Na Alemanha, à medida que a aplicação de energia solar cresce rapidamente, cada vez mais instaladores e usuários finais já não estão preocupados com as questões fundamentais, mas estão enfrentando desafios mais práticos na integração de sistemas. Um dos problemas frequentemente mencionados é:
O interruptor de transferência automática de dupla fonte (ATS) pode conectar o inversor fotovoltaico e a rede simultaneamente e manter a operação estável do sistema?
Por que essa configuração está se tornando mais comum na Alemanha?
A estrutura energética da Alemanha está rapidamente se transformando em uma geração distribuída. Tanto usuários residenciais quanto comerciais estão cada vez mais combinando sistemas de PV com a rede para alcançar um suprimento de energia estável.
Nesta aplicação, o ATS é tipicamente usado para gerenciar duas fontes de energia:
- Fonte primária: saída do inversor de PV
- Fonte de backup: rede elétrica
Essa configuração permite o uso prioritário da energia solar enquanto muda automaticamente para a rede quando a geração de PV é insuficiente, garantindo a continuidade do suprimento de energia. No entanto, a forma como um ATS opera determina que ele não pode conectar ambas as fontes de energia ao mesmo tempo.
Questões Práticas ao Conectar um Binterruptor de transferência Power a ambas as fontes de PV e rede simultaneamente
Proteção contra Ilha de Energia
O inversor fotovoltaico conectado à rede deve cumprir os padrões de segurança, e uma de suas funções importantes é a proteção contra ilha de energia. Em termos simples, quando a rede é desligada, o inversor deve parar de fornecer energia dentro de um tempo especificado (geralmente vários milissegundos a dois segundos). Isso é feito para evitar que o inversor continue fornecendo energia para a rede e para evitar o risco de choque elétrico para trabalhadores que estão reparando a rede.
Se o interruptor de transferência automática conectar o inversor e a rede à carga simultaneamente, e a rede estiver na verdade em estado de desligamento, então o inversor enviará energia de volta para o lado da rede. Essa situação fará com que a proteção contra ilha de energia falhe, levando a riscos de segurança. Mesmo que o ATS tente conectar simultaneamente as duas fontes de energia durante a troca normal, o inversor relatará um erro ou desligará devido à detecção de tensão anormal.
Sincronização de Fases
A rede fornece corrente alternada, que possui três parâmetros-chave: tensão, frequência e fase. A fase da rede é fixa, enquanto um inversor de PV operando de forma independente determina sua própria fase. Se duas fontes de energia CA com fases diferentes forem conectadas diretamente, a corrente formará um loop entre elas, gerando uma grande corrente de partida. Esse surto pode danificar os componentes internos de potência do inversor e pode fazer com que os disjuntores desliguem. Em casos graves, pode criar arco elétrico.
Mesmo quando o inversor opera no modo conectado à rede, ele rastreia ativamente a fase da rede. Se o ATS conectar tanto o inversor quanto a rede à carga ao mesmo tempo, o inversor detecta dois sinais de tensão diferentes simultaneamente, o que pode interromper sua lógica de controle.
Finalidade do Design do Binterruptor de transferência Power Chave de Transferência
Deve-se saber que o ATS é para selecionar fontes de energia, não para mesclar fontes de energia. Sua função é alternar entre fontes de energia, em vez de permitir que duas fontes de energia funcionem simultaneamente. Se o ATS for forçado a conectar duas entradas simultaneamente, circuitos adicionais de detecção e controle de sincronização são necessários, que não estão presentes em produtos padrão.
Com base nos três pontos acima, padrão O ATS não é adequado para conectar inversores solares e a rede simultaneamente.
Esclarecendo Equívocos Comuns Sobre Chaves de Transferência e Integração de PV
Equívoco 1: Quanto Mais Rápido o ATS Alterna, Melhor, Sem Considerar as Características da Carga
A alternância rápida reduz a duração da perda de potência da carga, mas nem todas as cargas são adequadas para alternância extremamente rápida. Certas cargas do tipo motor requerem um breve atraso antes do reinício após a perda de energia; caso contrário, a diferença de fase entre a tensão residual e a fonte de energia restaurada pode causar um pico. Além disso, os inversores precisam de algum tempo de resposta ao mudar do modo conectado à rede para o modo fora da rede. Se o ATS alternar muito rapidamente, pode conectar a carga antes que o inversor tenha estabilizado sua saída, o que pode, na verdade, fazer com que o inversor desligue de forma protetiva. Portanto, a velocidade de comutação do ATS precisa corresponder às características tanto do inversor quanto da carga, em vez de simplesmente buscar velocidade.
Equívoco 2: A Tensão PV é Instável, e a Elétrico Power Chave de Transferência Regulará Automaticamente a Tensão
A chave de conversão não possui capacidade de regulação de tensão. Ela apenas detecta se a tensão está dentro da faixa estabelecida e decide se deve alternar a fonte de energia de acordo. Se a saída fotovoltaica for instável, o ATS não “corrigirá” a tensão. A estabilização real da tensão é responsabilidade de outros dispositivos de proteção de tensão, não do ATS.
Equívoco 3: Desde que um ATS esteja Instalado, o Sistema PV Não Experimentará Perda de Potência
Um ATS pode alternar entre fontes de energia, mas não garante transferência de energia sem interrupções. Particularmente em sistemas PV, quando a saída do inversor é instável ou os atrasos de comutação são configurados muito longos, interrupções breves de energia ainda podem ocorrer. Portanto, o ATS melhora a confiabilidade do fornecimento de energia, mas não elimina completamente a perda de energia.
Equívoco 4: Qualquer ATS Pode Ser Usado Diretamente em um Sistema PV
Nem todos os ATSs são adequados para aplicações fotovoltaicas. Alguns ATSs comuns foram projetados apenas para alternância entre rede e gerador e têm pouca ou nenhuma capacidade de reconhecer o sinal de saída do inversor. Portanto, no sistema fotovoltaico, uma solução de ATS compatível com as necessidades fotovoltaicas precisa ser usada.
Equívoco 5: Um ATS Pode Resolver Todos os Problemas de Compatibilidade em um Sistema PV
O ATS é apenas um componente de comutação dentro do sistema. Ele não pode resolver problemas de compatibilidade relacionados ao inversor, rede, tensão, frequência e outros fatores. Se o sistema em si não estiver devidamente projetado - por exemplo, se as faixas de tensão não coincidirem ou a fiação não estiver de acordo com os padrões - mesmo o uso de um ATS não garantirá operação estável. A verdadeira estabilidade vem do design geral do sistema, não de um único dispositivo.
Conclusão
Então, o ATS pode conectar tanto o inversor fotovoltaico quanto a rede elétrica simultaneamente? A resposta é não.
O ATS produzido pela YRO foca na comutação de energia. Passou por múltiplos testes laboratoriais e pode completar de forma estável a ação de comutação sob a corrente nominal, sem risco de soldagem de contato ou contato ruim. Para sistemas que requerem uma comutação de energia de backup estável, o ATS vendido pela YRO fornece uma garantia de base confiável.
