Inverter fuori rete senza esportazioni: come funziona il controllo energetico basato su CT

I sistemi solari possono combinare generazione fotovoltaica, accumulo a batterie, energia elettrica e generatori di riserva. In queste applicazioni, un Inverter Off-Grid potrebbe anche dover impedire che l'energia in eccesso fluisca nella rete pubblica. Questo metodo operativo è comunemente noto come zero export, zero feed-in o export limitation.

Dal punto di vista produttivo di SANDISOLAR, un'efficace operazione a zero esportazione dipende da una misurazione accurata della corrente, un controllo reattivo della potenza e una corretta messa in servizio. Il SANDISOLAR SD-4872WP-UScombina monitoraggio CT, doppi ingressi MPPT, uscita a fase spartita 120/240V, gestione della batteria e supporto ai generatori all'interno di un'unica piattaforma di controllo energetico.

Cos'è l'esportazione zero?

L'export zero limita il flusso di potenza inverso al punto di connessione della utilità. La proprietà può rimanere collegata alla rete, tuttavia l'Inverter Off Grid controlla il sistema in modo che l'energia solare venga utilizzata sul sito o immagazzinata.

Se la generazione fotovoltaica (PV) supera la domanda, il sistema può:

• Carichi locali di energia: L'energia solare può essere utilizzata per alimentare carichi come elettrodomestici, illuminazione, apparecchiature per ufficio, pompe e carichi a circuito attivo.

• Carica della batteria: l'energia in eccesso può essere utilizzata per ricaricare la batteria, se la capacità di ricarica e la capacità di accumulo lo permettono.

• Limitare la conversione PV: L'inverter riduce la sua potenza quando i carichi sono bassi e la batteria è piena.

• Mantenere importazioni limitate dalla rete: una piccola importazione dalla rete può essere utilizzata per compensare l'esportazione di energia involontaria durante un cambiamento temporaneo di carico.

I limiti all'esportazione e i requisiti di interconnessione alla rete dipendono dalla giurisdizione. È importante verificare le impostazioni di sistema in base alle esigenze dell'utility locale.

Come funziona il controllo energetico basato su CT

Un Trasformatore di Controllo (CT) è installato attorno a un filo nel punto di connessione alla griglia. Misura la grandezza della corrente e della direzione, e non è necessario trasportare la corrente del carico principale per controllare il circuito.

Stadio di controllo	Azione di Sistema	Scopo
Misurazione	CT rileva l'importazione o la potenziale esportazione della rete	Identifica la direzione del flusso di potenza
Calcolo	Il controller valuta i carichi, i dati fotovoltaici, delle batterie e delle sorgenti AC	Determina quale output è richiesto
Adattamento	L'Inverter Off-Grid aumenta, trattiene o diminuisce la potenza	Previene il flusso di potenza inverso
Verifica	La TAC rileva la condizione più recente e aggiornata	Garantisce una correzione adattativa continua

Questo è un controllo a circuito chiuso. Il controllo dell'inverter off-grid varia la sua potenza in base allo stato dei carichi, in particolare allo stato degli apparecchi elettrici, dei motori e delle apparecchiature HVAC.

La posizione, la polarità e l'assegnazione delle fasi sono importanti. Un CT invertito o un punto di installazione che non misura il carico completo del sito può causare risposte di controllo errate.

Panoramica tecnica SANDISOLAR SD-4872WP-US

La SD-4872WP-US è un inverter ibrido off-grid da 7,2kW sviluppato per sistemi energetici a fase divisa in stile statunitense.

Parametro	Specifiche
Potenza nominale in uscita	7.200W
Capacità di picco di produzione	10.800VA
Uscita AC	Fase divisa 120/240Vac
Capacità di ingresso fotovoltaica	4.500W 4.500W
Canali MPPT	Due canali, fino a 16A ciascuno
Gamma operativa fotovoltaica	90–485VDC
Tensione massima fotovoltaica in circuito aperto	500VDC
Tensione della batteria	51,2V nominale; 40–58,6VDC
Corrente massima di carica	150A
Tempi tipici di trasferimento	10ms
Capacità parallela	Fino a sei unità

L'inverter può funzionare con o senza accumulo a batteria, anche se ogni configurazione gestisce in modo diverso l'energia solare in eccesso.

Esportazione zero con accumulo a batteria

Una batteria fornisce un'altra destinazione per l'energia fotovoltaica in eccesso prima che diventi necessaria una riduzione solare.

• Assorbimento in eccesso: l'eccesso di energia fotovoltaica può caricare la batteria entro i limiti di tensione e corrente configurati.

• Spostamento energetico: L'elettricità immagazzinata può aiutare a soddisfare la domanda durante i lavori serali o nei periodi in cui la produzione solare è inferiore.

• Supporto di backup: Secondo il progetto del sistema, potrebbero esserci circuiti che continuano a funzionare durante un'interruzione della rete.

• Levigatura del carico: Piccoli squilibri temporanei tra offerta e domanda di energia possono essere gestiti implementando cicli controllati di ricarica e scarica del sistema.

La SD-4872WP-US supporta un sistema di batteria nominale da 51,2V e una corrente di ricarica fino a 150A. Le impostazioni di ricarica effettive dovrebbero corrispondere al sistema di gestione della batteria, alla capacità della batteria, alla dimensione del cavo e alle condizioni di installazione.

Zero esportazione senza batteria

Senza lo storage, l'Inverter Off Grid dipende maggiormente dal load matching in tempo reale.

• Uso solare diretto: l'energia fotovoltaica fornisce carichi attivi durante il giorno.

• Riduzione rapida del carico: Gli inverter dovranno ridurre la potenza in caso di rapida diminuzione del carico nel sito.

• Supporto alla rete: Il servizio colma il divario quando l'offerta di fotovoltaico è inferiore alla domanda.

• Perdita di flessibilità: l'energia fotovoltaica non utilizzata non può essere riservata per soddisfare la domanda futura.

In alcuni progetti di autoconsumo è possibile operare senza batterie. Tuttavia, la domanda di carico diurna e il modello della domanda di carico dovrebbero essere analizzati.

Come il Dual MPPT aiuta nella gestione dell'energia

Il doppio controllo MPPT e CT ha funzioni diverse ma complementari.

MPPT regola il punto operativo per ogni array PV. Il controllo CT determina la quantità di uscita dell'inverter che il carico del sito può utilizzare, mantenendo l'uscita dell'inverter vicino al limite di esportazione desiderato.

Il doppio MPPT può accettare diverse orientazioni degli array PV così come diverse condizioni operative. Tuttavia, entro i limiti di ciascuna stringa, tensione, corrente e tensione in circuito aperto non dovrebbero superare i 500VDC.

Considerazioni di progettazione del carico a fase divisa

La SD-4872WP-US fornisce uscita da linea a neutro da 120V e da linea a linea da 240V.

I designer dovrebbero considerare quanto segue:

• Bilancio di domanda di fase: i carichi di 120V dovrebbero essere ragionevolmente distribuiti tra L1 e L2.

• Domanda di avviamento: Carichi come motori, pompe e altri componenti HVAC possono avere una grande richiesta durante l'avviamento del carico.

• Carichi protetti: I circuiti di riserva devono rimanere entro i valori di uscita continua e di picco.

• Capacità motoria: La capacità dichiarata del sistema deve essere valutata per il metodo di avviamento e il carico.

Funzionamento Generatore-Ibrido

La SD-4872WP-US può accettare input del generatore durante interruzioni prolungate o periodi a basso contenuto solare.

• Dimensione del generatore: La potenza disponibile dovrebbe coprire i carichi collegati e la domanda prevista di ricarica della batteria.

• Controllo di carica: Un'impostazione di carica di taglio bassa può sovraccaricare un piccolo generatore.

• Stabilità dell'ingresso: La tensione e la frequenza del generatore devono essere all'interno dell'intervallo tollerabile dell'inverter.

• Prevenzione della potenza inversa: Le impostazioni di controllo dovrebbero impedire che l'energia dell'inverter venga alimentata verso il generatore.

La logica di avvio e arresto del generatore può anche essere coordinata tramite il controllo a contatto secco se supportato dal controller esterno del generatore.

Monitoraggio e Entrata in servizio

La SD-4872WP-US supporta il controllo touchscreen, CAN, RS485, USB, Wi-Fi, diagnostica remota e aggiornamenti OTA. Queste funzioni aiutano gli utenti a esaminare il flusso di energia, lo stato di ricarica, la modalità operativa e i registri dei guasti.

Gli installatori devono esaminare quanto segue prima di eseguire un'operazione.

• Installazione CT: Confermare la corretta posizione e polarità dei CT, l'assegnazione della fase CT e il cablaggio della comunicazione CT.

• Risposta all'esportazione: Valutare il comportamento della risposta all'esportazione in condizioni di carico basso e elevato, varie condizioni dello stato di carica della batteria e variazioni di carico che avvengono in un breve intervallo di tempo.

• Protezione elettrica: Verifica che tutti i conduttori, tutti gli interruttori automatici, tutti gli interruttori di scollegamento, tutti i conduttori di terra e tutti i dispositivi di sovracorrente siano adeguatamente dimensionati e installati per la protezione.

• Documentazione di conformità: verificare che la documentazione UL e FCC per quel modello specifico di inverter (non per la documentazione generale del prodotto) sia aggiornata.

Parole finali

Un inverter off-grid controllato da CT può coordinare la generazione fotovoltaica, lo stoccaggio a batterie, i carichi locali, l'input della utility e l'energia del generatore, limitando il flusso energetico inverso.

Per SANDISOLAR, il valore dell'SD-4872WP-US risiede nel combinare il controllo a zero esportazione con l'uscita a fase divisa, il funzionamento opzionale a batteria, doppi ingressi MPPT, integrazione del generatore, monitoraggio remoto ed espansione parallela. Le prestazioni affidabili dipendono ancora da un design di sistema appropriato, da un'installazione accurata del CT e da una messa in servizio accurata.

Domande frequenti

D1. Cos'è un inverter off-grid a zero esportazione?

Un inverter off-grid a zero esportazione impedisce che la sovrapproduzione di energia solare venga esportata alla rete elettrica.

D2. Qual è lo scopo di un sensore TC?

Un sensore CT determina la corrente lato rete e la direzione delle importazioni ed esportazioni.

D3. Un inverter off-grid può funzionare senza batteria?

Sì, esistono modelli di inverter off-grid che possono funzionare senza batteria e bilanciare l'uscita fotovoltaica con i carichi attivi.

D4. Dove dovrebbe essere posizionato il sensore TC?

Il sensore CT si trova tipicamente più vicino alla connessione principale alla griglia.

D5. Cosa succede quando la produzione solare raggiunge e poi supera la domanda?

Quando la produzione solare supera la domanda, l'inverter ridurrà la produzione solare (output fotovoltaico) oppure caricherà la batteria.