Jaka jest różnica między UPS a falownikiem?
System bezprzerwowego zasilania UPS
I. Definicja i funkcja
UPS Uninterruptible Power Supply, pełna nazwa Uninterruptible Power Supply, to urządzenie zabezpieczające zasilanie, które zawiera urządzenie magazynujące energię i wykorzystuje falownik jako jednostkę główną do stabilizacji napięcia i częstotliwości wyjściowej. Może zapewnić stabilne i nieprzerwane zasilanie sprzętu, gdy zasilanie sieciowe jest nieprawidłowe lub przerwane, a także chronić sprzęt przed awarią zasilania.
II. Zasada działania
Zasada działania UPS obejmuje głównie cztery ogniwa: prostowanie, magazynowanie energii, konwersję i sterowanie przełączaniem. Gdy zasilanie sieciowe jest normalne, prąd przemienny jest przekształcany na prąd stały przez prostownik i przechowywany w akumulatorze. Jednocześnie do falownika dostarczana jest moc prądu stałego, która przekształca ją w stabilną moc prądu przemiennego i wyprowadza do obciążenia. W przypadku nieprawidłowego zasilania sieciowego lub awarii zasilania przełącznik statyczny szybko przełącza się na zasilanie akumulatorowe, aby zapewnić stabilność napięcia po stronie obciążenia.
III. Komponenty
System UPS składa się głównie z zestawu akumulatorów, prostownika i falownika, przełącznika statycznego i innych części. Zestaw akumulatorów służy do magazynowania energii elektrycznej; prostownik przetwarza prąd przemienny na prąd stały; falownik przekształca moc prądu stałego na moc wyjściową prądu przemiennego; przełącznik statyczny umożliwia szybkie przełączanie w przypadku nieprawidłowego zasilania sieciowego.
IV. Klasyfikacja
W zależności od trybu zasilania (trybu pracy) obciążenia UPS dzieli się na trzy typy: typ kopii zapasowej online i typ interaktywny online. W przypadku UPS online falownik jest zawsze w stanie roboczym, niezależnie od tego, czy zasilanie sieciowe jest normalne, a moc wyjściowa jest stabilna. Nadaje się do miejsc o wysokich wymaganiach dotyczących jakości zasilania. Zapasowy zasilacz UPS bezpośrednio zasila obciążenie, gdy napięcie sieciowe jest normalne, a falownik dostarcza energię, gdy napięcie sieciowe jest nienormalne. Nadaje się do miejsc o małych wymaganiach dotyczących zasilania. Interaktywny UPS online łączy w sobie zalety wysokiej wydajności typu rezerwowego i wysokiej jakości zasilania typu online.
V. Scenariusze zastosowań
UPS jest szeroko stosowany w bezpieczeństwie komputerów, transporcie, lotnictwie, medycynie, kontroli przemysłowej i innych dziedzinach. Na przykład w centrach danych i serwerowniach UPS może zapewnić normalne działanie serwerów i urządzeń pamięci masowej oraz chronić integralność danych; w placówkach medycznych UPS może zapewnić zasilanie kluczowych obszarów, takich jak sale operacyjne i oddziały intensywnej terapii, aby zapewnić bezpieczeństwo pacjenta.
VI. Zalety i wady
Zalety obejmują ochronę sprzętu, zapewnienie zasilania rezerwowego i optymalizację jakości zasilania. UPS ma jednak również wady, takie jak wysoki koszt, duże rozmiary oraz konieczność regularnych przeglądów i konserwacji. Dlatego przy wyborze i użytkowaniu zasilaczy UPS należy kompleksowo uwzględnić rzeczywiste potrzeby i koszty eksploatacji.
System inwertera
I. Koncepcja falownika
Generalnie proces przetwarzania prądu przemiennego na prąd stały nazywany jest prostowaniem, obwód realizujący funkcję prostowania nazywa się obwodem prostowniczym, a urządzenie realizujące proces prostowania nazywa się urządzeniem prostowniczym lub prostownikiem. Odpowiednio proces konwersji prądu stałego na prąd przemienny nazywany jest inwersją, obwód kończący funkcję inwersji nazywany jest obwodem inwertera, a urządzenie realizujące proces inwersji nazywa się urządzeniem inwerterowym lub falownikiem. Nowoczesna technologia inwerterowa to nauka i technologia badająca teorię i zastosowanie obwodów inwerterowych. Jest to praktyczna technologia oparta na technologii elektroniki przemysłowej, technologii urządzeń półprzewodnikowych, nowoczesnej technologii sterowania, nowoczesnej technologii energoelektroniki, technologii konwersji półprzewodników, technologii modulacji szerokości impulsu (PWM) i innych dyscyplinach. Obejmuje głównie trzy części: półprzewodnikowe zintegrowane urządzenia mocy i ich zastosowania, obwody falownika i technologię sterowania falownikiem.
II. Zasada działania i budowa falownika
Falownik składa się głównie z wejścia prądu stałego, części przetwarzającej moc, filtra i części wyjściowej. Zasada działania jest mniej więcej następująca: prąd stały jest odwracany w części przetwarzającej moc (zwykle obwód składający się z wielu urządzeń przełączających moc, takich jak IGBTS) w celu wygenerowania prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości, który jest następnie filtrowany przez filtr w celu usunięcia zakłóceń o wysokiej częstotliwości harmoniczne i wreszcie wyprowadź płynny prąd przemienny.
III.Klasyfikacja i scenariusze zastosowań falowników fotowoltaicznych
Falowniki fotowoltaiczne można podzielić na falowniki scentralizowane, falowniki szeregowe i inne falowniki (inwertery rozproszone i mikroinwertery) ze względu na ich moc. Główna różnica między nimi polega na tym, że pojedyncza moc falownika jest inna, a zakres zastosowań jest inny. Falownik stringowy jest stosowany głównie w rozproszonej fotowoltaice domowej oraz w małych i średnich fotowoltaikach przemysłowych i komercyjnych na dachach.
Scentralizowane falowniki fotowoltaiczne:Ma zalety dużej mocy wyjściowej, dojrzałej technologii, wysokiej jakości energii i niskiego kosztu, ale jego maksymalny zakres napięcia śledzenia mocy jest stosunkowo wąski, elastyczność konfiguracji komponentów jest niska, a czas wytwarzania energii jest krótki. Stosowany jest głównie w dużych scentralizowanych elektrowniach fotowoltaicznych.
Inwerter fotowoltaiczny stringowy:Metoda inwertorowa polega na śledzeniu maksymalnego punktu mocy pojedynczego ciągu lub kilku ciągów elementów fotowoltaicznych oddzielnie, a następnie podłączaniu ich do sieci energetycznej prądu przemiennego po inwersji. Falownik szeregowy może mieć wiele modułów śledzenia maksymalnej mocy szczytowej, a moc pojedynczej maszyny jest zazwyczaj niższa niż 200 kW. Maksymalny zakres napięcia śledzenia mocy szeregowego falownika fotowoltaicznego jest szeroki, konfiguracja komponentów jest elastyczna, a czas wytwarzania energii jest długi. Ponadto charakteryzuje się dużą gęstością mocy oraz prostą instalacją i konserwacją. Może spełniać wymagania różnych środowisk zastosowań, takich jak wewnętrzne i zewnętrzne, i jest szeroko stosowany w mniejszych elektrowniach, takich jak rozproszone wytwarzanie energii w gospodarstwach domowych, małe i średnie przemysłowe i komercyjne elektrownie dachowe itp.
Rozproszony falownik:Łączy w sobie zalety scentralizowanego falownika dużych, scentralizowanych falowników fotowoltaicznych i zdecentralizowanego śledzenia MPPT zalet stringowych falowników fotowoltaicznych: osiąga niski koszt i wysoką niezawodność scentralizowanych falowników oraz wytwarzanie dużej mocy przez falowniki stringowe
Mikroinwerter:Tryb inwertera polega na tym, że każdy mikroinwerter odpowiada zazwyczaj tylko jednemu lub kilku modułom fotowoltaicznym, a każdy moduł fotowoltaiczny można śledzić oddzielnie. Punkt maksymalnej mocy jest następnie podłączany do sieci prądu przemiennego po inwersji. Pojedyncza moc mikroinwertera wynosi zazwyczaj poniżej 5 kW. Jest szeroko stosowany w domowych systemach wytwarzania energii fotowoltaicznej, takich jak dachy budynków mieszkalnych i dziedzińce.