اجزای اصلی ترانسفورماتور فتوولتائیک چیست؟

سلام! به عنوان تامین کننده ترانسفورماتور فتوولتائیک، من این امتیاز را داشتم که در اعماق دنیای این دستگاه های شگفت انگیز غواصی کنم. در این وبلاگ، اجزای اصلی ترانسفورماتور فتوولتائیک را تجزیه و تحلیل می‌کنم و بینش‌هایی از تجربه‌ام در این صنعت را به اشتراک می‌گذارم.

هسته

هسته مانند قلب یک ترانسفورماتور فتوولتائیک است. معمولاً از ورق های فولادی سیلیکونی با کیفیت بالا ساخته می شود. این ورق ها روی هم چیده می شوند تا یک مدار مغناطیسی بسته را تشکیل دهند. چرا فولاد سیلیکونی؟ خوب، ریلکتانس مغناطیسی کم و نفوذپذیری مغناطیسی بالایی دارد. این بدان معنی است که می تواند شار مغناطیسی تولید شده توسط جریان متناوب در سیم پیچ های ترانسفورماتور را به طور موثر هدایت کند.

هنگامی که سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور برق می گیرد، یک میدان مغناطیسی متناوب در هسته ایجاد می شود. سپس این میدان مغناطیسی بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، نیروی الکتروموتور (EMF) را در سیم پیچ ثانویه القا می کند. کیفیت مواد هسته بسیار مهم است زیرا بر راندمان ترانسفورماتور تأثیر می گذارد. یک هسته با کیفیت بهتر تلفات انرژی را به دلیل هیسترزیس و جریان های گردابی کاهش می دهد. از دست دادن هیسترزیس به این دلیل رخ می دهد که حوزه های مغناطیسی در ماده هسته باید با میدان مغناطیسی در حال تغییر یکنواخت شوند و جریان های گردابی در خود هسته ایجاد می شود و باعث اتلاف انرژی اضافی می شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد ترانسفورماتور فتوولتائیک می توانید به سایت مراجعه کنیدترانسفورماتور فتوولتائیک.

سیم پیچ

دو نوع سیم پیچ اصلی در ترانسفورماتور فتوولتائیک وجود دارد: سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه. سیم پیچ اولیه به منبع ولتاژ ورودی وصل می شود در حالی که سیم پیچ ثانویه به بار متصل می شود. این سیم پیچ ها معمولاً از هادی های مسی یا آلومینیومی ساخته می شوند. مس به دلیل رسانایی الکتریکی عالی که به حداقل رساندن تلفات مقاومتی کمک می کند، یک انتخاب محبوب است.

تعداد چرخش در هر سیم پیچ نسبت تبدیل ولتاژ ترانسفورماتور را تعیین می کند. اگر تعداد دورهای سیم پیچ ثانویه بیشتر از سیم پیچ اولیه باشد، ترانسفورماتور یک ترانسفورماتور پله بالا است که ولتاژ خروجی را افزایش می دهد. برعکس، اگر تعداد دورهای سیم پیچ ثانویه کمتر از سیم پیچ اولیه باشد، ترانسفورماتور یک ترانسفورماتور است که ولتاژ خروجی را کاهش می دهد. در یک سیستم فتوولتائیک، ترانسفورماتور ممکن است برای افزایش خروجی DC نسبتا کم ولتاژ از صفحات خورشیدی (پس از تبدیل به AC) به ولتاژ بالاتر مناسب برای اتصال به شبکه استفاده شود.

در طول کار ترانسفورماتور، سیم پیچ ها جریان الکتریکی دارند. این جریان به دلیل مقاومت هادی ها گرما ایجاد می کند. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد، سیم پیچ ها اغلب با عایق مناسب طراحی می شوند. مواد عایق باید دارای استحکام دی الکتریک بالا برای مقاومت در برابر تنش ولتاژ و پایداری حرارتی خوب برای اطمینان از قابلیت اطمینان طولانی مدت باشد.

سیستم عایق

سیستم عایق در ترانسفورماتور فتوولتائیک از اهمیت بالایی برخوردار است. این برای جدا کردن سیم پیچ ها از یکدیگر و از هسته عمل می کند و از اتصال کوتاه الکتریکی جلوگیری می کند. انواع مختلفی از مواد عایق مانند کاغذ، روغن و رزین اپوکسی استفاده می شود.

عایق غوطه ور در روغن یک انتخاب رایج است. روغن ترانسفورماتور نه تنها عایق الکتریکی را فراهم می کند بلکه به خنک سازی ترانسفورماتور نیز کمک می کند. خواص دی الکتریک خوبی دارد و می تواند گرمای تولید شده توسط سیم پیچ ها و هسته را دفع کند. روغن به طور مداوم در مخزن ترانسفورماتور گردش می کند و از یک رادیاتور یا سیستم خنک کننده برای انتقال گرما به محیط اطراف استفاده می شود.

عایق کاغذ اغلب در ترکیب با روغن استفاده می شود. دور هادی ها در سیم پیچ ها پیچیده می شود تا یک لایه عایق اضافی ایجاد کند. عایق رزین اپوکسی نیز در برخی از ترانسفورماتورها به ویژه در ترانسفورماتورهای نوع خشک استفاده می شود. رزین اپوکسی دارای خواص مکانیکی و الکتریکی عالی است و می توان آن را به شکل های پیچیده درآورد تا عایق مطمئنی برای سیم پیچ ها ایجاد کند.

مخزن و سیستم خنک کننده

مخزن یک ترانسفورماتور فتوولتائیک یک محفظه محافظ است که هسته، سیم پیچ ها و سیستم عایق را در خود جای داده است. معمولاً از فولاد ساخته می شود و به گونه ای طراحی شده است که ضد نشتی باشد. مخزن نه تنها حفاظت مکانیکی را فراهم می کند بلکه حاوی روغن ترانسفورماتور نیز می باشد (اگر ترانسفورماتور غوطه ور روغنی باشد).

سیستم خنک کننده برای حفظ دمای ترانسفورماتور در محدوده عملکرد ایمن ضروری است. همانطور که قبلا ذکر شد، ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن از روغن به عنوان یک محیط خنک کننده استفاده می کنند. روغن گرمای تولید شده توسط هسته و سیم پیچ ها را جذب کرده و به رادیاتور منتقل می کند. رادیاتور از یک سری پره یا لوله تشکیل شده است که سطح را برای انتقال حرارت افزایش می دهد. ممکن است از یک فن یا یک پمپ برای افزایش اثر خنک کننده استفاده شود.

در ترانسفورماتورهای نوع خشک، هوا به عنوان محیط خنک کننده استفاده می شود. فن هایی برای گردش هوا در اطراف سیم پیچ ها نصب می شوند و گرما را از بین می برند. برخی از ترانسفورماتورهای نوع خشک نیز ممکن است دارای سیستم خنک کننده هوای اجباری برای اتلاف گرمای کارآمدتر باشند.

روی تغییر ضربه بزنید

تپ چنجر جزء مهمی در ترانسفورماتور فتوولتائیک است، به خصوص زمانی که ولتاژ ورودی ممکن است متفاوت باشد. این اجازه می دهد تا نسبت چرخش ترانسفورماتور را تنظیم کنید، که به نوبه خود ولتاژ خروجی را تغییر می دهد. دو نوع اصلی تپ چنجر وجود دارد: تپ چنجرهای روی بار (OLTC) و تپ چنجرهای خارج از بار.

تعویض‌کننده‌های شیر در بار می‌توانند موقعیت شیر ​​را در زمانی که ترانسفورماتور در حال کار است تغییر دهند. این در شرایطی مفید است که ولتاژ ورودی به طور مکرر در نوسان است، مانند سیستم فتوولتائیک متصل به شبکه. از طرف دیگر، تپ چنجرهای بدون بار، نیاز به قطع برق ترانسفورماتور قبل از تغییر موقعیت شیر ​​دارند. آنها معمولاً در برنامه هایی استفاده می شوند که تغییرات ولتاژ کمتر است.

دستگاه های حفاظتی

ترانسفورماتورهای فتوولتائیک به تجهیزات حفاظتی مختلفی مجهز هستند تا از عملکرد ایمن و قابل اطمینان آنها اطمینان حاصل شود. یکی از رایج ترین وسایل حفاظتی رله جریان بیش از حد است. جریان عبوری از ترانسفورماتور را کنترل می‌کند و در صورتی که جریان از حد معینی فراتر رفت، قطع کننده مدار را خاموش می‌کند. این ترانسفورماتور را از آسیب ناشی از جریان بیش از حد، که می تواند به دلیل اتصال کوتاه یا اضافه بار باشد، محافظت می کند.

رله های اضافه ولتاژ و کم ولتاژ نیز استفاده می شود. رله ولتاژ بیش از حد تشخیص می دهد که ولتاژ در ترانسفورماتور از مقدار نامی فراتر رود و اقدامات مناسب را برای محافظت از تجهیزات انجام دهد. رله کم ولتاژ سطح ولتاژ را نظارت می کند و در صورت کاهش ولتاژ به زیر حد معین می تواند مدار را قطع کند.

رله بوخهولتز در ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن استفاده می شود. وجود ناهنجاری های جریان گاز یا روغن را در ترانسفورماتور تشخیص می دهد. هنگامی که یک عیب در داخل ترانسفورماتور رخ می دهد، مانند خرابی عایق، گاز تولید می شود. رله بوخهولتز می تواند این گاز را تشخیص دهد و سیگنالی را برای قطع مدار قطع کننده ارسال کند و از آسیب بیشتر به ترانسفورماتور جلوگیری کند.

مقایسه با سایر ترانسفورماتورها

مقایسه ترانسفورماتورهای فتوولتائیک با انواع دیگر ترانسفورماتورها مانندسیستم منبع تغذیه کابین از پیش ساخته شدهوترانسفورماتور قدرت باد. در حالی که اصول اولیه عملیات مشابه است، تفاوت هایی نیز وجود دارد.

ترانسفورماتورهای فتوولتائیک برای کار با خروجی پنل های خورشیدی طراحی شده اند. آنها باید ویژگی های منحصر به فرد انرژی خورشیدی، مانند ماهیت متناوب نور خورشید و ولتاژ نسبتا کم ورودی DC (که به AC تبدیل می شود) را کنترل کنند. از طرف دیگر ترانسفورماتورهای قدرت بادی برای توربین های بادی طراحی شده اند. آنها باید با توان خروجی متغیر توربین ها به دلیل تغییر در سرعت باد مقابله کنند.

ترانسفورماتورهای از پیش ساخته شده سیستم منبع تغذیه کابین ساحلی در کاربردهای دریایی استفاده می شوند. آنها اغلب به گونه ای طراحی می شوند که فشرده تر باشند و نیازهای خاص محیط دریایی مانند مقاومت در برابر خوردگی آب شور را برآورده کنند.

در نتیجه، ترانسفورماتور فتوولتائیک یک دستگاه پیچیده متشکل از چندین جزء کلیدی است که با هم کار می کنند تا تبدیل توان کارآمد و قابل اعتماد را در یک سیستم فتوولتائیک تضمین کنند. چه درگیر یک تاسیسات خورشیدی در مقیاس کوچک باشید یا یک مزرعه خورشیدی در مقیاس بزرگ، درک این اجزا برای انتخاب ترانسفورماتور مناسب برای نیازهای شما ضروری است.

اگر علاقه مند به خرید ترانسفورماتور فتوولتائیک هستید یا در مورد محصولات ما سوالی دارید، در تماس با ما دریغ نکنید. ما اینجا هستیم تا بهترین راه حل ها را برای نیازهای تبدیل برق به شما ارائه دهیم.

مراجع

• فناوری سیستم های قدرت الکتریکی، ویرایش دوم توسط آلتون ان. الیس
• مهندسی ترانسفورماتور: طراحی، فناوری و تشخیص توسط جی آر لوکاس