Čo robí invertor?
Invertor je kritickou súčasťou každého energetického systému, od malej inštalácie obnoviteľnej energie až po masívnu priemyselnú prevádzku. Primárnou funkciou meniča je zmeniť výkon jednosmerného prúdu (DC) na výkon striedavého prúdu (AC).
Čo je napájanie jednosmerným a striedavým prúdom?
Jednosmerný prúd (DC) je elektrický tok, ktorý sa pohybuje v jednom smere, zvyčajne v priamom smere. Batérie a solárne panely produkujú jednosmerný prúd, ktorý sa dá relatívne ľahko skladovať, no nie je veľmi efektívny na prenos alebo distribúciu energie na veľké vzdialenosti.
Na druhej strane striedavý prúd (AC) je ako vlna, ktorá osciluje tam a späť a mení smer a amplitúdu mnohokrát za sekundu, merané v Hertzoch (Hz). Napájanie striedavým prúdom je efektívnejšie na prenos na veľké vzdialenosti a na napájanie väčšiny domácich a priemyselných zariadení.
Prečo potrebujeme invertor?
Ak je teda jednosmerný prúd efektívnejšie skladovať, prečo nepoužívať stále jednosmerný prúd? Jednoduchá odpoveď je, že väčšina zariadení, ktoré denne používame, od žiaroviek cez chladničky až po počítače, je navrhnutá na napájanie striedavým prúdom. Priemyselné zariadenia a motory tiež vyžadujú na svoje fungovanie striedavý prúd.
Preto, aby sme s týmito zariadeniami používali jednosmerný prúd, museli by sme premeniť jednosmerný prúd na striedavý prúd. Tu prichádza na rad invertor.
Ako funguje invertor?
Invertor využíva komplexnú sadu elektronických obvodov na premenu jednosmerného prúdu na striedavý prúd. Proces zahŕňa niekoľko krokov:
1. Usmernenie: Napájanie jednosmerným prúdom sa najskôr usmerní alebo sa zmení na impulzný jednosmerný výstup.
2. Filtrovanie: Pulzný jednosmerný výstup je filtrovaný, aby sa odstránil akýkoľvek vysokofrekvenčný šum alebo špičky, ktoré by mohli ovplyvniť výkon meniča alebo pripojených zariadení.
3. Konverzia: Filtrovaný jednosmerný prúd sa potom premení na striedavý výkon pomocou spínacieho obvodu, ktorý strieda smer a amplitúdu výstupného výkonu, čím sa vytvorí oscilačný vlnový vzor, ktorý je podobný tvaru vlny striedavého prúdu.
4. Riadenie: Riadiaci systém meniča prispôsobuje výstupnú frekvenciu a napätie požiadavkám pripojených zariadení.
Typy meničov
Existuje niekoľko typov meničov, z ktorých každý má svoje výhody a nevýhody v závislosti od aplikácie.
1. Čistý sínusový menič: Tento typ meniča vytvára hladký a konzistentný striedavý priebeh, ktorý je ideálny pre napájanie citlivej elektroniky a medicínskych zariadení. Čisté sínusové meniče sú drahšie, ale poskytujú lepší výkon a dlhšiu životnosť.
2. Modifikovaný sínusový menič: Tento typ meniča vytvára výstup, ktorý je všeobecne prijateľný pre väčšinu domácich a priemyselných aplikácií, hoci nemusí byť vhodný pre citlivú elektroniku, ako sú počítače alebo lekárske zariadenia. Modifikované sínusové meniče sú lacnejšie ako čisté sínusové meniče, ale môžu produkovať väčší elektrický šum alebo skreslenie.
3. Grid-tie invertor: Tento typ meniča je navrhnutý tak, aby premieňal jednosmerný prúd zo solárnych panelov na striedavý prúd, ktorý môže byť dodávaný späť do elektrickej siete. Striedače musia spĺňať prísne bezpečnostné a regulačné normy, aby sa zabránilo poškodeniu elektrickej siete alebo potenciálnemu ohrozeniu ľudí alebo majetku.
4. Invertor mimo siete: Tento typ meniča sa používa v systémoch obnoviteľnej energie, kde nie je pripojenie k elektrickej sieti. Striedače mimo siete musia mať robustnú kapacitu akumulácie energie, ako aj schopnosť produkovať konzistentný striedavý prúd v priebehu niekoľkých dní alebo dokonca týždňov.
Aplikácie invertorov
Meniče sa používajú v širokej škále aplikácií, od malej spotrebnej elektroniky až po rozsiahle priemyselné systémy.
1. Systémy solárnej energie: Invertory sú základnými komponentmi systémov solárnych panelov, ktoré generujú jednosmerný prúd, ktorý sa musí premeniť na striedavý prúd pre použitie v domácnostiach alebo budovách. Striedače umožňujúce prebytočnú energiu posielať späť do elektrickej siete, zatiaľ čo invertory mimo siete poskytujú akumuláciu energie a zálohu v prípade výpadku prúdu.
2. Elektrické vozidlá: Invertory sa používajú v hnacích jednotkách elektrických vozidiel na premenu jednosmerného prúdu z batérie na striedavý prúd na pohon elektromotora.
3. Neprerušiteľné zdroje napájania (UPS): Invertory sa používajú v systémoch UPS na zabezpečenie núdzovej zálohy napájania pre kritické systémy, ako sú nemocnice, dátové centrá a telekomunikačné siete.
4. Priemyselné zariadenia: Invertory sa používajú na riadenie rýchlosti a výkonu motorov a iných ťažkých strojov používaných vo výrobe, stavebníctve a iných priemyselných aplikáciách.
5. Telekomunikácie: Invertory sa používajú v mnohých typoch komunikačných zariadení, vrátane bezdrôtových základňových staníc, vzdialených senzorov a systémov na zber údajov.
Záver
Stručne povedané, menič je základnou súčasťou mnohých typov energetických systémov, čo umožňuje premenu jednosmerného prúdu na striedavý prúd pre použitie v domácnostiach, podnikoch a priemyselných aplikáciách. Invertory sa dodávajú v niekoľkých typoch, z ktorých každý má svoje výhody a nevýhody v závislosti od aplikácie. Keďže sa systémy obnoviteľnej energie čoraz viac rozširujú, invertory budú naďalej zohrávať kľúčovú úlohu pri prechode na čistejšiu a udržateľnejšiu energetickú budúcnosť.