Transformator fotowoltaicznyto wyspecjalizowany typ transformatora elektrycznego przeznaczonego do wspierania systemów energii fotowoltaicznej (PV) poprzez konwersję i kondycjonowanie energii elektrycznej pomiędzy falownikami fotowoltaicznymi a siecią elektryczną lub lokalnymi odbiornikami. W nowoczesnych elektrowniach słonecznych i projektach energetyki rozproszonej transformatory fotowoltaiczne są niezbędnymi komponentami, które pomagają zapewnić kompatybilność, bezpieczeństwo i efektywną transmisję mocy.
Transformator fotowoltaiczny pełni trzy podstawowe funkcje w systemach wytwarzania energii słonecznej:
| Część | Funkcjonować | Zakres napięcia |
|---|---|---|
| Panele słoneczne | Zamień światło słoneczne na energię elektryczną prądu stałego | Do ~1100 V prądu stałego |
| Falownik | Zamień prąd stały na prąd przemienny | 400–800 V prądu przemiennego |
| Transformator fotowoltaiczny | Step-up/step-down i izolacja | 400 V AC → do 35 kV i więcej |
| Siatka / obciążenie | Przesyłaj i dostarczaj energię elektryczną | Średnie/wysokie napięcie |
Transformatory fotowoltaiczne są niezbędne, ponieważ zapewniają, że energia elektryczna wytwarzana z paneli słonecznych jest bezpieczna, wydajna i zgodna z sieciami elektroenergetycznymi lub lokalnymi sieciami dystrybucyjnymi. Elektrownie słoneczne wytwarzają zmienną moc w zależności od natężenia promieniowania i warunków pogodowych; transformatory pomagają ustabilizować i przygotować tę moc do niezawodnego użytkowania.
W swojej istocie transformator fotowoltaiczny działa podobnie do tradycyjnych transformatorów mocy, ale został specjalnie zaprojektowany, aby radzić sobie w środowiskach fotowoltaicznych:
Transformator przetwarza energię prądu przemiennego z falownika, zwiększając ją do średniego lub wysokiego poziomu napięcia odpowiedniego do połączenia z siecią, zwykle w zakresie od 6,6 kV do 35 kV lub więcej w przypadku instalacji na skalę przemysłową.
Istnieje kilka konfiguracji w zależności od rozmiaru i projektu aplikacji:
Transformatory fotowoltaiczne są powszechnie instalowane:
| Funkcja | Transformator fotowoltaiczny | Konwencjonalny transformator |
|---|---|---|
| Cel projektu | Zaprojektowany dla zmiennych obciążeń i harmonicznych falownika | Zaprojektowany do stabilnych warunków sieciowych |
| Zarządzanie harmoniczne | Zawiera funkcje ograniczające harmoniczne falownika | Tylko standardowa izolacja i uzwojenie |
| Środowisko instalacji | Ustawienia energii odnawialnej na zewnątrz | Ogólna dystrybucja wewnątrz/na zewnątrz |
| Charakterystyka napięcia | Dopasowuje moc wyjściową falownika i wymagania sieci | Odpowiada potrzebom dystrybucji sieci |
Transformator fotowoltaiczny to transformator zaprojektowany specjalnie dla systemów energii słonecznej, który przekształca i kondycjonuje energię elektryczną z falowników słonecznych do poziomów odpowiednich do integracji z siecią lub lokalnego wykorzystania energii, często z dodatkowymi funkcjami do zarządzania harmonicznymi falownika i obciążeniami środowiskowymi.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych transformatorów, które działają w stałych warunkach sieci, transformatory fotowoltaiczne są zaprojektowane tak, aby wytrzymać zmienne obciążenia, harmoniczne falownika i zmienne warunki środowiskowe typowe w zastosowaniach związanych z wytwarzaniem energii słonecznej.
Izolacja galwaniczna zapewniona przez transformatory fotowoltaiczne zapobiega przedostawaniu się usterek i zakłóceń z systemu fotowoltaicznego do sieci, poprawiając bezpieczeństwo i chroniąc sprzęt po obu stronach połączenia.
Tak — wysokiej jakości transformatory fotowoltaiczne mogą redukować harmoniczne, stabilizować napięcie i poprawiać jakość energii, poprawiając ogólną wydajność systemu.
Są one najczęściej stosowane w farmach fotowoltaicznych na skalę przemysłową, rozproszonych dachowych systemach fotowoltaicznych i instalacjach hybrydowych wymagających dostosowania między wyjściami falownika a wymaganiami sieci lub sieci lokalnej.
