Medição da eficiência de conversão de inversores solares de alta tensão e alta corrente
Oferecendo alta precisão de nível de P&D em um pacote pequeno, leve e portátil
Os sistemas de geração de energia que usam energia natural, por exemplo, instalações de energia solar e eólica, utilizam inversores solares (ou inversores fotovoltaicos) para converter a eletricidade CC que geram em eletricidade CA que pode ser usada por residências e outros clientes da rede elétrica. Os engenheiros desenvolveram inversores solares que lidam com tensões e correntes maiores porque os sistemas fotovoltaicos que operam em tensões mais altas podem funcionar com mais eficiência graças a menores perdas de energia. Esses desenvolvimentos exigem instrumentos de medição que possam acomodar voltagens mais altas e correntes maiores.
O Power Analyzer PW3390 pode medir a potência em inversores solares que operam em 1500 V, que recentemente entraram em uso comum. O instrumento tem desempenho equivalente a instrumentos que fornecem a alta precisão exigida no trabalho de P&D, apesar de seu design pequeno, leve e facilmente portátil.
Três problemas que afetam a medição de sistemas fotovoltaicos
A empresa A, fabricante de inversores solares, estava lidando com uma série de problemas envolvendo os analisadores de energia usados para medir altas tensões e grandes correntes.
Problema 1: Os instrumentos não podiam acomodar altas tensões ou grandes correntes.
Avaliar a eficiência de conversão de energia de inversores solares de alta tensão requer sensores de corrente e analisadores de energia capazes de acomodar tensões DC de 1500 V e correntes de vários milhares de amperes no lado de entrada. No entanto, os analisadores de energia existentes eram capazes de acomodar apenas 600 V ou 1.000 V. Calcular a eficiência de conversão de energia de um inversor solar (ou inversor fotovoltaico) capaz de operar a 1.500 V exigia primeiro atenuar a tensão usando sondas diferenciais de alta tensão ou um transformador de tensão e, em seguida, inserindo esses sinais em um analisador de energia para medição ou verificando os medidores instalados no próprio inversor solar.
Como resultado, precisava medir a eficiência da conversão de energia com precisão usando um analisador de energia que aceita altas tensões e grandes correntes.
Questão 2: Há uma diferença de precisão entre os instrumentos usados em P&D e os usados nas fábricas.
Os inversores solares (ou inversores fotovoltaicos) convertem a energia gerada pelos painéis solares em energia CA da rede e seu desempenho é avaliado em termos de eficiência de conversão. Atualmente, os inversores solares (ou inversores fotovoltaicos) oferecem um alto nível de eficiência de conversão de energia que varia de 95% a 98%. Como resultado, a Empresa A precisa medir com precisão a eficiência de conversão de energia de inversores solares (ou inversores fotovoltaicos) que lidam com altas tensões e grandes correntes em suas instalações de P&D. A empresa também quer garantir a qualidade nas linhas de produção onde os produtos que desenvolve são fabricados em volume, medindo a eficiência de conversão de energia com o mesmo alto nível de precisão da etapa de P&D.
No entanto, analisadores de energia típicos são grandes e difíceis de mover. Eles também são caros, tornando extremamente caro comprar várias unidades. Como resultado, as empresas tendem a usar instrumentos compactos e baratos que diferem daqueles usados no trabalho de P&D. Os instrumentos usados nas linhas de produção são menos precisos do que os usados em P&D, o que causa disparidades nos resultados das medições. À medida que a empresa A adiciona linhas de produção, ela precisa garantir a qualidade fazendo medições com o mesmo nível de precisão da etapa de P&D, em todas as linhas de produção.
Problema 3: Os instrumentos não podem acomodar um grande número de canais.
Uma grande instalação pode ter de 10 a 20 canais DC conectados a módulos fotovoltaicos. Para determinar com precisão a eficiência de conversão de energia dos inversores solares (ou inversores fotovoltaicos), é necessário medir um grande número de canais ao mesmo tempo, levando os clientes a solicitar a capacidade de medição multicanal simultânea. No futuro, é provável que o número de canais aumente ainda mais, gerando demanda por instrumentos com mais canais.
De P&D à fabricação: o desempenho do PW3390 resolve problemas de medição.
A empresa A escolheu o Power Analyzer PW3390 depois de determinar que o instrumento fornece funcionalidade que resolve problemas com medição de inversor solar (ou inversor fotovoltaico) e que pode realizar medição de energia de alta precisão independentemente da localização, desde P&D até fabricação e no campo.
Medição de alta tensão e alta corrente
As faixas de medição do PW3390 fornecem cobertura de até 1.500 V. Isso permite que o instrumento meça 1.500 V CC de inversores solares de alta tensão (ou inversores fotovoltaicos), atendendo à solicitação da Empresa A.
No que diz respeito à medição de corrente, a Hioki oferece uma ampla seleção de sensores de corrente desenvolvidos internamente para que os clientes possam escolher os melhores dispositivos para suas aplicações. Para frequências de rede de 50 Hz/60 Hz, nossos sensores de uso geral podem medir no máximo 6.000 A. Para CC, oferecemos sensores de alta precisão do tipo grampo que podem medir até 1.000 A, bem como alta passagem -sensores de precisão que podem medir até 2000 A.
Sensor de alta precisão do tipo pass-through
Sensor de alta precisão tipo braçadeira
Sensor de uso geral no lado da grade
Além disso, a unidade de sensor dedicada CT9557 pode ser usada para adicionar e emitir as formas de onda de vários sensores de corrente. Desta forma, o PW3390 pode aceitar entrada de corrente de até 8000 A em uma linha de circuito multicabo de 4 fios, permitindo medir a eficiência de conversão de energia com alto nível de precisão quando grandes correntes estão envolvidas, resolvendo o problema descrito acima .
Oferecendo alta precisão de nível de P&D em um pacote pequeno, leve e portátil
Apesar de ser pequeno e leve o suficiente para ser carregado com uma mão, o PW3390 oferece alta precisão de medição comparável aos analisadores de energia usados para avaliar o desempenho no estágio de P&D. A capacidade de usar o mesmo instrumento em P&D e – devido ao seu tamanho pequeno e baixo preço – em locais de fabricação significa que não haverá disparidade nas medições feitas em P&D e fabricação. Além disso, as linhas de produção podem ser montadas mais rapidamente, pois o mesmo instrumento usado em P&D pode ser integrado a essas linhas. O PW3390 também pode ser usado em campo, portanto, os mesmos resultados podem ser obtidos durante as inspeções de manutenção.
P4: Potência CC (saída do painel), P123: Potência trifásica (saída do inversor solar), η1: Eficiência de conversão, Urf4: Fator de ondulação, F1: Frequência, Uthd1: Distorção harmônica total de tensão, Uurb: Taxa de desequilíbrio, Perda1: Perda
Adquirindo dados sincronizados de até 8 instrumentos com 4 canais cada (32 canais)
O PW3390 oferece quatro canais de entrada. Ao conectar oito PW3390s com um cabo dedicado e usar a função de sincronização dos instrumentos, você pode sincronizar os sinais de controle dos instrumentos e os relógios internos. Dessa forma, você pode conectar até oito PW3390s e adquirir dados sincronizados de 32 canais, que podem ser gerenciados centralmente usando um computador.
Suporte para tensões ainda mais altas e medição simultânea de vários circuitos
À medida que os sistemas de geração de energia que usam energia natural ganham maior adoção, espera-se que os inversores solares (ou inversores fotovoltaicos) lide com tensões ainda maiores que 1500 V e correntes ainda maiores. Além disso, inversores solares multi-string estão sendo desenvolvidos para maximizar a quantidade de energia gerada por sistemas fotovoltaicos. Os inversores solares multi-string controlam o ponto de operação para produzir a quantidade máxima de energia para cada string. Devido ao aumento do número de circuitos, mais pontos precisam ser medidos no teste de avaliação.
A Hioki oferece o opcional AC/DC High Voltage Divider VT1005, que pode ser combinado com um analisador de energia para realizar medições seguras (CAT II 2000 V ou CAT III 1500 V) de altas tensões de até 5000 V. Além disso, o PW8001, o modelo principal do analisador de potência (que é um modelo topo de linha do PW3390), pode analisar (exibir e gravar) a potência de até 8 canais.
O VT1005 divide altas tensões de dispositivos como inversores solares (ou inversores fotovoltaicos) e inversores e os envia para um analisador de energia. Como o dispositivo fornece cobertura para uma ampla banda de frequências que se estende desde a onda fundamental até as frequências de comutação, ele permite que os analisadores de energia capturem com precisão todos os componentes da potência do lado da saída do inversor: onda fundamental, frequências de comutação e harmônicos. Quando usado com o PW8001, modelo carro-chefe da Hioki, que pode acomodar até oito canais de entrada, o VT1005 permite melhorias com eficiência em inversores que usam dispositivos de potência SiC a serem medidos no nível de 0,1%.
Os instrumentos Hioki podem ser usados não apenas em P&D, mas também em uma ampla gama de aplicações de medição, inclusive em locais de fabricação e em campo. Temos o prazer de fornecer instrumentos de demonstração e amostras para que os clientes em potencial possam realizar testes de medição. Por favor, entre em contato com quaisquer problemas de medição que você gostaria de resolver ou instrumentos nos quais você está interessado.
