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並網單項逆變器

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  • 产品说明

一、並網逆變器簡介:


並網逆變器(grid-tie inverter,簡稱GTI)是一種特殊的逆變器,除了可以將直流電轉換給交流電外,其輸出的交流電可以和和市電的頻率及相位同步,因此輸出的交流電可以回到市電。並網逆變器常用在一些直流電壓源(如太陽能板或是小型風力發電機)和電網連接的應用中。

在許多國家,有並網電力係統的住家或是公司,可以將其產生的電力再賣給電力公司。輸送回電網的電力有幾種不同的補貼方式。淨計量電價是指有可再生能源設備的住家或公司,依其送回電網的淨能量來領取補貼,例如某一個月,一個住家送回電網的電力為500千瓦-小時,而從電網用的電力為100千瓦-小時,則依400千瓦-小時來領取補貼。在美國,淨能量的政策會依司法管轄區不同而不同。另一種政策是上網電價補貼政策,產生每一千瓦-小時的電依照和輸電公司所訂契約中列的補貼方式來進行補貼。

在美國,並網能源係統是在國家電氣規範(NEC)管理範圍以內,因此會對並網逆變器有一些強製性的要求。


並網單項逆變器


二、並網逆變器運作方式:


逆變器會將直流電源轉換為交流電源,以便送回電網。並網逆變器的輸出電壓的頻率需和電網頻率(50或60Hz)相同,一般會用機器中的振蕩器達成,並且也會限製輸出電壓不超過電網電壓。現代高品質的並網逆變器,其輸出的功率因素可以為1,表示其輸出的電壓及電流相位是相同旳,和電網電壓之間的相位差在1度以內。逆變器中有微處理器可以感測電網的交流波形,並且依此波形來產生電壓送回電網。不過送回電網的電需有一定比例的無功功率,使附近電網的電力在允許的限製範圍內,否則,若某一區域電網的再生能源比例較高,在高電能產出的時候(例如中午)其電壓可能會上升的太高。

若電網的電力斷電時,並網逆變器需要快速的和電網離線。這是美國國家電氣規範(NEC)的規定,以確保在電網斷電時,並網逆變器也不會提供電力給電網,此時維修電網的工人才不會因此而觸電。

若適當的配置,並網逆變器可以讓一個家庭可以使用其自行發電的替代能源(例如太陽能或是風力發電),而不需要繁雜的配線,也不需要電池。若是替代能源不足,不足的部分仍然會用電網的電來提供。


並網單項逆變器產品特點


三、並網逆變器特性:


逆變器會針對其產品線印製資料表。各廠家資料表中的用詞及內容可能會有所不同,但一般會包括以下內容:

額定輸出功率(Rated output power):單位可以是瓦特或是千瓦。有些逆變器可能會針對不同的輸出電壓有不同的額定輸出功率。例如逆變器可以設定在240VAC或208VAC輸出,兩者的額定輸出功率就會不同。

輸出電壓(Output voltage):是指逆變器可以連接的電網電壓。若是小型的家用並網逆變器,其輸出電壓多半會是240VAC。若是商用的逆變器,其電壓會是208, 240, 277, 400, 480 或600VAC,而且可能會是三相輸出。

峰值效率(Peak efficiency):峰值效率是指逆變器可以輸出的最佳效率(效率是以其輸出交流電功率除以逆變器輸入的直流電功率)。在2009年7月時,大部分市麵上的並網逆變器峰值效率可以到94%,有些可以高到96%。其散失的能量主要是散失為熱能。為了讓逆變器輸出到額定功率,其輸入的電功率需大於額定功率。例如5000W逆變器其滿功率時效率為95%,因此需要5,263W的輸入功率(額定功率除以效率)。若逆變器可以在數個不同電壓下輸出電能,也會在各電壓下有其峰值效率。

CEC加權效率(CEC weighted efficiency):此效率的計算方式是加州能源委員會(CEC)在其GoSolar網站公布的算法為主。和峰值效率不同,CEC加權效率是平均效率,比較可以表示逆變器在運作時的情形。若逆變器可以在數個不同電壓下輸出電能,也會在各電壓下有其CEC加權效率。


並網逆變器廠家


最大輸入電流(Maximum input current):是逆變器可以使用的最大直流電流。若係統(例如太陽能電池)輸出的電流超過此一上限,逆變器無法使用此一電流。

最大輸出電流(Maximum output current):是指逆變器可以連續提供的最大交流電流。此數值一般會用來確認過電流保護設備(保險絲或無熔絲開關)的最小電流額定,以及將電路斷開相關設備的最小電流額定。若逆變器可以在數個不同的交流電壓下輸出,也有可能在各電壓有不同的最大輸出電流。

峰值功率追蹤電壓(Peak power tracking voltage):這表示逆變器的最大功率點追蹤(MPPT)可以運作的直流電壓範圍。係統設計者需確認係統的串接已經過優化,在一年的大多數時間,串接後產生的電壓是在上述範圍內。因為電壓可能會波動,而且會隨著溫度而變化,這可能是個困難的工作。

啟動電壓(Start voltage):不是所有的逆變器都會標示此項數值,此數值是指逆變器要啟動及開始運轉需要的最低直流電壓,在太陽能的應用下格外重要,因為係統設計者需確認已有夠多的光伏模組串聯,其電壓可以超過啟動電壓。若廠商未標示此一數值,係統設計者一般會以峰值功率追蹤電壓的下限為逆變器的最低電壓。

國際防護等級認證(IPxx rating):防護等級或是IP編號分類是針對產品有關固體異物(在防護等級的第1碼表示)以及水(在防護等級的第2碼表示)的防護能力。數字越大表示防護能力越好。美國的NEMA外殼類型用途也是類似國際防護等級。大部分用在室外逆變器是IP45(不防塵)或IP65 (防塵),或者在美國則是NEMA 3R(無揚塵保護)或是NEMA 4X(防塵、防直接濺水,及額外的防腐蝕保護)。


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