Striedač je jedným z najdôležitejších zariadení solárneho systému. Je to zariadenie, ktoré premieňa jednosmerný prúd (DC) generovaný solárnymi panelmi na striedavý prúd (AC) používaný v sieti. Pri jednosmernom prúde tečie prúd jedným smerom pri konštantnom napätí. Pri striedavom prúde tečie prúd v obvode oboma smermi pri zmene napätia z kladného na záporné. Striedač je len jeden typ výkonového elektronického zariadenia, ktoré reguluje tok prúdu.
Menič v podstate premieňa jednosmerný prúd na striedavý tak, že veľmi rýchlo prepína smer jednosmerného vstupu tam a späť. Takto sa zo vstupu jednosmerného prúdu stáva výstup striedavého prúdu. filtre a iné elektronické zariadenia sa môžu použiť na výrobu napätia, ktoré sa mení v podobe čistej, opakujúcej sa sínusoidy, ktorú možno dodať do siete. Sínusová vlna je tvar alebo vzor zmien napätia v čase a je to vzor výkonu, ktorý môže sieť použiť bez poškodenia elektrických zariadení, ktoré sú navrhnuté na prevádzku pri určitej frekvencii a napätí.
Prvé meniče boli vytvorené v 19. storočí a boli mechanické. rotujúci motor sa mohol použiť na plynulú zmenu priameho alebo spätného zapojenia zdroja jednosmerného prúdu. Dnes vyrábame elektrické spínače s tranzistormi, čo sú polovodičové zariadenia bez pohyblivých častí. Tranzistory sú vyrobené z polovodičových materiálov, ako je kremík alebo arzenid gália. Riadia tok elektrickej energie na základe vonkajších elektrických signálov.
Ak mátedomáci solárny systém, váš menič má pravdepodobne niekoľko funkcií. Okrem premeny solárnej energie na striedavý prúd môže monitorovať systém a poskytovať portál na komunikáciu s počítačovými sieťami. Solárne systémy plus batériové úložiská sa spoliehajú na pokročilé striedače, ktoré dokážu fungovať bez podpory siete počas výpadkov (ak sú na to navrhnuté).
Smerom k sieti založenej na invertoroch
Elektrická energia sa v minulosti vyrábala predovšetkým spaľovaním paliva na výrobu pary, ktorá potom poháňala turbogenerátory. Pohyb týchto generátorov vytvára striedavý prúd pri otáčaní zariadení, čo určuje aj frekvenciu alebo počet opakovaní sínusoidy. Frekvencia napájania je dôležitým ukazovateľom stavu elektrickej siete. Ak je napríklad zaťaženie príliš veľké (príliš veľa zariadení spotrebúva energiu), potom sa energia zo siete spotrebúva rýchlejšie, ako sa môže dodávať. V dôsledku toho sa turbíny spomalia a frekvencia striedavého prúdu sa zníži. Keďže turbíny sú veľké rotujúce objekty, odolávajú zmenám frekvencie rovnako ako všetky objekty odolávajú zmenám pohybu, čo sa nazýva zotrvačnosť.
Keďže do siete pribúda viac solárnych systémov, k sieti je pripojených viac striedačov ako kedykoľvek predtým. Výroba energie z invertorov môže vyrábať energiu pri akejkoľvek frekvencii a keďže nie je zapojená žiadna turbína, nemá rovnaké zotrvačné vlastnosti ako výroba energie z pary. Preto si prechod na sieť s väčším počtom striedačov vyžaduje budovanie inteligentnejších striedačov, ktoré dokážu reagovať na zmeny frekvencie a iné poruchy, ktoré sa vyskytujú počas prevádzky siete, a pomáhajú stabilizovať sieť pred týmito poruchami.
Sieťové služby a striedače
Prevádzkovatelia sietí riadia ponuku a dopyt po elektrickej energii v energetickej sústave poskytovaním rôznych sieťových služieb. Sieťové služby sú činnosti, ktoré prevádzkovatelia sietí vykonávajú s cieľom udržať rovnováhu v celej sústave a lepšie riadiť prenos elektriny.
Keď sieť prestane fungovať podľa očakávaní, napríklad pri odchýlkach napätia alebo frekvencie, inteligentné striedače môžu reagovať rôznymi spôsobmi. Vo všeobecnosti platí, že štandardom pre malé striedače, ako sú tie pripojené k domácemu solárnemu systému, je zostať zapnuté alebo "prežiť" prerušenie, keď dôjde k malým výkyvom napätia alebo frekvencie, a automaticky sa odpojiť od siete a vypnúť, ak prerušenie trvá dlhší čas alebo je väčšie ako zvyčajne. Reakcia na frekvenciu je obzvlášť dôležitá, pretože poklesy frekvencie sú spojené s neočakávaným vypnutím výroby. V reakcii na zmeny frekvencie sú striedače nakonfigurované tak, aby zmenili svoj výkon a obnovili štandardnú frekvenciu. Zdroje založené na invertoroch môžu reagovať aj na signály operátora, aby zmenili svoj výkon podľa toho, ako sa mení ponuka a dopyt v energetickej sústave, čo je služba siete nazývaná automatické riadenie výroby. Na poskytovanie sieťových služieb musí mať striedač k dispozícii zdroj energie, ktorý môže riadiť. Môže to byť výroba, napríklad solárny panel, ktorý práve vyrába energiu, alebo skladovanie, napríklad batériový systém, ktorý sa môže použiť na poskytovanie predtým uloženej energie.
Ďalšou službou siete, ktorú môžu niektoré pokročilé striedače poskytovať, je formovanie siete. Striedače na tvorbu siete môžu spustiť sieť, keď dôjde k poruche siete, pričom tento proces sa nazýva čierny štart. Tradičné striedače "sledujúce sieť" potrebujú externý signál zo siete, aby určili, kedy sa majú prepnúť, aby sa vytvorila sínusová vlna, ktorú možno dodať do siete. V týchto systémoch poskytuje napájanie zo siete signál, ktorému sa striedač snaží prispôsobiť. Pokročilejšie sieťotvorné meniče môžu signál generovať samy. Napríklad malá sieť solárnych panelov môže určiť jeden zo svojich striedačov, aby pracoval v režime vytvárania siete, a ostatné striedače ho nasledujú ako tancujúci partneri, čím vytvárajú stabilnú sieť bez akejkoľvek výroby na báze turbíny.
Jalový výkon je jednou z najdôležitejších služieb siete, ktoré môžu poskytovať striedače. V elektrickej sieti sa vždy mení napätie (sila, ktorá tlačí elektrické náboje), ako aj prúd (pohyb elektrických nábojov). Keď sú napätie a prúd synchronizované, elektrická energia je maximalizovaná. Niekedy však môže dôjsť k oneskoreniu medzi dvoma striedavými režimami pre napätie a prúd, napríklad keď beží motor. Ak nie sú synchronizované, časť energie pretekajúcej obvodom nemôže byť absorbovaná pripojeným zariadením, čo vedie k stratám účinnosti. Na výrobu rovnakého množstva "skutočného" výkonu (výkonu, ktorý dokáže absorbovať záťaž) je potrebný vyšší celkový výkon. Aby sa tomu čelilo, energetické spoločnosti poskytujú jalový výkon, ktorý vracia napätie a prúd späť do synchronizácie, čím sa uľahčuje spotreba elektrickej energie. Tento jalový výkon sa sám o sebe nevyužíva, ale skôr umožňuje, aby sa iný výkon stal užitočným. Moderné striedače môžu poskytovať aj absorbovať jalový výkon, aby pomohli sieti vyvážiť tento dôležitý zdroj. Okrem toho, keďže jalový výkon sa ťažko prenáša na veľké vzdialenosti, distribuované zdroje energie, ako je napríklad strešná solárna energia, sú obzvlášť užitočnými zdrojmi jalového výkonu.
