nawadniania, w których wymaga się instalacji dodatkowych urządzeń do kontroli wydajności agregatów pompowych (rys. 1). Pomocną dłoń dla takich instalacji wyciągnęli inżynierowie EURA Drives.
Nowe funkcje przemienników
W poprzednim artykule opublikowanym na łamach magazynu APA (nr 12/2020) oraz w Internecie (link do artykułu: https://bit.ly/3hrz9dn) – "Wsparcie dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej – nowe funkcje napędów EURA Drives" – opisane zostały funkcje sterujące agregatem pompowym. Najpowszechniej stosowanym rozwiązaniem w gospodarce wodno-kanalizacyjnej jest agregat pompowy z silnikiem asynchronicznym, zasilany i sterowany za pomocą przemiennika częstotliwości. Dlatego też kluczowym elementem stał się przemiennik częstotliwości, a w szczególności jego wspomniane funkcje do sterowania agregatami pompowymi. Inżynierowie EURA Drives opracowali i wdrożyli przeznaczone dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej oprogramowanie przemienników częstotliwości serii E-2100-P, EM-30 oraz EP-66-P. Dodatkowo wprowadzone zostały funkcje przydatne do zarządzania mikroinstalacjami fotowoltaicznymi, zasilające agregaty pompowe, które do tej pory były dostępne wyłącznie w falownikach.
Inżynierowie EURA Drives proponują w mikroinstalacjach fotowoltaicznych zasilających agregaty pompowe całkowitą rezygnację z falownika i w jego miejsce zastosowanie przemiennika częstotliwości EURA. Jaki to ma wpływ na realizowaną inwestycję? Po pierwsze, rezygnując z falownika, w widoczny sposób obniża się koszt inwestycji – nawet w instalacjach, gdzie regulacja agregatu pompowego była uproszczona. Po drugie, dzięki zastosowaniu przemiennika częstotliwości zyskuje się szerokie możliwości sterowania agregatem pompowym i kontrolę pracy mikroinstalacji fotowoltaicznej.
Od teraz użytkownicy przemienników częstotliwości EURA Drives otrzymują tryb fotowoltaiki, w którym przemiennik nadzoruje pracę instalacji fotowoltaicznej, jednocześnie sterując pracą silnika zasilanego właśnie z tej instalacji.
W praktyce wygląda to w ten sposób, że przemiennik częstotliwości zasilany jest bezpośrednio z modułów fotowoltaicznych prądem stałym, który następnie ulega przekształceniu w prąd przemienny, zasilający silnik (agregat pompowy), zgodnie z zaprogramowanym cyklem pracy.
Najważniejszymi funkcjami wbudowanymi w przemienniku częstotliwości EURA w trybie fotowoltaiki są:
- kontrola nasłonecznienia – przemiennik za pomocą podłączonego pyranometru lub płytkowego miernika promieniowania słonecznego mierzy stopień nasłonecznienia, monitorując tym samym możliwą do uzyskania moc z modułów fotowoltaicznych. Wartość nasłonecznienia wyświetlana jest bezpośrednio na panelu przemiennika częstotliwości, w jednostce W/m²;
- stabilizacja napięcia wyjściowego – w zależności od nasłonecznienia, a tym samym napięcia prądu stałego uzyskanego z modułów fotowoltaicznych, przemiennik częstotliwości EURA stabilizuje napięcie wyjściowe przekazywane do silnika;
- czas próbkowania nasłonecznienia – stała czasowa pomiaru nasłoneczniania w zakresie 0,0~100,0 s;
- nasłonecznienie robocze – próg nasłonecznienia dla osiągnięcia maksymalnej prędkości obrotowej zasilanego silnika;
- start z optymalizacją energii – aby zapobiec nadmiernie szybkiemu odprowadzeniu energii z modułów fotowoltaicznych, start silnika jest przeprowadzany stopniowo, od stałej częstotliwości do minimalnej częstotliwości pracy silnika.
Podczas pracy przemiennika częstotliwości EURA z aktywowanym trybem fotowoltaiki dostępne są funkcje sterowania wydatku układu pompowego, pomocnicze i zabezpieczające.
Tryb innowacyjny i perspektywiczny
Rozbudowanie oprogramowania przemienników częstotliwości EURA Drives o tryb fotowoltaiki jest odpowiedzią na zapotrzebowanie gospodarki wodno-kanalizacyjnej dla zdecentralizowanych ujęć wody. Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, aby ten tryb wykorzystać również w wentylacji, np. do zasilania bezpośrednio z instalacji fotowoltaicznej i regulacji wydajności wentylatorów pracujących w centralach klimatyzacyjno-wentylacyjnych. Wprowadzenie trybu fotowoltaiki w przemiennikach częstotliwości EURA stanowi rozwiązanie innowacyjne i – co istotne – nadal rozwijane. Dostępne jest ono dla trzech serii przemienników EURA Drives: E-2100-P, EM-30 oraz IP-66-P, w pełnym zakresie mocy. Dlatego w zależności od potrzeb mogą być one wykorzystywane zarówno w sterowniach (falowniki E-2100-P), jak i jako napędy zdecentralizowane, montowane bezpośrednio na instalacjach (falowniki serii EP-66-P) i bezpośrednio na silnikach (falowniki EM-30).
Zmianie uległy również panele operatorskie, które umożliwiają teraz wyświetlanie nie tylko aktualnych parametrów pracy silników (częstotliwości, prędkości obrotowej, napięcia znamionowego itp.), ale również parametrów technologicznych, np. ciśnienia zadanego, aktualnego itp., oraz bardzo ważnego parametru pracy instalacji fotowoltaicznej – aktualnej mocy modułów fotowoltaicznych (W/m²).
Krajowa dystrybucja
Przemienniki częstotliwości EURA Drives to napędy znane i szeroko stosowane na polskim rynku. Produkowane są w zakresie mocy od 0,25 do 400 kW. Oficjalnym dystrybutorem na terenie Polski jest przedsiębiorstwo HF Inverter Polska, z siedzibą w Toruniu. Przemienniki – zarówno w wersji pompowej, jak i uniwersalne – dostępne są z magazynu znajdującego się w tym mieście.
W HF Inverter Polska pracują wysokiej klasy specjaliści. Większość z nich to inżynierowie automatycy, mający niezbędną wiedzę i doświadczenie z mechatroniki i energoelektroniki, tworzący dział doradców techniczno-handlowych. Duże wsparcie dla tego działu stanowi rozbudowany dział techniczno-serwisowy.
HF Inverter Polska jest oficjalnym dystrybutorem firm: EURA Drives Electric CO.,Ltd. - lidera w zakresie projektowania i produkcji nowoczesnych przemienników częstotliwości, softstarterów i serwonapędów elektrycznych;
ZD Motor CO., Ltd – jednej z największych firm produkujących napędy małych mocy AC i DC.
HF Inverter Polska
www.hfinverter.eu
