Представете си една синусоида. Това е напрежението или тока или мощността, които се отдават в една фаза от мрежата.
Сега си нарисувайте същата графика, в която обаче и двата полупериода са в положителната част на координатната система. Това е графиката на енергията, която се тегли от електролитните кондензатори. Ясно се вижда, че има голем изпъкналости и големи остри вдлъбнатини.
Хоризонталната синя черта на графиката репрезентира постоянното количество енергия, което се тегли от фотоволтаичния модул. По време на вдлъбнатината на червената черта (ЗОНА 1) енергията от фотоволтаичните модули се натрупва в кондензаторите. В този период от време AC напрежението и тока преминават през нулата и необходимата енергия за изхода е по-малка от енергията, генерирана от модула. Излишъка от енергия се натрупва именно в кондензаторите. По време на изпъкналостта в ЗОНА 2 цялата енергия от фотоволтаичния модул се отдава на изхода на инвертора, но тя е недостатъчна. Към нея се добавя и натрупаната в кондензаторите енергия по времето на ЗОНА 1 и по този начин общата енергия е достатъчна, да се оформи върха на синосуидата на изхода по време на ЗОНА 2.
СЛЕДОВАТЕЛНО:
Задачата на кондензаторите е да съхранят излишната енергия по време на ЗОНА 1 и да я отдадат в мрежата по време на ЗОНА 2.
От графиката ясно се вижда, че кондензаторите трябва да имат такъв капацитет, щото да са в състояние да съхранят около 20% от енергията (площта) на една полусинусоида.
А как стоят нещата при трифазните инвертори?
Ето графиката на напреженията (токовете, мощностите) на една трифазна мрежа:
Изправяме полупериодите, за да преценим каква е нуждата от енергия, която трябва да бъде съхранена в кондензаторите. И ето какво получаваме:
И сега най-интересното. Събираме във всяка една точка амплитудите на изправените синусоиди и наблюдаваме какво ще се получи:
И ооооооооо чудо. Резултатната графика е с МНОГО ПО-МАЛКИ ПУЛСАЦИИ. И ясно се вижда, че кондензаторите този път трябва да съхранят в себе си МНОГО ПО-МАЛКО ЕНЕРГИЯ. Само около 2% от площта на синусоидата.
СЛЕДОВАТЕЛНО:
При трифазни инвертори се нуждаем от кондензатори с 10 ПЪТИ ПО-МАЛЪК КАПАЦИТЕТ!!!
Има и още нещо. Съгласно българските и европейските стандарти допустимото ниво на хармониците (нелинейните изкривявания на синусоидата) е 4%. Но това означава, че ние ДИРЕКТНО МОЖЕМ ДА ПРЕМАХНЕМ КОНДЕНЗАТОРИТЕ !!! И нелинейните ни изкривявания да си останат в нормите. Това вече е чудо.
Всъщност това е и най-голямото предимство на трифазните инвертори. Те имат нужда от кондензатори с много по-малък или направо с нулев капацитет. Тука трябва да се отчете и факта, че кондензаторите са най-ненадеждния елемент в едно електронно устройство. И ако има как да ги премахнем, то тогава надеждността (а от там и продължителността на живота) ще нарастне поне 5-10 пъти. И именно трифазните инвертори ни дават този шанс. Силното намаляване на капацитета на електролитните кондензатори ни дава шанс да ги заменим с танталови. Вярно е, че танталовите кондензатори са много по-скъпи. Но представете си колко съблазнително ще звучи електрониката да е с живот 50 или 100 години, вместо сегашните 10-15!!!
Така че аз съм абсолютно сигурен, че бъдещето е на малките трифазни инвертори, интегрирани директно във всеки един модул. И е въпрос на време цената им да стане достатъчно конкурентна и те да станат гробокопач на съществуващите стрингови инвертори.
