DIY Grid Tied Inverter (ไม่ป้อนกริด) ทางเลือกของ UPS: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

นี่คือโพสต์ติดตามจากคำแนะนำอื่น ๆ ของฉันเกี่ยวกับการสร้างเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบผูกสายที่ไม่ป้อนกลับเข้าไปในกริด เนื่องจากตอนนี้สามารถทำได้ในบางพื้นที่เป็นโครงการ DIY และบางแห่งไม่อนุญาตให้ป้อน มีกริด (และค่อนข้างชัดเจนว่าทำไมกริดไม่ต้องการให้ใครก็ตามที่ป้อนเข้าไปในกริดเพราะฉันจะอธิบายในภายหลังเล็กน้อย)

โพสต์ล่าสุดของฉัน

แนวคิด

หลายคนต้องการมีแผงโซลาร์เซลล์เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหรือลดค่าไฟฟ้าของพวกเขา และมีสองวิธีในการทำเช่นนี้ การปิดระบบอย่างสมบูรณ์ซึ่งต้องใช้แบตเตอรีขนาดใหญ่และอินเวอร์เตอร์ที่ดี หรืออุดหนุนไฟฟ้าของคุณกับทั้งสอง พลังงานกริดและพลังงานหมุนเวียนโดยใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบผูกกับโครงข่ายที่ป้อนพลังงานของคุณกลับเข้าสู่กริด ปัญหาคือการปิดกริดนั้นไม่สามารถทำได้เสมอไป การออกแบบระบบที่จะจ่ายไฟให้กับทุกสิ่งที่คุณต้องการโดยไม่มีปัญหาจะเป็นเรื่องยากและไม่น่าเชื่อถือ และด้วยเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบผูกกับโครงข่าย คุณจะต้องมีช่างไฟฟ้าที่ผ่านการรับรองในการติดตั้งอินเวอร์เตอร์เพื่อให้สอดคล้องกับระเบียบข้อบังคับเมื่อป้อนกลับเข้าไปในกริด ซึ่งไม่คุ้มค่าใช้จ่ายสำหรับทุกคนหรือเหมาะสำหรับการใช้งานของคุณ ดังนั้นวิธีแก้ปัญหาของฉันคือระบบสุริยะขนาดเล็กที่มี "อินเวอร์เตอร์ที่ไม่ผูกกับกริด" โดยใช้ส่วนประกอบพื้นฐานที่หาได้ง่าย นี้ช่วยให้คุณผลิตและใช้ไฟฟ้าของคุณเองโดยไม่ต้องป้อนเข้าสู่กริด แต่ยังสามารถใช้พลังงานจากกริดเมื่อคุณหมด

ขั้นตอนที่ 1: หลักการพื้นฐาน (ภาพรวมอธิบายการเปลี่ยนแปลง)

ดังนั้น บางสิ่งจึงเปลี่ยนไปตั้งแต่ครั้งล่าสุดที่อัปโหลดเกี่ยวกับอินเวอร์เตอร์ที่ผูกกับกริด อย่างหนึ่งคือ ฉันไม่ได้ใช้เครื่องสำรองอีกต่อไป (เครื่องสำรองไฟ) ด้วยเหตุผลสองสามประการ สองสามเหตุผลหลักที่ฉันไม่สามารถดึงได้ ปริมาณไฟฟ้าที่ฉันต้องการโดยไม่ต้องโหลด "UPS" มากเกินไป เมื่อถึงจุดนี้คุณลักษณะด้านความปลอดภัยจะตัดและปิดเครื่อง ไม่ดีนักเมื่อคุณต้องการปลดล็อกหลายรายการเพื่อเปิดเครื่องหนึ่งเครื่อง! ปัญหาอื่นที่ฉันพบคือกระแสไฟตรงเกินพิกัดของรีเลย์ซึ่งหมายความว่าฉันต้องเพิ่มเป็นสองเท่าเพื่อพยายามลดกระแส แต่ยังคงอุ่นอยู่

ฉันได้ย้ายออกจากระบบสวิตช์ที่ซับซ้อนซึ่งใช้รีเลย์และ ssr เพียงเพราะเมื่อคุณพบปัญหา การค้นหาข้อผิดพลาดอาจเป็นเรื่องยาก และการหลอกให้ "UPS" เปลี่ยนไม่ใช่วิธีที่สมบูรณ์แบบที่สุดสำหรับไฟฟ้า และนั่น เมื่อฉันดึงกระแสไฟ คุณจะสังเกตเห็นสิ่งต่าง ๆ เช่นแสงวูบวาบและอุปกรณ์บางอย่างไม่ชอบมัน ส่วนใหญ่เป็นคอมพิวเตอร์!

ดังนั้นฉันจึงเลิกใช้ UPS และวงจรรีเลย์ และทำให้ง่ายขึ้นด้วยรายการทั่วไปที่คนส่วนใหญ่สามารถเข้าถึงได้ และปัจจุบันเป็นวิธีที่ฉันชอบในการควบคุมระบบของฉัน

ขั้นตอนที่ 2: ชิ้นส่วนที่ใช้และคำอธิบายโดยย่อ

ในที่สุด เราก็เข้าสู่ทุก ๆ อย่างที่ฉันได้ใช้ในโปรเจ็กต์นี้ และครั้งนี้ฉันจะเจาะลึกลงไปอีก!

แต่ก่อนอื่น ข้อจำกัดความรับผิดชอบเล็กน้อยเกี่ยวกับความปลอดภัย โปรเจ็กต์นี้เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับ (กระแสสลับ) และไฟฟ้ากระแสตรง (กระแสตรง) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งและอาจก่อให้เกิดอันตรายหรือถึงตายได้หากติดตั้งไม่ถูกต้อง ถ้าคุณไม่รู้ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่ เข้าใจอย่างถ่องแท้แล้ว อย่าพยายามทำโครงงานนี้หรือโครงงานไฟฟ้าอื่นที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน ที่กล่าวว่าทุกคนสามารถเรียนรู้สิ่งนี้ได้ เพียงแค่ขอความช่วยเหลือจากผู้ที่เข้าใจและอยู่อย่างปลอดภัย!

อะไหล่ (เชื่อมโยงกับสถานที่ซื้อ):

• Victron Energy Solar Controller MPPT
• แผงเซลล์แสงอาทิตย์ Sun Tech 275w
• 20A PWM คอนโทรลเลอร์ชาร์จ
• แผงโซลาร์ 20W
• 100AH 12V PowerLine แบตเตอรี่เพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ
• APC 16A ATS (สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ)
• Victron Energy ป้องกันแบตเตอรี่ 65A
• 12v 500w เพียวไซน์เวฟอินเวอร์เตอร์
• Sonoff Wifi Controller
• หน่วยบริโภค 2 ทางพร้อมสวิตช์ RCD หลัก

คำอธิบายด่วน:

• Victron Energy Solar Controller MPPT

  ควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่จากอาร์เรย์ pv 275w โดยจะเปลี่ยนเอาต์พุต 30v เป็น 13v เพื่อชาร์จแบตเตอรี่และหยุดชาร์จเมื่อแบตเตอรี่เต็ม

• แผงเซลล์แสงอาทิตย์ Sun Tech 275W

  พวกเขาแปลงแสงแดดเป็น 30v dc จากนั้นไปที่ตัวควบคุมการชาร์จเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ ฉันนำอันที่เสียหายราคาถูกมาซ่อมแซมด้วยเรซินใส

• 20A PWM (Pulse Width Modulation) ตัวควบคุมการชาร์จ

  ทำหน้าที่เหมือนกับตัวควบคุมการชาร์จตัวแรกสำหรับกระแสไฟที่ต่ำกว่า ซึ่งใช้เพื่อใช้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ 20w ของฉันและต่อสายขนานกับตัวควบคุมการชาร์จตัวแรก

• แผงโซลาร์ 20W

  ใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์และแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง

• 100AH 12V PowerLine แบตเตอรี่เพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ

  นี่คือที่เก็บไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมด

• APC 16A ATS (สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ)

  อุปกรณ์นี้เป็นสมองและสลับระหว่างอินเวอร์เตอร์และกริด (คำอธิบายเชิงลึกเพิ่มเติมในเพิ่มเติม)

• Victron Energy ป้องกันแบตเตอรี่ 65A

  เป็นการตัดกระแสไฟต่ำเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่หมดแบตหมด

• 12v 500w เพียวไซน์เวฟอินเวอร์เตอร์

  แปลง DC 12V และเปลี่ยนเป็นคลื่นไซน์ 230v Ac (เช่นพลังงานกริด)

• Sonoff Wifi Controller

  ไม่จำเป็นมากเกินไป แต่ให้คุณต่อวงจรควบคุมไร้สายผ่าน WiFi

• หน่วยบริโภค 2 ทางพร้อมสวิตช์ RCD หลัก

  ปกป้องคุณและวงจรของคุณจากความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นจากอุปกรณ์ที่คุณเสียบปลั๊ก หรือข้อผิดพลาดที่อินเวอร์เตอร์อาจก่อให้เกิด (จะอธิบายให้ลึกยิ่งขึ้นว่าทำไมคุณควรมีสิ่งนี้)

ขั้นตอนที่ 3: ไดอะแกรมอย่างง่ายเพื่อแสดงวิธีการทำงานและคำอธิบาย

ดังนั้นหากต้องการตัดชั้นยาวให้สั้น แทนที่จะใช้ "อัพ" ตอนนี้ฉันใช้สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติและอินเวอร์เตอร์ สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติอนุญาตให้อินพุตพลังงานสองอินพุตและสลับไปยังอีกอินพุตหนึ่งเมื่อล้มเหลว คุณยังสามารถเลือกได้ว่าจะให้อันใดเป็นค่าเริ่มต้น

สวิตช์เหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเซิร์ฟเวอร์ขนาดใหญ่เพื่อสลับจากอัพหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งได้อย่างราบรื่นและอนุญาตให้สลับได้สูงสุด 16 แอมป์ ซึ่งเมื่อคุณพิจารณาวงจรเรเดียลปกติที่ต่อสายด้วยสายเคเบิลขนาด 2.5 มม. ที่ต่อกับ MCB ขนาด 16 แอมป์ในสหราชอาณาจักรจะมากเกินพอสำหรับความต้องการในการสวิตชิ่งของฉัน และเนื่องจากทั้งหมดนี้รวมอยู่ในอุปกรณ์เครื่องเดียวจึงทำให้ปลอดภัยยิ่งขึ้นและ ง่ายกว่า

วิธีที่ฉันต่อสายระบบนี้คืออินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับตัวป้องกันแบตเตอรี่ ซึ่งจะปิดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไปยังอินเวอร์เตอร์เมื่อมีพลังงานไม่เพียงพอในแบตเตอรี่ จากนั้นอินเวอร์เตอร์จะต่อสายเข้ากับสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติพร้อมกับกริดและฉันได้ตั้งค่า "ATS" ให้ใช้แหล่งจ่ายเป็นค่าเริ่มต้น (นี่คืออินเวอร์เตอร์) ตอนนี้เมื่อตัวป้องกันแบตเตอรี่ปิดอินเวอร์เตอร์ "ATS" จะถ่ายโอนอย่างราบรื่น เข้ากริดและกลับไปที่อินเวอร์เตอร์เมื่อชาร์จแบตเตอรี่แล้ว

*** เพิ่มคุณสมบัติ ***

สวิตช์ sonof wifi ทำงานจากแบตเตอรีแบตเตอรี 12v และต่อเข้ากับรีโมทคอนโทรลของตัวป้องกันแบตเตอรี่ ซึ่งหมายความว่าฉันสามารถควบคุมได้ว่าจะให้อินเวอร์เตอร์เปิดหรือปิดผ่าน Alexa หรือโทรศัพท์ของฉัน ฉันได้ตั้งค่าตัวจับเวลาไว้เป็น เนื่องจากฉันไม่อยู่บ้านเกือบทั้งวัน อินเวอร์เตอร์จะไม่เปิดจนถึงประมาณ 14.00 น. ซึ่งหมายความว่าในช่วงเช้าส่วนใหญ่แบตเตอรี่ของฉันกำลังชาร์จและฉันสามารถใช้พลังงานจากแบตเตอรีแบตเตอรีได้จนถึงตอนเย็นโดยใช้เวลาให้เกิดประโยชน์สูงสุด พลังงานที่สร้างขึ้น และฉันสามารถควบคุมอินเวอร์เตอร์โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องเข้าถึงโดยตรง

ขั้นตอนที่ 4: ประเภทของอินเวอร์เตอร์

เหตุใดฉันจึงเลือกใช้คลื่นไซน์บริสุทธิ์แทนคลื่นไซน์ที่ถูกดัดแปลงที่ถูกกว่า

ความจริงก็คือฉันไม่มีทางเลือก ตอนแรกฉันตั้งค่านี้ด้วยคลื่นไซน์ดัดแปลง 2000W และพบปัญหาเนื่องจากสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติไม่สามารถสลับได้อย่างราบรื่น ต้องตัดพลังงานทั้งหมดแล้วรีสตาร์ททุกครั้งที่เปลี่ยน ไม่ต้องพูดถึงคลื่นไซน์ที่ดัดแปลงทำให้ เสียงหึ่งที่น่ารำคาญในทุกสิ่งที่คุณเสียบเข้าไป ดังนั้นฉันจึงต้องเปลี่ยนไปใช้คลื่นไซน์บริสุทธิ์และ "ATS" ทำงานได้อย่างสมบูรณ์

หลังจากตรวจสอบเพิ่มเติมอีกเล็กน้อย ฉันพบว่าเหตุผลที่อินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์ที่ดัดแปลงไม่ทำงานกับ "ATS และพลังงานกริดเนื่องจากสิ่งที่เรียกว่า "การบดเฟส" ซึ่งก็คือเมื่อ "ATS" พยายามผลัก modified sine wave ลงบนโหลดที่รับคลื่นไซน์ที่สมบูรณ์แบบอยู่แล้ว และเมื่อคุณดูภาพของ modified sine wave และ pure sine wave คุณจะเห็นได้ว่าทำไมอุปกรณ์ถึงไม่ชอบเปลี่ยนทันที pure sine inverters ทำงานเหมือนกัน คลื่นกริด

และเพราะว่า Phase mashing นั้นกริดไม่ได้ต้องการแค่ให้ใครก็ตามป้อนมันเข้ามา และคุณต้องได้รับอนุญาตเพื่อให้พวกเขาสามารถเห็นระบบของคุณ และตรวจสอบให้แน่ใจว่ามันทำงานอย่างถูกต้องและจะปิดตัวลงอย่างปลอดภัยและจะไม่ส่งพลังงานเข้าไปหากมี ตัดไฟ ทั้งหมดนี้มีขึ้นเพื่อให้ผู้คนปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 5: การใช้หน่วยผู้บริโภค

ผู้บริโภคในภาพด้านบนเป็นคนที่ฉันติดตั้งหลังจากสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติเนื่องจากไม่เหมือนกับอัพสวิตช์การถ่ายโอนไม่สามารถตรวจจับข้อผิดพลาดในระบบได้ ดังนั้นหากเบรกเกอร์ป้อนด้านกริดของ Ats trips ของคุณเนื่องจากความผิดพลาดในการโหลด ด้านข้างของระบบนี้อาจเปลี่ยนเป็นอินเวอร์เตอร์และความผิดพลาดของคุณจะยังคงมีอยู่และเป็นอันตราย ประเด็นของ rcd คือการป้องกันความไม่สมดุลของกระแสไฟ ดังนั้นจึงให้การปกป้องผู้คนได้ดีที่สุด เนื่องจาก mcb ปกป้องวงจรจากความเสียหาย

จำไว้เสมอว่าอุปกรณ์ป้องกันส่วนใหญ่มีไว้เพื่อปกป้องวงจรไม่ใช่คุณ นี่เป็นอีกเหตุผลหนึ่งว่าทำไมจึงดีที่จะมีหน่วยผู้บริโภคนี้ที่ด้านโหลดของ "ATS" เพราะจะป้องกันอินเวอร์เตอร์จากการลัดวงจร วงจรและโอเวอร์โหลด ตลอดจนอุปกรณ์ที่อาจเกิดข้อผิดพลาด

ในฐานะที่เป็นช่างไฟฟ้า (ฝึกหัด) มีเป้าหมายเพื่อให้มีการเลือกปฏิบัติระหว่างวงจร การมีหน่วยผู้บริโภคปกป้องโหลดพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณจากการส่งผลกระทบต่อเครื่องใช้ไฟฟ้ากริดทั่วไป เนื่องจากนี่เป็นเพียงระบบขนาดเล็กและมีแนวโน้มที่จะเดินทางก่อนบ้านของคุณ เบรกเกอร์ ดีกว่าเสมอที่จะเอาชนะและปลอดภัย!

ถ้าฉันต้องปรับปรุงระบบนี้ ฉันจะเปลี่ยน mcb เป็น rcbos เพราะมันให้การปกป้องสูงสุดสำหรับคุณและปกป้องอุปกรณ์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 6: อะไรต่อไป (อนาคต)

เช่นเคย นี่เป็นโครงการความคืบหน้าในการทำงานและสิ่งต่อไปที่ฉันต้องทำคือ

ธนาคารขนาดใหญ่

แผงโซลาร์เซลล์เพิ่มเติม

Ats เพิ่มเติม

อินเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่

ขั้นตอนที่ 7: ภาพรวมวิดีโอเร็วๆ นี้

วิดีโอจะขึ้นในวันถัดไป