Aurinkoenergian pumppausinvertterikaappi

Tämä invertterijärjestelmä on koteloitu tukevaan lattialle rakennettavaan teräskaappiin, jonka IP54-luokitus on tai korkeampi, ja siinä on integroitu koko tehon muunnosketju – DC-tulosuojaus, useita MPPT-tulokanavia, taajuusmuuttajataso, AC-lähdön suodatus ja kattava järjestelmäohjain – kaikki esijohdotettu ja tehtaalla testattu nopeaa kenttäkäyttöä varten. Tehot vaihtelevat 2,2 kW:sta yli 250 kW:iin, ja ne tukevat yksi- ja kolmivaiheisia vaihtovirtapumppumoottoreita vakiojännitteillä. Kehittynyt MPPT-algoritmi saavuttaa yli 99 %:n seurantatehokkuuden säätämällä dynaamisesti moottorin nopeutta reaaliajassa auringon säteilyn muuttuessa päivän aikana, mikä varmistaa maksimaalisen päivittäisen veden toimituksen. Hybriditulovaihtoehto hyväksyy vaihtovirtaverkon tai dieselgeneraattorin varavirtalähteen, joka kytkeytyy automaattisesti ylläpitämään vedentuotantoa pilvisenä aikana tai yökäytössä. Integroidut järjestelmäsuojat kattavat kuivakäynnin, ylikuormituksen, ylijännitteen, alijännitteen, vaihekatkoksen ja oikosulun, kun taas automaattinen lepotila- ja herätyslogiikka, joka perustuu käyttäjän asettamiin vähimmäistehokynnykseen, suojaa pumppua ja paneeleita. Graafinen kosketusnäytöllinen HMI näyttää reaaliaikaiset teho-, jännite-, virtaus- ja energiatiedot RS485- ja valinnaisilla GPRS/4G/Wi-Fi-liitännöillä, jotka mahdollistavat etävalvonnan ja integroinnin SCADA- tai IoT-alustoihin Modbusin kautta. Kaikki tehokomponentit on sijoitettu ilmastoituun kaappiin, jossa on suodatettu pakkoilmajäähdytys, ylijännitesuoja ja täysin sovellettavien IEC- ja paikallisten verkkostandardien mukainen.

2. Ihanteelliset sovellukset

Solar Pumping Inverter Cabinet on suunniteltu luotettavaan ympärivuotiseen vesihuoltoon, kun verkkovirta on epäluotettavaa tai sitä ei ole, ja se tarjoaa autonomisen, valvomattoman pumpun ohjauksen maatalouden, yhteisön ja teollisuuden vesijärjestelmiin.

Maatalouden kastelu ja maanviljely

Laajamittainen kastelujärjestelmät, tippasyöttöjärjestelmät ja keskipistetoiminnot syrjäisillä viljelymailla ovat ihanteellisia ehdokkaita. Invertteri käyttää suuritehoisia kolmivaiheisia pumppuja suoraan aurinkopaneeleista ja tuottaa maksimaalisen virtauksen auringonvalon huippuaikoina – juuri silloin, kun kasvit tarvitsevat eniten vettä. Hybridisyöttö mahdollistaa saumattoman verkon tai generaattorin varmuuskopioinnin kriittisten kasvuvaiheiden aikana. Koska akkuja ei ole huollettava, ja ulkoasennus on säänkestävä, maanviljelijät hyötyvät huomattavasti alhaisemmista energia- ja käyttökustannuksista dieselpumppaukseen verrattuna.

Kunnallinen ja kunnallinen vesihuolto

Maaseutukylät, syrjäiset asuinpaikat ja kunnalliset vesiviranomaiset voivat käyttää aurinkovoimalla toimivaa kaivopumppua tuottamaan puhdasta juomavettä. Invertterin automaattinen toiminta – alkaa auringonnousun ja pysähtyy auringonlaskun aikaan tai kun varastosäiliö on täynnä – poistaa päivittäisen käyttäjän läsnäolon tarpeen. GPRS/4G-etävalvonnan avulla vesiviranomaiset voivat seurata pumpun tilaa, veden tuotantoa ja järjestelmän kuntoa keskusvalvomosta, mikä vähentää kalliita käyntejä. Kaapin vankka rakenne suojaa pölyltä, hyönteisiltä ja vuodenaikojen äärimmäisiltä sääolosuhteilta.

Karjankasvatus ja etäkarjan kastelu

Nautaasemat, lammastilat ja laajalle alueelle leviävät etälaidunukset tarvitsevat luotettavan veden toimituksen varastosäiliöihin ja kaukaloihin. Invertteri liitetään suoraan porareikäpumppuihin, mikä eliminoi dieselgeneraattorin logistiikan ja polttoaineen toimituskulut. Aurinkovoimalla toimiva pumppaus mukautuu luonnollisesti kesän tarpeeseen, kun eläinten vedenkulutus on huipussaan. Kuivakäyntisuoja keskeyttää pumpun toiminnan automaattisesti, jos veden taso laskee, mikä estää kalliin porausreiän moottorin palamisen.

Teollinen vedenkäsittely ja jätevesi

Kaivostoiminnat, louhokset ja teollisuuslaitokset verkon ulkopuolella voivat käyttää järjestelmää prosessiveden syöttöön, vedenpoistoon tai jäteveden siirtolammikoihin. Invertterin vankka kaappirakenne pölysuodattimella ja aktiivisella jäähdytyksellä sopii vaativiin teollisuusympäristöihin. Hybriditulointegrointi olemassa olevien varageneraattoreiden kanssa varmistaa jatkuvan toiminnan sääolosuhteista riippumatta.

Aavikoitumisen valvonta- ja ympäristöprojektit

Laajamittainen puiden istutus, niittyjen ennallistaminen ja aavikon kasteluprojektit ovat riippuvaisia ​​johdonmukaisesta veden toimituksesta syrjäisissä, epäystävällisissä ympäristöissä. Aurinkopumppuinvertterit tarjoavat itsenäisen toiminnan ilman polttoainelogistiikkaa, ja etävalvonta mahdollistaa useiden hajallaan olevien pumppupaikkojen keskitetyn hallinnan laajoilla alueilla.

3. Tekninen syväsukellus

Solar Pumping Inverter Cabinet yhdistää täydellisen tehon muunnos-, ohjaus- ja suojaussarjan standardisoituun, tehtaalla testattuun koteloon – vähentää työmaasuunnittelua, nopeuttaa käyttöönottoa ja maksimoi pitkän aikavälin luotettavuuden.

Monikanavainen MPPT- ja DC-tuloarkkitehtuuri

Aurinkopaneelit on kytketty invertteriin useiden itsenäisten MPPT-tulokanavien kautta, joista jokaisessa on omat DC-sulakkeet, ylijännitesuojalaitteet ja kaapin tuloosaan sijoitetut eristävät kojeistot. MPPT-ohjain skannaa jatkuvasti ryhmän jännitettä laajalla alueella (tyypillisesti 460 V–850 VDC suuremmissa järjestelmissä) maksimitehopisteen paikallistamiseksi, mikä saavuttaa > 99 % staattisen seurannan tehokkuuden. Kahden tai kolmen MPPT-kanavan konfiguraatiot mahdollistavat eri suunnan, kallistuskulman tai varjostusprofiilin omaavien merkkijonojen toiminnan yksilöllisesti optimaalisesti, mikä lisää merkittävästi päivittäistä energian kokonaistuottoa yhden MPPT-malleihin verrattuna.

DC-to-AC-muunnos ja taajuusmuuttaja

MPPT-säädelty DC-väylä syöttää korkean suorituskyvyn muuttuvataajuista ohjausyksikköä, joka on rakennettu kuudennen sukupolven IGBT-moduuleiden ja nopean DSP-ohjauksen ympärille. Invertteri syntetisoi sinimuotoisen PWM-lähdön säädettävällä jännitteellä ja taajuudella (0–50/60 Hz tai leveämpi), mikä mahdollistaa pehmeän käynnistyksen moottorin ohjauksen ilman käynnistysvirtaa – olennaista uppopumppujen käämien suojaamisessa. Edistyksellinen V/f-säätö, jossa on luiston kompensointi, vääntömomentin lisäys ja automaattinen energian optimointikäyrä, vastaa moottorin ominaisuuksia koko nopeusalueella. Lähtösuodatus – käyttämällä DC-välipiirikuristimia, lähtöreaktoreita ja dV/dt-suodattimia tarpeen mukaan – varmistaa pitkän kaapelin kulkemisen invertterin ja porausreikäpumpun välillä ilman moottorin eristysjännitystä tai laakerivirtoja.

Hybriditehosyötön hallinta

Integroitu automaattinen siirto- ja synkronointitoiminto ottaa vastaan ​​vaihtovirtasyötön verkosta tai dieselgeneraattorista. Järjestelmän ohjain vertaa jatkuvasti käytettävissä olevaa PV-tehoa pumpun vaadittuun käyttötehoon. Kun auringon säteilyvoimakkuus putoaa käyttäjän määrittämän kynnyksen alapuolelle, AC-tulo täydentää tai korvaa automaattisesti PV-syötön - ylläpitäen veden tuoton keskeytyksettä. Vain AC-, PV- ja hybridiprioriteettitilat ovat käyttäjän määritettävissä. PV-prioriteettitila maksimoi auringon käytön, kun taas vaihtovirtaa käytetään vain vajeen kattamiseen, minimoiden polttoaine- tai sähkökustannukset.

Pumppukohtaiset suojausalgoritmit

Sisäänrakennettu ohjain toteuttaa sarjan pumppukohtaisia ​​suojauksia, joita ei löydy yleisistä VFD-laitteista. Kuivakäynnin tunnistus tarkkailee moottorin virtaa, tehokerrointa ja taajuutta reaaliajassa ja tunnistaa esittelemättömän tai kuivakäynnin pumpun ominaisen alhaisen kuormituksen signaalin yhden sekunnin kuluessa havaitsemisesta ja käynnistää sitten automaattisen sammutuksen ja ajastetun uudelleenkäynnistysyrityksen. Vähimmäistehosuoja estää tehottoman alhaisen nopeuden käytön, joka tuhlaa vettä ilman tuottavaa pumppausta. Lepotila kytkeytyy päälle, kun käytettävissä oleva aurinkosähkö laskee käyttäjän asettaman herätyskynnyksen alapuolelle, siirtyy alhaisen virrankulutuksen valvontatilaan ja jatkuu automaattisesti, kun säteilyteho palautuu. Veden täyttymisen tunnistus säiliön tason uimurikytkimestä tai paineanturin tulosta pysäyttää pumpun ylivuodon estämiseksi, riippumatta päivittäisestä aurinkosyklistä.

Kaappitekniikka ja ympäristönsuojelu

Lattiakaappi on valmistettu galvanoidusta teräslevystä, jossa on säänkestävä jauhemaalattu pinta, ja se saavuttaa IP54-, IP55- tai IP65-luokituksen mallispesifikaatiosta riippuen. Kaappi on jaettu toiminnallisiin osastoihin – DC-tulo, tehonmuunnos, ohjaus ja AC-lähtö – saranoiduilla, tiivistetyillä ovilla, jotka mahdollistavat pääsyn kaikkiin huollettaviin komponentteihin. Suodatettu pakoilmajäähdytysjärjestelmä lämpötilasäädetyillä vaihtuvanopeuksisilla puhaltimilla ylläpitää optimaalisen sisäisen ympäristön tehoelektroniikkaa varten. Ilmanottoaukoissa käytetään erittäin tehokkaita suodattimia, jotka soveltuvat pölyisiin maatalousympäristöihin; trooppiset versiot lisäävät mukautuvan pinnoitteen kaikkiin piirilevyihin korkean kosteuden alueilla. Integroidut termostaattiohjatut kondensaation estävät lämmittimet ovat saatavilla kylmän ilmaston käyttöön.

Ohjaus, käyttöliittymä ja etäyhteydet

Oveen asennettu värillinen kosketusnäyttö HMI tarjoaa yhdellä silmäyksellä järjestelmän tilan, mukaan lukien PV-tulotehon, moottorin nopeuden, lähtöjännitteen, taajuuden, päivittäisen energiantuotannon ja kumulatiivisen vedensyötön (laskettu pumppukäyristä tai virtausmittarin tulosta). Parametriasetukset on suojattu salasanalla useilla käyttöoikeustasoilla. Vakioviestintäliitäntöihin kuuluu RS485 (Modbus RTU) SCADA-integraatiota varten, ja valinnaiset GPRS-, 4G-, Wi-Fi- tai Ethernet-moduulit pilvipohjaista etävalvontaa varten. Alusta mahdollistaa etäkäynnistyksen/pysäytyksen, parametrien muuttamisen, hälytyksen kuittauksen ja tiedon kirjaamisen – jolloin yksi käyttäjä voi hallita kymmeniä hajallaan olevia pumppupaikkoja.

4. Usein kysytyt kysymykset

Kysymys 1: Mitä pumpputyyppejä ja moottorikokoja tämä invertteri voi käyttää?

Järjestelmä tukee kolmivaiheisia AC-oikosulkumoottoreita ja kestomagneettisynkronimoottoreita uppo- ja pintapumppukokoonpanoissa. Tehot vaihtelevat 2,2 kW:sta yli 250 kW:iin. Yleisiä sovelluksia ovat syväreikäpumput, vaakasuuntaiset keskipakopumput ja turbiinipumput. Autamme sovittamaan invertterin tehon pumpun moottorin tyyppikilven tietoihin.

Q2: Tarvitseeko järjestelmä paristoja?

Ei. Invertteri käyttää pumppua suoraan aurinkopaneeleista, akkupankkia ei tarvita. Vesi pumpataan auringonpaisteessa ja varastoidaan säiliöön, säiliöön tai jakosäiliöön – mikä on paljon kustannustehokkaampaa kuin sähkön varastointi akkuihin. Jos tarvitaan 24 tunnin vesihuolto, valinnainen hybridi-AC-tulo voi kytkeä verkkoon tai generaattorin tehon pimeässä.

Q3: Kuinka monta aurinkopaneelia tarvitsen ja miten ne on kytketty?

Paneelin kokoonpano määräytyy pumpun tehon, päivittäisen vesimäärätavoitteen ja paikallisen auringonsäteilyn mukaan. Invertterin MPPT-jännitealue (tyypillisesti 460–850 VDC kolmivaihejärjestelmissä) määrittää sarjan merkkijonon pituuden. Myyntiinsinöörimme laskevat taulukon koon ja merkkijonokokoonpanon yksinkertaisen sivustokyselyn perusteella. Kaappi sisältää DC-yhdistimen, jossa on sulatetut tulot, mikä yksinkertaistaa ryhmäjohdotusta.

Q4: Mitä tapahtuu pilvisinä päivinä tai heikon auringonpaisteen aikana?

Invertteri hidastaa pumpun moottoria aurinkoenergian pienentyessä ja ylläpitää jatkuvaa mutta vähäistä veden virtausta. Jos teho laskee alle käyttäjän asettaman vähimmäisrajan, järjestelmä siirtyy lepotilaan ja tarkistaa säännöllisesti palautuneen säteilyn. Jos järjestelmä on varustettu AC-hybriditulovaihtoehdolla, verkko- tai generaattoriteho täydentää tai korvaa automaattisesti aurinkoenergian alhaisen säteilyvoimakkuuden aikana.

Q5: Mikä suojaus on paikallaan pumpulle?

Kattavat suojausalgoritmit kattavat kuivakäynnin, ylikuormituksen, ylivirran, ylijännitteen, alijännitteen, vaihehäviön, oikosulun ja ylilämpötilan. Kuivakäynnin havaitseminen on erityisen tärkeää porausrei'issä; ohjain tunnistaa kuivalle pumpulle tyypillisen alhaisen kuormituksen tilan sekunneissa ja sammuu ennen kuin moottorivaurio tapahtuu ja käynnistää sitten automaattisen ajastetun uudelleenkäynnistysjakson.

Q6: Voidaanko invertteri asentaa ulos?

Kyllä. Kaapin luokitus on IP54, IP55 tai IP65 spesifikaatiosta riippuen, ja se on suunniteltu pysyvään ulkoasennukseen. Se sisältää suodatetun ilmanvaihdon, suljetut oven tiivisteet ja UV-kestävän pinnoitteen. Äärimmäisiin ympäristöihin on saatavana lisävaihtoehtoja, kuten aurinkosuojakatokset, tehostettu pölynsuodatus ja sisäiset kondensaation estävät lämmittimet.

Q7: Miten järjestelmää valvotaan ja ohjataan etänä?

Vakio RS485 Modbus RTU mahdollistaa paikallisen SCADA- tai HMI-integroinnin. Valinnaiset GPRS/4G-, Wi-Fi- tai Ethernet-moduulit mahdollistavat pilvipohjaisen etävalvonnan verkkoportaalin tai mobiilisovelluksen kautta. Voit tarkastella reaaliaikaista tilaa, vastaanottaa hälytysilmoituksia, ladata historiallisia tietoja ja säätää parametreja etänä. Tämä on erityisen arvokasta alueille, jotka sijaitsevat hajallaan maantieteellisellä alueella.

Q8: Mitä huoltoa kaappi vaatii?

Rutiinihuolto on minimaalista: neljännesvuosittain ilmansuodattimen puhdistus tai vaihto, kaapeliliitäntöjen ja oventiivisteiden silmämääräinen tarkastus sekä suojalaitteiden vuosittainen toimintatestaus. Kaapin etuosarakenne tarkoittaa, että kaikki komponentit – sulakkeet, kontaktorit, ohjauspiirilevyt ja tehomoduulit – ovat ulottuvilla ilman kotelon irrottamista.

5.A Alueellinen maatalousviranomainen – Laajamittainen aurinkokastelun käyttöönotto

Tausta

Hallituksen maatalouskehitysviranomainen Saharan eteläpuolisen Afrikan puolikuivalla alueella suunnitteli korvaavansa dieselkäyttöiset kastelupumput aurinkoenergialla useissa maatalousosuuskunnissa. Hanke kohdistui 20 porausreikään laajalle maantieteelliselle alueelle, joista jokainen toimitti vettä tiputuskastelulle ja peltokasveille. Dieselpolttoainelogistiikan osuus käyttökustannuksista oli yli 60 %, ja generaattoreiden viat keskeyttivät kastelun usein kriittisten kasvukausien aikana.

Haaste

Jokaisella paikkakunnalla oli samanlainen profiili: olemassa oleva 15–45 kW:n kolmivaiheinen upotettava porauspumppu, syrjäinen sijainti, jossa ei ollut verkkoyhteyttä, ja kuiva kausi, joka osui täsmälleen yhteen auringon huippusäteilyn kanssa. Viranomaisen vaatimukset olivat tiukat:

●  Nolla akkuriippuvuutta pääoma- ja vaihtokustannusten minimoimiseksi

●  Kyllä maksimi vesimäärä keskipäivän tunteina, jolloin sadon haihtuminen oli suurinta

● Suojaus kalliille uppopumpuille kuivakäyntiä vastaan ​​porausrei'issä, joissa veden tuotto vaihtelee

●  Kaikkien 20 toimipaikan keskitetty etävalvonta alueellisesta päämajasta

●  Jävä rakenne kestää ympärivuotista pölyä, kausittaisia ​​sateita ja 45 °C:n lämpötilaa

Miksi aurinkopumppujen invertterikaapit?

Kaappityyppinen invertteriratkaisu valittiin sen täysin integroidun, esitestatun toimituksen perusteella. Jokainen kaappi saapui paikalle esijohdotettuna DC-sisääntulosuojauksella, MPPT-moduuleilla, VFD-taajuusmuuttajaasteikolla, lähtösuodatuksella ja järjestelmäohjaimella – käyttöönottoa varten tarvittiin vain yhteys PV-ryhmään ja pumppukaapeliin.

Monikanavaisen MPPT:n ansiosta kunkin kohteen aurinkopaneelit voitiin jakaa hieman itään ja länteen suuntautuneisiin ketjuihin, mikä pidensi tehokkaat pumppaustunnit puhtaan etelään päin olevan konfiguraation ulkopuolelle. Hybridi AC-tulovaihtoehto määritettiin kahdelle suurimmalle kohteelle, mikä mahdollistaa pienen varageneraattorin täydennyksen pitkien pilvisten jaksojen aikana tai satunnaista yökastelua varten.

Ratkaisevaa on, että pumppukohtainen kuivakäyntisuojaus antoi viranomaisille luottamusta siihen, että heidän olemassa olevat porareikäpumput – huomattavan uppoamiskustannukset – turvattaisiin. Automaattinen nukkumis- ja herätyslogiikka tarkoitti, että kuljettajan ei tarvinnut olla läsnä päivittäin; järjestelmä käynnistyi automaattisesti aamunkoitteessa ja pysähtyi, kun varastosäiliöt ilmoittivat olevan täynnä.

Käyttöönotto

Yhteistyöyhteisöissä otettiin käyttöön 20 aurinkopumppausinvertterikaappia, joiden teho vaihtelee 18,5 kW:sta 45 kW:iin. Jokainen kaappi sisälsi kaksi MPPT-kanavaa, hybridi-AC-tulovaihtoehdon kahdessa suurimmassa yksikössä sekä integroidun GPRS-etävalvonnan yhdistettynä viranomaisen keskitettyyn SCADA-alustaan. Asennuksen ja käyttöönoton suoritti paikallinen sähköurakoitsija kolmen kuukauden kuivan kauden aikana. Olemassa olevat porareikäpumput säilytettiin ja liitettiin suoraan uusiin inverttereihin.

Tulokset

●  Dieselpolttoainekustannukset 20 toimipaikalla putosivat lähelle nollaa, ja generaattorin varavirtaa käytettiin alle 2 % vuotuisista käyttötuneista.

●  Veden toimitusmäärät vastasivat tai ylittivät dieselpumppauksen perustason, ja MPPT-ikkunan pidennys lisää noin 1,5 tehollista pumppaustuntia päivittäin.

●  Ensimmäisten 18 käyttökuukauden aikana ei esiintynyt yhtään pumpun moottorivikaa, mikä johtui pehmeäkäynnistyksen ohjauksesta ja kuivakäyntisuojauksesta.

●  Viranomaisen insinöörit seurasivat kaikkia 20 toimipaikkaa yhdestä hallintapaneelista ja vastaanottivat automaattisia tekstiviestihälytyksiä kaikista vioista, mikä pienensi merkittävästi käyntikuluja.

●  Tämän ensimmäisen käyttöönoton onnistuminen on johtanut siihen, että viranomainen on myöntänyt rahoitusta 35:lle lisäkaappijärjestelmälle seuraavassa vaiheessa, jolloin aurinkokastelu laajenee uusille maatalousyhteisöille.