Przetwornica jest urządzeniem pozwalającym na zmianę postaci prądu elektrycznego. Najczęściej są one wykorzystywane, aby zamienić prąd stały na zmienny. Urządzenia pozwalają też na modyfikację wybranych parametrów, jak np. napięcie czy częstotliwość prądu. Jak obliczyć zapotrzebowanie na moc ciągłą przetwornicy i w jakich instalacjach jest ona niezbędna?
Sprawdź przetwornice napięć w hurtowni Onninen
Jak obliczyć zapotrzebowanie na moc ciągłą przetwornicy?
Prawidłowe obliczenie zapotrzebowania na moc ciągłą przetwornicy jest niezbędne, aby urządzenie działało skutecznie i efektywnie. W sprzedaży dostępne są rozwiązania o różnych parametrach, ale jeśli nie będzie ona właściwie dopasowana do potrzeb, to urządzenie nie będzie działało prawidłowo, pojawić się mogą straty.
Pierwszym krokiem do ustalenia optymalnej mocy przetwornicy jest identyfikacja urządzeń, które mają zostać zasilane prądem z przetwornicy. Do wykonania obliczeń niezbędne będą parametry poszczególnych urządzeń, w szczególności moc znamionowa oraz rodzaj obciążenia (np. indukcyjne lub rezystancyjne).
Kolejnym krokiem jest obliczenie, jaka jest moc całkowita pobierana przez każde z urządzeń. Dla każdego należy obliczyć moc całkowitą, a następnie zsumować uzyskane wyniki. Wartość ta jest jednym z kluczowych czynników potrzebnych do ustalenia, jaka przetwornica będzie najlepsza.
Poza mocą równie istotny jest też rodzaj obciążenia, jakie jest generowane przez obciążenie. Najbardziej charakterystyczne są dwa — obciążenie indukcyjne i rezystancyjne. To pierwsze związane jest m.in. z urządzeniami wyposażonymi w silniki, które w chwili uruchomienia generują duże obciążenie. Lodówki, czy klimatyzatory początkowo pobierają zdecydowanie więcej energii, niż wynosi ich moc znamionowa. Dlatego jeśli przetwornica ma skutecznie obsługiwać tego typu sprzęty, to jej moc musi być odpowiednio wysoka. Przyjmuje się, że wybrać należy przetwornicę z ok. 3-5 większym zapasem mocy, niż wartości mocy znamionowej. Obciążenie rezystancyjne generowane jest przez np. żarówki. W przeciwieństwie do obciążenia indukcyjnego, obciążenie rezystancyjne jest bardziej stabilne, a jego wartość zbliżona jest do podanej mocy znamionowej.
Wśród ważnych parametrów, jakie trzeba wziąć pod uwagę podczas obliczeń, wskazać należy tzw. moc szczytową (chwilową) przetwornicy. Parametr ten jest szczególnie ważny, jeśli obsługiwane będą urządzenia, charakteryzujące się wysoką mocą początkową, potrzebujące do uruchomienia dużej mocy początkowej. Przykładem mogą tu być lodówki, a także pompy ciepła lub klimatyzatory.
Co lepiej wybrać: Inwerter fotowoltaiczny czy regulator ładowania?
Kwestię wyboru pomiędzy inwerterem fotowoltaicznym a regulatorem ładowania najlepiej jest rozważyć indywidualnie, biorąc pod uwagę specyficzne czynniki i potrzeby. Duże znaczenie ma tu rodzaj wykorzystywanej instalacji fotowoltaicznej, a także sposób wykorzystywania wytworzonej przez nią energii.
Inwerter fotowoltaiczny umożliwiają przetworzenie prądu stałego, który generowany jest przez panele fotowoltaiczne w prąd zmienny, który najczęściej jest wykorzystywany przez urządzenia działające w sieci. Przetwornica fotowoltaiczna sprawdzi się przede wszystkim w instalacji on-grid, czyli wtedy, gdy nadmiar wytworzonego prądu zostaje przekazany do sieci zewnętrznej. Będzie ona niezbędna także wtedy, gdy wytworzonym przez panele PV prąd zasilał będzie sieć, w której działają urządzenia potrzebujące prądu zmiennego. Zamontowany inwerter sprawia, że sprzęty mogą korzystać bezpośrednio z prądu wytwarzanego przez system fotowoltaiczny.
Alternatywą dla inwerterów są specjalne regulatory ładowania. Są to urządzenia, odpowiadające za regulację i kontrolę przepływu prądu bezpośrednio z paneli do specjalnych akumulatorów. Odpowiednio dobrane regulatory pomagają w zabezpieczeniu akumulatora przed nadmiernym rozładowaniem lub przeładowaniem i przeciążeniem. Takie rozwiązanie jest najczęściej stosowane w instalacjach typu off-grid, czyli gdy fotowoltaika nie jest podłączona do sieci zewnętrznej. Przetwornice napięć są potrzebne do magazynowania energii w akumulatorach, aby bezpiecznie i bez ryzyka przeładowania przechowywać energię.
W jakich instalacjach konieczna jest przetwornica napięcia?
Przetwornice napięcia są niezbędne zarówno w instalacjach on-grid, jak i off-grid. W obu rozwiązania pozwalają na zamianę napięcia wejściowego, aby było ono dostosowane do potrzeb docelowych.
Tam, gdzie instalacja jest połączona z siecią zewnętrzną, przetwornica napięcia gwarantuje bezpieczne przekształcanie prądu, który może następnie trafić do sieci energetycznej. Panele słoneczne generują prąd stały, a przed jego przesłaniem konieczna jest zmiana napięcia zasilającego na prąd zmienny. Dotyczy to zarówno przesyłu do sieci zewnętrznej, jak i do instalacji domowej. Rolą przetwornicy jest integracja systemu paneli fotowoltaicznych z siecią.
Stosowanie przetwornic jest konieczne w każdej instalacji off-grid, ponieważ bez niej zasilanie urządzeń prądem bezpośrednio z paneli PV lub akumulatorów nie byłoby możliwe. Urządzenia domowe do prawidłowego działania potrzebują prądu zmiennego. Kontrola napięcia wejściowego i napięcia wyjściowego chroni znajdujące się w domu sprzęty. Połączenie z przetwornicą jest niezbędne, aby zapewnić sprawność komponentów. Trzeba jednak pamiętać, że musi ona zostać właściwie dobrana. Przetwornica oraz inne elementy układu, jak np. tranzystor, cewki, diody, kondensatory, działają wspólnie w celu zabezpieczenia układów i sprzętów. Niwelują zakłócenia, poprawiają wydajność, zwiększają sprawność przetwornicy, regulując napięcie zasilania do potrzeb układu i źródła zasilania.