Yenilenebilir enerji ve elektrikli araç teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte çift yönlü invertör şarj cihazının uygulama alanı ( Çift Yönlü İnvertör Şarj Cihazı ) güç kaynağını ve yükü bağlayan anahtar bir cihaz olarak sürekli genişliyor. Ancak, ortaya çıkan harmonik sorunu yavaş yavaş ortaya çıkmış ve güç sisteminin kararlılığı ve ekipmanın güvenilirliği açısından ciddi zorluklar ortaya çıkarmıştır.
Harmoniklerin Tanımı ve Nedeni
Harmonikler, güç sistemindeki temel frekansın tam katları olan, genellikle 50Hz veya 60Hz olan frekanslara sahip akım veya gerilim dalga formlarını ifade eder. Harmonik bileşenler, temel frekanstan daha yüksek, 2 kat (100Hz veya 120Hz), 3 kat (150Hz veya 180Hz), vb. gibi çeşitli frekansları içerir. Harmoniklerin üretimi, doğrusal olmayan yüklerin ve anahtarlama cihazlarının çalışma özellikleriyle yakından ilgilidir. Çift yönlü invertör şarj cihazının DC'yi AC'ye dönüştürmesi sürecinde, anahtarlama işleminin özellikleri nedeniyle sıklıkla harmonikler ortaya çıkar ve bu da sistemin genel performansını etkiler.
Harmoniklerin Ekipman Üzerindeki Etkisi
Ekipmanın Aşırı Isınması: Harmonikler, özellikle transformatör ve motor gibi ekipmanlarda, ekipmanın içinde ilave ısınmaya neden olabilir. Harmonik bileşenlerin artması akımın etkin değerini arttıracak, ekipmanın çalışma sırasında normalden daha fazla ısı üretmesine neden olacak, bu da ekipmanın servis ömrünü kısaltmakla kalmayıp aynı zamanda güvenlik tehlikelerine de neden olabilecektir.
Artan güç kaybı: Harmoniklerin neden olduğu ek akım, telin ısınmasını artıracak, bu da verimsiz enerji iletimine ve ek kayıplara neden olacaktır. Bu durum sistemin genel verimliliğini azalttığı gibi elektrik maliyetlerinde de ciddi artışa neden olarak işletmelere ekonomik yük getirebilir.
Elektrikli ekipman arızası: Yüksek dereceli harmonikler, özellikle motorlar ve transformatörler gibi önemli ekipmanlarda elektrikli ekipman arızalarına neden olabilir. Harmoniklerin varlığı ekipmanda titreşime ve gürültüye neden olacak, mekanik aşınmayı artıracak ve ekipmanın erken arızalanmasına neden olarak kurumsal operasyonlara gereksiz kesinti maliyetleri getirecektir.
Kısaltılmış pil ömrü: Çift yönlü invertör şarj cihazlarında, pil yönetim sisteminin (BMS) şarj ve deşarj sırasında harmonikleri etkili bir şekilde yönetmesi gerekir. Harmonik seviyesi çok yüksekse, pil şarj etme ve boşaltma işlemi dengesiz hale gelecek ve bu da pilin çevrim ömrünü ve genel performansını etkileyecektir.
Harmoniklerin güç kalitesi üzerindeki etkisi
Gerilim dalga biçimi bozulması: Harmoniklerin varlığı gerilim dalga biçimi bozulmasına neden olur ve bu da güç kalitesini etkiler. Gerilim dalga formunun bozulması, özellikle hassas ekipmanlarda (bilgisayarlar, tıbbi ekipman vb.) ekipmanın düzgün çalışmamasına neden olabilir ve bu da veri kaybına veya ekipmanın arızalanmasına neden olabilir.
Toplam Harmonik Bozulma (THD): Harmoniklerin varlığı toplam harmonik bozulma (THD) indeksinin yükselmesine neden olacaktır. THD, gerilim veya akım dalga biçimlerinin bozulmasını ölçmek için önemli bir parametredir. Çok yüksek THD değerleri yalnızca güç kalitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda ekipmanın normal çalışmasına da müdahale edebilir.
Şebeke kararlılığı: Harmoniklerin artması şebekenin kararlılığını olumsuz yönde etkileyebilir. Harmonikler şebekede salınımlara neden olabilir ve hatta şebeke arızalarına ve elektrik kesintilerine neden olabilir. Büyük ölçekli şebeke bağlantısı durumunda, sistemin genel güvenliğini azaltabilecek harmoniklerin etkisi özellikle belirgindir.
