Wie erfolgt die Anbindung netzgekoppelter Photovoltaikanlagen an das Netz?

Im Rahmen der heutigen Energiewende wird die Stromerzeugung durch Photovoltaik als saubere und erneuerbare Energieform immer häufiger genutzt. Der netzgekoppelte Schrank eines Photovoltaikkraftwerks ist das Schlüsselgerät für die Verbindung von Photovoltaiksystem und Stromnetz, und seine Bedeutung liegt auf der Hand.

Erstens das Funktionsprinzip des netzgekoppelten Gehäuses eines Photovoltaikkraftwerks
Umwandlung und Übertragung elektrischer Energie
Solarmodule in Photovoltaikkraftwerken wandeln Sonnenenergie in Gleichstrom um. Nachdem der Gleichstrom über die Sammelschiene gesammelt wurde, gelangt er in den Wechselrichter. Der Wechselrichter wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um und sein Ausgangswechselstrom hat die gleiche Frequenz und Phase wie das Stromnetz.
Der vom Wechselrichter umgewandelte Wechselstrom gelangt in den netzgekoppelten Schrank des Photovoltaikkraftwerks. Der Leistungsschalter und der Trennschalter im netzgekoppelten Schrank sind für die Steuerung des Übertragungswegs der elektrischen Energie verantwortlich. Wenn alles normal ist, ist der Leistungsschalter geschlossen und der Wechselstrom wird über den Netzschrank ins Netz übertragen.

Implementierung der Schutzfunktion
Überstromschutz: Wenn der Strom den eingestellten Wert überschreitet, wird der Überstromschutz schnell aktiviert und der Stromkreis wird unterbrochen. Dies geschieht normalerweise über den Stromwandler, der die Stromstärke erkennt. Wenn der Strom den eingestellten Schwellenwert überschreitet, wird der Leistungsschalter ausgelöst.
Überspannungsschutz: Wenn die Spannung im Stromnetz zu hoch ist, wird das Überspannungsschutzgerät aktiviert, um zu verhindern, dass das Gerät durch Überspannung beschädigt wird. Der Überspannungsschutz kann die Spannung im Stromnetz über den Spannungswandler erkennen und bei Überschreiten des eingestellten Werts den Leistungsschalter auslösen oder ein Alarmsignal senden.
Unterspannungsschutz: Im Gegensatz zum Überspannungsschutz wird der Unterspannungsschutz aktiviert, wenn die Netzspannung zu niedrig ist, um den stabilen Betrieb der Geräte und des Netzes zu gewährleisten. In ähnlicher Weise erkennt der Unterspannungsschutz die Netzspannung über den Spannungswandler und löst die entsprechende Schutzmaßnahme aus, wenn die Spannung unter dem eingestellten Wert liegt.
Kurzschlussschutz: Wenn im Stromkreis ein Kurzschlussfehler auftritt, unterbricht die Kurzschlussschutzvorrichtung den Stromkreis sofort, um eine Ausweitung des Fehlers zu verhindern. Der Kurzschlussschutz wird normalerweise mit schnellen Sicherungen oder Leistungsschaltern erreicht.

Überwachungs- und Steuerungsfunktionen
Der netzgekoppelte Schrank des Photovoltaikkraftwerks ist mit verschiedenen Instrumenten und Sensoren zur Echtzeitüberwachung von Spannung, Strom, Leistung, Frequenz und anderen Parametern ausgestattet. Diese Parameter können dem Bediener über den Bildschirm oder das Fernkommunikationssystem angezeigt werden, damit er den Betriebszustand des Photovoltaikkraftwerks rechtzeitig erkennen kann.
Das Steuerungssystem kann das Photovoltaikkraftwerk gemäß den überwachten Parametern fernsteuern und anpassen. Wenn beispielsweise die Netzspannung zu hoch ist, kann die Ausgangsleistung des Photovoltaikkraftwerks über das Steuerungssystem reduziert werden. Wenn die Netzfrequenz instabil ist, kann die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters angepasst werden, um sie mit der Netzfrequenz in Einklang zu halten.
Zweitens der Verbindungsmodus des netzgekoppelten Schrankes des Photovoltaikkraftwerks und des Stromnetzes

Direkte Netzanbindung
Der direkte Netzanschluss ist die häufigste Anschlussart. Bei dieser Anschlussart wird der netzgekoppelte Schrank des Photovoltaikkraftwerks über den Leistungsschalter, den Trennschalter und andere Geräte direkt an die Mittel- oder Niederspannungsleitung des Stromnetzes angeschlossen.
Die Vorteile einer direkten Netzanbindung liegen in der einfachen Struktur, den geringen Kosten und der hohen Effizienz. Allerdings stellt diese Anschlussart hohe Anforderungen an die Qualität der Ausgangsleistung von Photovoltaikkraftwerken und muss die technischen Spezifikationen und Anforderungen des Netzes erfüllen. Gleichzeitig muss bei einer direkten Netzanbindung auch die Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes berücksichtigt werden, um negative Auswirkungen auf das Stromnetz zu vermeiden.

Über Transformator ans Netz angeschlossen
Beim Transformatoranschluss wird ein Transformator zwischen Photovoltaikanlage und Stromnetz geschaltet. Transformatoren können die Ausgangsspannung einer Photovoltaikanlage auf ein dem Netz entsprechendes Spannungsniveau anheben oder absenken.
Der Vorteil der Netzanbindung über den Transformator besteht darin, dass er die Ausgangsspannung des Photovoltaikkraftwerks verbessern, den Leitungsverlust verringern und auch die Rolle der Isolierung und des Schutzes übernehmen kann. Diese Anschlussmethode ist jedoch kostspielig, nimmt viel Platz ein und der Verlust des Transformators verringert auch die Gesamteffizienz des Photovoltaikkraftwerks.

Mikronetz-Verbindung
Ein Mikronetz ist ein kleines Stromnetz, das aus einer verteilten Stromversorgung, einem Energiespeicher und einer Last besteht. Das Photovoltaikkraftwerk kann über den netzgekoppelten Schrank an das Mikronetz angeschlossen werden und Teil des Mikronetzes werden.
Die Mikronetz-Verbindungsmethode kann die Zuverlässigkeit und Stabilität von Photovoltaikkraftwerken verbessern, aber auch eine effiziente Nutzung und Verwaltung von Energie ermöglichen. In Mikronetzen können Photovoltaikanlagen mit anderen verteilten Stromquellen zusammenarbeiten, um den Bedarf lokaler Lasten zu decken. Wenn das Mikronetz an das Hauptnetz angeschlossen ist, kann auch der bidirektionale Stromfluss realisiert werden, um die Effizienz der Energienutzung zu verbessern.

Installation und Wartung des netzgekoppelten Schaltschranks eines Photovoltaikkraftwerks
Installationsvoraussetzungen
Die Installation von netzgekoppelten Schaltschränken von Photovoltaikkraftwerken muss den einschlägigen elektrischen Sicherheitsvorschriften und -normen entsprechen. Der Installationsort sollte ein trockener, gut belüfteter Ort sein, der leicht zu bedienen und zu warten ist.
Der netzgekoppelte Schrank muss sicher installiert und gut geerdet sein. Die Kabel müssen richtig angeschlossen sein, um Fehler wie Kurzschluss und Erdung zu vermeiden.
Während des Installationsvorgangs muss darauf geachtet werden, die Geräte und Messgeräte im netzgekoppelten Schrank zu schützen, um Schäden zu vermeiden. Gleichzeitig müssen strenge elektrische Tests und Fehlerbehebungen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Funktionen des netzgekoppelten Schranks normal sind.
Wartung
Führen Sie regelmäßige Kontrollen und Wartungsarbeiten am netzgekoppelten Schaltschrank der Photovoltaik-Anlage durch, dazu gehören die Reinigung der Geräte, die Kontrolle der Kabelverbindungen, das Testen der Schutzeinrichtungen etc.
Beobachten Sie den Betriebszustand des netzgekoppelten Schranks. Wenn eine ungewöhnliche Situation festgestellt wird, beheben Sie diese rechtzeitig. Wenn beispielsweise der Leistungsschalter ausgelöst wird, die Instrumentenanzeige ungewöhnlich ist usw., sollte dies sofort überprüft und repariert werden.
Die Geräte und Instrumente im netzgekoppelten Schrank werden regelmäßig kalibriert und getestet, um ihre Genauigkeit und Zuverlässigkeit sicherzustellen.
Verstärken Sie das Sicherheitsmanagement netzgekoppelter Schränke, um zu verhindern, dass Laien die Geräte falsch bedienen oder beschädigen.