1. แนวคิดและคำจำกัดความของผลิตภัณฑ์
อ ตัวควบคุมปั๊มไฮบริด AC/DC เป็นหน่วยขับเคลื่อนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถรับกำลังไฟฟ้าเข้าที่แตกต่างกันได้สองทาง ได้แก่ กระแสตรง (DC) จากแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ (PV) และกระแสสลับ (AC) จากโครงข่ายไฟฟ้าหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และแปลงอินพุตนั้นเป็นเอาต์พุตที่ได้รับการควบคุมเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ปั๊มจุ่มหรือบนพื้นผิว ตัวควบคุมจะจัดการการเปลี่ยนผ่านระหว่างแหล่งพลังงาน เพื่อให้มั่นใจว่าปั๊มทำงานอย่างต่อเนื่องไม่ว่าพลังงานแสงอาทิตย์จะพร้อมใช้งานหรือไม่ก็ตาม
ใน ช่วงกำลัง 1100–2200W ตัวควบคุมไฮบริด AC/DC ทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซการควบคุมหลักสำหรับระบบปั๊มจุ่มกำลังปานกลางที่ใช้ในการชลประทานทางการเกษตร น้ำประปาในครัวเรือน และโครงการน้ำชุมชน แถบพลังงานนี้มีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับการติดตั้งปั๊มหลุมเจาะขนาด 4 นิ้ว ซึ่งความต้องการน้ำในแต่ละวันอยู่ในระดับปานกลาง และในกรณีที่ความพร้อมใช้ของโครงข่ายบางส่วนทำให้ระบบพลังงานแสงอาทิตย์บริสุทธิ์ไม่เพียงพอ
Deye Group ได้รับการออกแบบและการผลิต ตัวควบคุมปั๊ม ตั้งแต่ปี 1990 กลุ่มผลิตภัณฑ์คอนโทรลเลอร์ไฮบริด AC/DC ขนาด 1100–2200W ได้รับการพัฒนาภายใต้ระเบียบวินัยทางวิศวกรรมเดียวกันกับที่ใช้กับกลุ่มผลิตภัณฑ์คอนโทรลเลอร์ทั้งหมดของ Deye โดยมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพ MPPT ที่เสถียร ความน่าเชื่อถือในการป้องกัน และความทนทานของภาคสนามในระยะยาว
2. หลักการทำงาน
ตัวควบคุมทำงานตามลำดับความสำคัญด้านพลังงานที่กำหนดไว้และลอจิกการสลับ:
- โหมดลำดับความสำคัญพลังงานแสงอาทิตย์ (ค่าเริ่มต้น): ตัวควบคุมจะดึงพลังงานจากอินพุตแสงอาทิตย์ DC ก่อน อัลกอริธึม MPPT ในตัวจะติดตามจุดกำลังสูงสุดของอาร์เรย์ PV อย่างต่อเนื่อง โดยจะปรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในการทำงานเพื่อแยกกำลังไฟสูงสุดที่มีอยู่ภายใต้สภาวะการฉายรังสีในปัจจุบัน
- สวิตช์ไฟ AC อัตโนมัติ: เมื่อรังสีจากดวงอาทิตย์ต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดเพื่อรักษาการทำงานของปั๊ม — โดยทั่วไปในเวลารุ่งเช้า ค่ำ หรือในช่วงที่มีเมฆมาก ตัวควบคุมจะสลับไปที่อินพุต AC โดยอัตโนมัติโดยไม่มีการแทรกแซงของผู้ปฏิบัติงาน
- เอาท์พุทความถี่ตัวแปร: ตัวควบคุมจะส่งสัญญาณความถี่ที่แปรผันไปยังมอเตอร์ปั๊มได้โดยไม่คำนึงถึงแหล่งอินพุต เริ่มต้นอย่างนุ่มนวล เมื่อเริ่มต้นและการปรับความเร็วตามสัดส่วนของกำลังที่มีอยู่
- กลับสู่แสงอาทิตย์: เมื่อการฉายรังสีกลับคืนสู่เกณฑ์การทำงาน ตัวควบคุมจะกลับไปใช้อินพุตพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อลดการใช้กริดตลอดวันทำการ
3. ข้อกำหนดทางเทคนิคที่สำคัญ
| พารามิเตอร์ | ข้อกำหนดทั่วไป | หมายเหตุ |
| ช่วงกำลังไฟพิกัด | 1100 – 2200 วัตต์ | จับคู่กับพิกัดมอเตอร์ปั๊ม |
| ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC | 60 – 450V กระแสตรง | ขึ้นอยู่กับรุ่น; กำหนดการกำหนดค่าสตริงของแผง |
| แรงดันไฟฟ้าขาเข้า AC | เฟสเดียว 220V / 3 เฟส 380V AC | การสำรองข้อมูลกริดหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า |
| ความถี่อินพุตไฟฟ้ากระแสสลับ | 50/60 เฮิรตซ์ | ตรวจจับอัตโนมัติในรุ่นส่วนใหญ่ |
| ประสิทธิภาพ MPPT | 97 – 99% | เพิ่มการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์สูงสุด |
| ความถี่เอาท์พุต | 0 – 50 / 0 – 60 เฮิรตซ์ (ตัวแปร) | ช่วยให้การทำงานของปั๊มปรับความเร็วได้ |
| ประเภทมอเตอร์ที่เข้ากันได้ | BLDC, PMSM, การเหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับ | ความเข้ากันได้เฉพาะรุ่น |
| ระดับการป้องกัน | IP54 – IP65 | การติดตั้งแบบติดผนังกลางแจ้ง |
| อุณหภูมิในการทำงาน | -10 ถึง 55 องศาเซลเซียส | แนะนำให้ติดตั้งในที่ร่มที่อุณหภูมิสูงกว่า 45 องศาเซลเซียส |
| อินเตอร์เฟซการสื่อสาร | RS485 (ม็อดบัส RTU); จอภาพระยะไกลเสริม | สำหรับ SCADA หรือการรวมการบันทึกข้อมูล |
| จอแสดงผล | จอแสดงผลพารามิเตอร์ LED หรือ LCD | แสดงแรงดัน กระแส ความถี่ รหัสความผิดปกติ |
4. ฟังก์ชั่นการป้องกัน
ออกแบบมาอย่างดี ตัวควบคุมปั๊มไฮบริด AC/DC ผสานการป้องกันหลายชั้นเพื่อปกป้องมอเตอร์ปั๊ม การติดตั้งระบบไฟฟ้า และอาร์เรย์ PV:
| ประเภทการป้องกัน | ฟังก์ชั่น |
| การป้องกันน้ำแห้ง | ตรวจจับการไม่มีน้ำประปาและปิดปั๊มเพื่อป้องกันมอเตอร์ไหม้ |
| การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน | ตัดการเชื่อมต่ออินพุตเมื่อแรงดันไฟฟ้า DC หรือ AC เกินขีดจำกัดบนที่กำหนด |
| การป้องกันแรงดันต่ำ | ป้องกันการทำงานของมอเตอร์ต่ำกว่าเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงความไม่เสถียรของแรงบิด |
| ป้องกันกระแสเกิน | ตัดการทำงานเอาต์พุตเมื่อการดึงมอเตอร์เกินกระแสที่กำหนด ปกป้องขดลวดจากความเสียหายจากความร้อน |
| การป้องกันอุณหภูมิเกิน | ตรวจสอบอุณหภูมิฮีทซิงค์ภายในและลดเอาต์พุตหรือปิดเครื่องหากเกินอุณหภูมิ |
| ป้องกันการลัดวงจร | ตัดการเชื่อมต่อเอาต์พุตทันทีเมื่อตรวจพบไฟฟ้าลัดวงจรในมอเตอร์หรือสายเคเบิล |
| การป้องกันการสูญเสียเฟส | ใช้ได้กับรุ่นอินพุต AC 3 เฟส; ตรวจจับเฟสที่หายไปและหยุดการทำงาน |
| การป้องกันขั้วย้อนกลับของ PV | ป้องกันความเสียหายจากการต่อสายไฟ DC ที่ไม่ถูกต้องระหว่างการติดตั้ง |
5. การเปรียบเทียบประเภทคอนโทรลเลอร์
| เกณฑ์ | ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แบบ DC เท่านั้น | คอนโทรลเลอร์ VFD แบบ AC เท่านั้น | คอนโทรลเลอร์ไฮบริด AC/DC |
| อินพุตพลังงานแสงอาทิตย์ PV | ใช่ | ไม่ | ใช่ |
| การสำรองข้อมูลกริด/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า | ไม่ | ใช่ | ใช่ |
| อัลกอริทึม MPPT | ใช่ | ไม่ | ใช่ |
| ปฏิบัติการในวันที่มีเมฆมาก | ลดลงหรือหยุดลง | ไม่ได้รับผลกระทบ | ดำเนินการต่อผ่านทาง AC |
| ต้องใช้แบตเตอรี่ | สำหรับการทำงานกลางคืน/มีเมฆมาก | ไม่t applicable | ไม่t required |
| เอาต์พุตความเร็วตัวแปร | ใช่ (solar-driven) | ใช่ (frequency-driven) | ใช่ (both modes) |
| เหมาะที่สุดสำหรับ | ไซต์ที่มีการฉายรังสีสูงนอกกริดเต็มรูปแบบ | ไซต์ที่เชื่อมต่อกับกริดเท่านั้น | ไซต์กึ่งกริดหรือไซต์ความน่าเชื่อถือแบบผสม |
6. สถานการณ์การใช้งาน
ตัวควบคุมไฮบริด AC/DC ขนาด 1100–2200W เหมาะกับชุดประเภทการติดตั้งที่กำหนดไว้ซึ่งต้องการกำลังไฟปานกลางและอินพุตคู่ที่มีความยืดหยุ่น:
- เกษตรกรรายย่อยและการชลประทานเกษตรกรรมขนาดกลาง: ฟาร์มที่มีการจ่ายกริดที่ไม่น่าเชื่อถือบางส่วนจะได้รับประโยชน์จากการดำเนินการที่เน้นพลังงานแสงอาทิตย์พร้อมระบบสำรองกริดอัตโนมัติในช่วงระยะเวลาการฉายรังสีต่ำ
- แหล่งน้ำบาดาลในประเทศ: ครัวเรือนในชนบทและชานเมืองต้องการน้ำประปารายวันที่มีการรับประกัน โดยไม่ขึ้นอยู่กับความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า
- ซุ้มน้ำชุมชน: จุดจ่ายน้ำระดับหมู่บ้านซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยลดต้นทุนเชื้อเพลิงและการสำรองโครงข่ายทำให้มั่นใจได้ว่ามีปริมาณน้ำขั้นต่ำต่อวัน
- ฟาร์มปศุสัตว์และสัตว์ปีก: การดำเนินงานระดับกลางที่ต้องการปริมาณน้ำรายวันที่เชื่อถือได้ โดยไม่ต้องลงทุนโครงสร้างพื้นฐานนอกระบบเต็มรูปแบบ
- การปรับปรุงระบบปั๊ม AC ที่มีอยู่: การเปลี่ยน AC VFD มาตรฐานด้วยตัวควบคุมไฮบริด AC/DC เพื่อเพิ่มความสามารถด้านพลังงานแสงอาทิตย์ให้กับการติดตั้งปั๊มที่มีอยู่โดยไม่ต้องเปลี่ยนชุดปั๊ม
- ภูมิภาคที่มีความพร้อมใช้งานของตารางบางส่วน: พื้นที่ที่มีไฟฟ้าใช้เพียงบางส่วนของวันเท่านั้น ตัวควบคุมไฮบริดช่วยเพิ่มการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ให้เกิดประโยชน์สูงสุดในช่วงระยะเวลาปิดระบบไฟฟ้า
7. แนวทางการติดตั้ง
- ตำแหน่งการติดตั้ง: ติดตั้งในที่ร่มและมีอากาศถ่ายเทสะดวก หรือบนผนังให้ห่างจากแสงแดดโดยตรง อุณหภูมิโดยรอบจะต้องอยู่ภายในช่วงการทำงานที่กำหนด
- สายไฟกระแสตรง: ใช้สายไฟ DC พลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับการจัดอันดับอย่างเหมาะสม สังเกตเครื่องหมายขั้วและตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของสตริงไม่เกินพิกัดอินพุต DC สูงสุดของตัวควบคุมภายใต้สภาวะเย็น
- สายไฟ AC: เชื่อมต่อกริดหรืออินพุตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผ่านสวิตช์แยกกระแสไฟหรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ได้รับพิกัดอย่างเหมาะสม ตรวจสอบการกำหนดเฟสและเป็นกลางสำหรับโมเดลเฟสเดียว
- สายดิน: ทั้งแชสซีตัวควบคุมและเฟรมอาร์เรย์ PV จะต้องต่อสายดินตามประมวลกฎหมายไฟฟ้าท้องถิ่น
- สายปั๊ม: ความยาวและหน้าตัดของสายเคเบิลปั๊มจุ่มต้องมีขนาดเพื่อจำกัดแรงดันไฟฟ้าตก การหยดมากเกินไปจะช่วยลดแรงบิดและอัตราการไหลที่มีอยู่
- การว่าจ้างพารามิเตอร์: ตั้งค่ากระแสไฟที่กำหนดโดยมอเตอร์ ดีเลย์การทำงานแห้ง และช่วงเวลารีสตาร์ทผ่านแผงปุ่มควบคุมหรือซอฟต์แวร์พีซีก่อนดำเนินการครั้งแรก
8. มาตรฐานและการรับรองที่เกี่ยวข้อง
- IEC 61800-3: ระบบขับเคลื่อนกำลังไฟฟ้าที่ปรับความเร็วได้ — ข้อกำหนด EMC
- IEC 61800-5-1: ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับระบบขับเคลื่อนด้วยกำลัง
- เครื่องหมาย CE: การปฏิบัติตามคำสั่งแรงดันไฟฟ้าต่ำ (LVD 2014/35/EU) และคำสั่ง EMC (2014/30/EU)
- IEC 60529 (IP54/IP65): การจำแนกประเภทการป้องกันทางเข้าสำหรับกล่องหุ้มตัวควบคุม
- ISO 9001: ระบบการจัดการคุณภาพที่ใช้กับการออกแบบตัวควบคุมและกระบวนการผลิต
- คำสั่ง RoHS: การจำกัดการใช้สารอันตรายในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
9. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
คำถามที่ 1: สามารถใช้ตัวควบคุมไฮบริด AC/DC โดยไม่ต้องเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ใดๆ ได้หรือไม่
ใช่. ตัวควบคุมสามารถทำงานเฉพาะบนกริดไฟฟ้ากระแสสลับหรืออินพุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งทำงานเป็นมาตรฐาน ไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD) สำหรับมอเตอร์ปั๊ม อินพุตพลังงานแสงอาทิตย์ DC ยังคงไม่ได้ใช้งาน ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งฮาร์ดแวร์เดียวกันได้ก่อนที่จะจัดหาแผงโซลาร์เซลล์ หรือในแอปพลิเคชันที่พลังงานกริดสม่ำเสมอและมีพลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนเสริม
คำถามที่ 2: คอนโทรลเลอร์จะสลับระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์และไฟ AC ระหว่างการทำงานหรือเฉพาะเมื่อเริ่มต้นระบบหรือไม่
ในการออกแบบส่วนใหญ่ ตัวควบคุมจะตรวจสอบพลังงานอินพุต DC อย่างต่อเนื่องและสามารถสลับระหว่างแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์และไฟฟ้ากระแสสลับได้ ระหว่างการทำงานของปั๊มที่ใช้งานอยู่ . การสับเปลี่ยนได้รับการจัดการด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อลดการหยุดชะงักของความเร็วของมอเตอร์ ลักษณะการทำงานที่แน่นอน ไม่ว่าจะเกิดการหยุดชั่วขณะหรือการเปลี่ยนแปลงเป็นไปอย่างราบรื่น ขึ้นอยู่กับรุ่นคอนโทรลเลอร์เฉพาะและพารามิเตอร์การสลับที่กำหนดค่าไว้
คำถามที่ 3: จะเกิดอะไรขึ้นหากทั้งพลังงานแสงอาทิตย์และไฟฟ้ากระแสสลับขัดข้องพร้อมกัน
หากแหล่งอินพุตทั้งสองสูญหาย ตัวควบคุมจะปิดเอาท์พุตของปั๊มและเข้าสู่สถานะสแตนด์บายหรือสถานะฟอลต์ ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า ระบบจะพยายามรีสตาร์ทอัตโนมัติหลังจากการหน่วงเวลาที่ตั้งไว้เมื่ออินพุตตัวใดตัวหนึ่งได้รับการกู้คืน การป้องกันน้ำแห้ง ยังทำงานในระหว่างการรีสตาร์ทเพื่อป้องกันไม่ให้ปั๊มทำงานโดยไม่มีน้ำ
คำถามที่ 4: หน้าต่างแรงดันไฟฟ้า MPPT จับคู่กับอาร์เรย์แผงโซลาร์เซลล์อย่างไร
ต้องกำหนดค่าสตริงแผงเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าจุดกำลังสูงสุด (Vmpp) ตลอดช่วงอุณหภูมิที่คาดไว้อยู่ภายในตัวควบคุม หน้าต่างแรงดันไฟฟ้า MPPT . สำหรับคอนโทรลเลอร์ในช่วง 1100–2200W โดยทั่วไปจะเป็น 60–450V DC แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) แบบสตริงที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำสุดจะต้องอยู่ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC สูงสุดของตัวควบคุมเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย
คำถามที่ 5: คอนโทรลเลอร์นี้ใช้งานได้กับทั้งมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับและมอเตอร์ BLDC/PMSM หรือไม่
ความเข้ากันได้ขึ้นอยู่กับรุ่นคอนโทรลเลอร์เฉพาะ บ้าง ตัวควบคุมไฮบริด AC/DC กลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ ในขณะที่รุ่นอื่นๆ รองรับมอเตอร์ BLDC หรือ PMSM ผ่านเฟิร์มแวร์ควบคุมเฉพาะ ความเข้ากันได้ของประเภทมอเตอร์เป็นข้อกำหนดสำคัญในการตรวจสอบระหว่างการเลือกผลิตภัณฑ์ เนื่องจากการจับคู่ที่ไม่ถูกต้องอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงหรือมอเตอร์เสียหาย
