Инверторы для солнечных батарей: виды и особенности

В настоящее время альтернативная энергетика все более прочно входит в повседневную жизнь современного человека и причин тут несколько. Это и экологическая безопасность подобных производств, и возможность создать автономную систему электроснабжения, которая, по истечении срока окупаемости, может приносить определенный доход пользователю.

Одним из видов производства электрической энергии, использующем альтернативный и возобновляемый источник, является солнечная энергетика, а одним из устройств, обеспечивающим работу солнечной электростанции в автоматическом режиме, является инвертор.

Что это такое

Солнечный инвертор – это техническое устройство, служащее для преобразования постоянного электрического тока, напряжением 12/24/48 В, вырабатываемого солнечными батареями, в переменный, используемый для освещения и питания различных приборов и устройств напряжением 220/380 В.

Зачем он нужен

  • Работа солнечной электростанции в качестве основного или резервного источника электроснабжения, предполагает подключение определенного количества нагрузки, в качестве которой выступают бытовые приборы и технические устройства, для работы которых требуется переменный ток напряжением 220/380 В.
  • В свою очередь, солнечная батарея (панель), вырабатывает постоянный ток напряжением более низкого порядка, посредством которого заряжаются аккумуляторные батареи, входящие в состав солнечной электростанции (накопители выработанного электричества).
  • Схема работы солнечной электростанции приведена на рисунке:
  • Инверторы для солнечных батарей: виды и особенности
  • Для того, чтобы преобразовать, накопленную в аккумуляторах электрическую энергию, в параметры, соответствующие параметрам подключаемых устройств, и служат технические устройства, называемые инверторами.

Типы солнечных инверторов

Инверторы, для солнечных электростанций, производятся в различной исполнении и отличаются друг от друга по техническим характеристикам, стоимости и наличию средств автоматики и защиты. А вот типов подобных устройств, определяющих их способность работать по отношению к традиционной сети электроснабжения (от энергоснабжающих организаций), всего три, это:

  1. Автономные («off grid») – способны работать только отдельно от внешних электрических сетей, используются для автономных систем электроснабжения.
  2. Сетевые («on grid») –работают в синхронном режиме с внешней сетью электроснабжения. Инверторы данного типа, кроме своей основной функции, (преобразования напряжения), контролируют качество электрической энергии внешней сети (напряжение и частота), а также способны передавать излишки генерированной энергии для реализации во внешнюю сеть электроснабжения.
  • Гибридные («hybrid») – совмещают в себе функции автономных и сетевых устройств, обладают большим количеством настроек, позволяющих отрегулировать различные режимы работы.

Инверторы сетевого типа

Отличительной особенностью сетевых инверторов является характер их работы по отношению к вешней электрической сети.

Устройства данного типа устанавливаются в электрическую цепь между солнечной панелью и электрической сетью 220/380 В.

Установка сетевого инвертора предполагает работу солнечной электростанции без наличия накопителей энергии (аккумуляторов), когда выработанный солнечными батареями ток идет на питание отдельных потребителей, подключаемых непосредственно к инвертору, а излишки – во вешнюю сеть. Работа такого устройства осуществляется только в дневное время, когда есть солнечный свет.

Инверторы автономного типа

Инверторы автономного типа работают в составе солнечных электростанций, обеспечивающих автономное электроснабжение потребителей электрической энергии. Технические устройства данного типа преобразуют накопленную в аккумуляторах энергию до требуемых параметров и обеспечивают надежность автономного электроснабжения.

В зависимости от формы выходного сигнала по току, инверторы данного типа подразделяются на: синусоидальные и квази-синусоидальные.

Синусоидальные инверторы обладают лучшими техническими показателями, но больше по габаритным размерам и стоимости, нежели квази-синусоидальные, что определяет сферу их использования и распространение на рынке подобных устройств.

Основные технические характеристики

При выборе типа инвертора и возможности его установки в той или иной схеме электроснабжения, основными параметрами, определяющими выбор, служат его технические характеристики, каковыми являются:

  • Мощность – определяет количество нагрузки (приборов и устройств), которое можно подключить к конкретному устройству. Номинальная мощность, указывает на длительно допустимую нагрузку, при подключении которой инвертор способен работать продолжительное время. Максимально допустимая (пиковая) мощность, определяет способность преобразовывать электрический ток не продолжительное время, в моменты запуска электрических двигателей или иных устройств, при включении которых в работу происходит скачек электрического тока (ток запуска).
  • Вид выходного сигнала (форма синусоиды) – определяет возможность подключения того или иного оборудования к конкретной модели инвертора. При использовании более дешевых устройств, с квази-синусоидальной формой сигнала по электрическому току, возможны сложности в процессе эксплуатации приборов и агрегатов, чувствительных к качеству электрического тока (отопительные котлы, насосы, электронные устройства).
  • Напряжение на входе и выходе – определяет возможность установки с определенным видом солнечных панелей, вырабатывающих электрический ток напряжением 12/24/48 В, и в соответствии с этим, напряжением сети питания потребителей – 220 и 380 В.
  • Наличие защитных элементов – зависит от конкретной модели устройства. Основными видами защиты являются – защита от короткого замыкания и перегрузки.
  • Дополнительные опции – также зависит от модели устройства. Это может быть установка встроенной розетки, жидкокристаллического дисплея, зарядного устройства и прочих элементов.

Популярные модели

Каждый пользователь выбирает для себя сам какую модель выбрать и где ее купить.

Конечно же оптимальным местом для выбора и приобретения сложных технических устройств, к каковым относится солнечный инвертор, являются компании дилеры производителей подобных изделий, но не везде они присутствуют, поэтому можно воспользоваться сетью интернет, где можно найти модель, соответствующую предъявляемым к ней требованиям.

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются серии и модели:

  • «СибВольт» (Россия) – сетевые инверторы, номинальной мощностью от 1,5 до 3,0 кВт, на напряжение 12/24/48 В.
  • «Sunrise» (Китай) – гибридного типа, номинальной мощностью 3,2 и 4,0 кВт, на напряжение 48 В.
  • «UMA» (Россия) – автономного типа, номинальной мощностью от 2,4 до 4,0 кВт, на напряжение 24/48 В.
  • «S300» (Тайвань) – автономного типа, номинальной мощностью 300,0 Вт, на напряжение 12/24 В.
  • «Stark Country» (Китай) — гибридного типа, номинальной мощностью от 1,6 до 4,0 кВт, на напряжение 12/24/48 В.
  • «Sunville SV15000s» (Россия) – сетевое устройство, номинальной мощностью 15,0 кВт.

Серии и конкретные модели, на рынке подобных товаров, представлены достаточно обширно, как в плане технических характеристик, так и компаний их выпускающих. В связи с этим всегда есть возможность выбрать устройство в соответствии с личными пожеланиями пользователя основываясь на критериях выбора рассмотренных ниже.

Как выбрать лучший?

Как уже было указано выше, на рынке подобных устройств, представлено большое количество моделей различных производителей, которые схожи по своим техническим характеристикам. Для того, чтобы выбрать инвертор, и при этом не ошибиться, необходимо следовать критериям выбора, которыми являются:

  1. Номинальная мощность.
  2. Максимальная (пиковая) мощность.
  3. Форма выходного сигнала по току.
  4. КПД.
  5. Эксплуатационные показатели (температура, влажность, высота установки над уровнем моря).
  6. Напряжение на «входе» и «выходе» устройства.
  7. Наличие средств защиты от токов КЗ и перегрузки.
  8. Наличие «спящего» режима, вентилятора охлаждения и дополнительных опций.
  9. Габаритные размеры и вес.
  10. Бренд и надежность производителя.
  11. Стоимость.

Опираясь на выше приведенные критерии и зная параметры сети, каждый пользователь способен самостоятельно выбрать лучшую модель, из представленных, в настоящее время, в конкретном регионе или на интернет ресурсах.

Подключение инвертора к солнечной батарее

Инвертор является устройством, работающим в комплексе с другими элементами солнечной электростанции, которыми являются:

  • Солнечная панель – источник электрической энергии;
  • Аккумуляторная батарея – накопитель выработанной энергии;
  • Контроллер заряда – отвечает за состояние аккумуляторных батарей, контролирует режим их работы — «заряд-разряд»;
  • Провода и кабели – обеспечивают соединение всех устройств в единую электрическую цепь;
  • Несущие конструкции – обеспечивают надежное крепление монтируемого оборудования, некоторые устройства, позволяют регулировать положение солнечных панелей в пространстве, в соответствии с расположением солнца.

Подключение инвертора в схему работы электрической станции, зависит от типа устройства, т.е. способности работать по отношению к внешней электрической сети.

Подключение, в зависимости от типа инвертора, выполняется по следующей схеме, для:

  • Автономных («off grid») моделей.
  • Инверторы для солнечных батарей: виды и особенностиМодели данного типа устанавливаются между нагрузкой и аккумулятором, зарядка которого также осуществляется через контакты инвертора. У некоторых моделей, как показано на рисунке, может быть предусмотрен отдельный вход для подключения к электрической сети переменного тока, для обеспечения зарядки аккумуляторов, в случае невозможности их заряда от солнечных батарей.
    • Сетевых («on grid») моделей.

    Инверторы для солнечных батарей: виды и особенностиИнверторы данного типа, включаются в электрическую цепь между солнечной батарей и элементами нагрузки и внешней электрической сетью. У данного типа устройств не предусмотрено подключение аккумуляторных батарей. В случаях, когда количество вырабатываемой электрической энергии превышает требуемые значения, излишки перераспределяются во внешнюю сеть.

    • Гибридных («hybrid») моделей.

Инверторы для солнечных батарей: виды и особенностиГибридный тип подобных устройств, предполагает установку инвертора между аккумуляторами, внешней сетью и нагрузкой одновременно.Использование инвертора, в схемах солнечных электростанций, позволяет осуществлять их работу в автоматическом режиме, что значительно упрощает их использование и расширяет сферу применения.

Источник: https://alter220.ru/solnce/solnechnyj-invertor.html

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Гелиосистемы по всему миру развиваются огромными темпами. Международное энергетическое агентство в своем ежегодном докладе отметило, что в 2016 г. количество введенных в действие солнечных электростанций впервые превзошло число угольных.

Сердце системы солнечной энергетики — инвертор для солнечных батарей, задача которого — трансформировать постоянный вид тока в переменный. Мы расскажем, как выбрать оптимальный вариант устройства и как его грамотно установить. С учетом наших рекомендаций вы сможете собрать безупречно действующую мини электростанцию.

Виды инверторов для солнечных панелей

Без инвертора, вырабатываемая гелиосистемой энергия, для бытовых нужд будет совершенно бесполезной. Существует 3 вида инверторов по типу использования:

  • автономные;
  • сетевые;
  • многофункциональные.

Инверторы первого вида имеют обозначение «off grid». Они подсоединены к солнечному модулю, являются частью обособленной фотоэлектрической системы и никак не контактируют с внешней электрической сетью. Их мощность варьирует в пределах 100 – 8000 Вт.

Синхронные или сетевые инверторы функционируют синхронно с централизованной системой электроснабжения. Преобразователи с обозначением «on grid» не только выполняют роль преобразователя, но и корректируют такие параметры сети как амплитудные перепады, показатели частоты и другие.

Читайте также:  Дневные ходовые огни своими руками

Для организации автономной солнечной электростанции требуется комплекс аппаратуры, одной из составляющих в ней является инвертор Обязанность инвертора заключается в переводе постоянного тока, получаемого солнечной гелиостанцией, в переменный, требующийся для питания бытовых электроприборов Работу инвертора в схеме систем с солнечными батареями может выполнить обычный частотный преобразователь, который без дела пылиться на антресолях. Однако покупать его специально для устройства мини-электростанции на солнечных панелях бессмысленно, у него больше функций, чем необходимо Солнечные панели вырабатывают энергию в среднем в 12 и 24 В, максимум в 48 В. Однако для питания большинства бытовых агрегатов нужно 220 В, что и обеспечивает инвертор Если в конструкции инвертора имеется бесперебойник, то он автоматически будет переключать систему на питание из централизованной сети в пасмурные дни и переводить обратно в солнечные Без инвертора можно обойтись, если получаемая солнечной батареей энергия, необходима лишь для зарядки мобильных устройств, сварочных аппаратов, уличного освещения на гелиопанелях Модульный принцип подключения позволяет использовать группу инверторов вместо одного прибора, если есть потребность в поставке тока в 380 В Наличие трансформатора в схеме инвертора не обязательно. Из-за него повышается цена и усложняется система. Правда если необходим сигнал высокого качества, то лучше купить инверторный аппарат с ним Комплекс аппаратуры для солнечной электростанцииОборудование для перевода постоянного тока в переменныйСтандартный преобразователь частотГелио-электростанция из двух панелейИнвертор с блоком-бесперебойникомЭксплуатация солнечной панели без инвертораВозможность использования группы инверторовИнверторное устройство с трансформатором

Если во внешней сети наблюдаются неполадки, инвертор автоматически отключается. Такие инверторы накапливают электроэнергию в аккумуляторных батареях.

Если суммарная мощность используемых в доме приборов меньше потенциальных возможностей солнечной электростанции, то излишки выработанной электроэнергии попадают во внешние электрические сети. Если же мощности недостаточно для нормальной работы бытовых приборов, то осуществляется подпитка извне.

Параметры инвертора со стороны переменного напряжения определяют исходя из суммарной потребляемой мощности всех приборов, подключенных к электрической сети потребителя.

Со стороны постоянного тока инвертор подбирают исходя из номинальной мощности солнечных панелей

При отсутствии напряжения питание подается от заряженного аккумулятора.

В случае когда в систему не включены аккумуляторные батареи, энергия, произведенная солнечной электростанцией, уходит в общую сеть.

Сетевые фотоэлектрические инверторы с большой эффективностью используют энергию, получаемую от солнечных батарей.

Они являются гарантией стабильности электроснабжения и отличаются высоким КПД, превышающим 90%

Гибридный или многофункциональный инвертор — оборудование надежное.

Он сочетает свойства первых двух преобразователей, обладает большим числом настроек. Это лучший вариант для устройства домашней солнечной станции, но и самый дорогой.

Все существующие солнечные инверторы делят на виды и по напряжению на выходе. В зависимости от этого параметра они бывают синусоидальными и меандровыми. Так как у первого величина выходного напряжения почти такая же, как и у питающей электрической сети, это хороший вариант, когда в доме присутствует высокочувствительная техника.

Постоянное значение напряжения является гарантией безопасности для домашнего электротехнического оборудования. Графически форма сигнала на выходе у такого инвертора синосуидального типа изображается в виде чистой синусоиды.

При работе оборудования лучшая форма меандра — идеальный синус. Особенно это важно для телекоммуникационной аппаратуры, медтехники, высокоточных приборов измерения, поэтому, даже не смотря на высоту цены сложных инверторов, других вариантов в этом случае нет.

Сведения о форме выходного сигнала производители указывают в его характеристиках

Меандровые или несинусоидальные преобразователи в отличие от синусоидальных имеют геометрию сигнала на выходе в виде импульсов прямоугольной формы так называемый модифицированный синус.

Инверторы, относящиеся к этому типу, нельзя использовать для отдельных видов нагрузки, но для приборов, использующих активную составляющую мощности, они вполне подходят.

Критерии выбора преобразователя

При выборе такого элемента гелиосистемы как инвертор важна не только геометрия сигнала на выходе, но и его мощность. Специалисты советуют укомплектовывать солнечные батареи преобразователями, номинальная мощность которых выше суммарной мощности, имеющейся в томе техники, процентов на 25 – 30.

Необходимо также учитывать нагрузку, возникающую при единовременном включении нескольких приборов с большой пусковой мощностью.

Еще одним критерием при выборе инвертора является его КПД, определяющей потери энергии на сопутствующие процессы. В зависимости от модели он имеет разное значение, находящееся в пределах 85-95%. Оптимальный выбор — КПД не ниже 90%.

Инверторы бывают как однофазными, так и трехфазными. Первые отличаются более низкой стоимостью, но выбор их оправдан, когда потребляемая мощность составляет менее 10 кВт. Величина напряжения у них составляет 220В, а частота 50Гц. Трехфазные инверторы имеют диапазон напряжений более широкий — 315, 400, 690В.

Производители качественного оборудования укомплектовывают свои изделия трансформаторами выхода.

Существует зависимость между весом инвертора и его техническими характеристиками — если на каждый кг его массы приходится 100 Вт мощности, значит, трансформатор включен в его схему

Разным может быть и количество инверторов в системе.

В этом вопросе следует руководствоваться следующими рекомендациями: если мощность солнечных батарей не превышает 5 кВт, то для такой системы достаточно одного инвертора. Для батарей большей мощности может потребоваться 2 и больше инвертора. Оптимально, когда один инвертор приходится на каждые 5 кВт.

Для работы в сети, сочетающей использование стандартной электроэнергии и энергии, поставляемой солнечными батареями, применяются гибридные инверторы. С особенностями устройства и правилами их выбора ознакомит рекомендуемая нами статья.

Преобразователи могут отличаться друг от друга схемами, геометрией выходного сигнала, другими определяющими величинами. Отдельные преобразователи комплектуют зарядными устройствами. Если выйдет со строя один из инверторов, система не прекратит свою работу.

Особенности подключения инвертора

От правильного подключения солнечного инвертора зависит эффективность работы всей гелиосистемы. Главное, соблюсти правило: кабель, передающий постоянный ток, должен иметь минимально допустимую длину и максимальное сечение.

Если потребитель находится далеко от солнечных элементов, следует удлинять путем наращивания электрокабель, транспортирующий переменный ток 220 В. Протяженность провода между инвертором и солнечной панелью должна варьировать в пределах 3 м и никак не больше.

Лучший вариант, когда инвертор расположен возле солнечной батареи. Особо жесткие условия приходится выполнять при подключении инверторов, превосходящих по мощности 0,5 кВт.

Подсоединение проводов должно быть прочным, т.к. недостаточно плотное соединение вызывает искрение, что может стать источником пожара. При монтаже автономного инвертора для обеспечения бесперебойного электроснабжения объекта, цепь постоянного тока должна быть укомплектована автоматическими выключателями.

Лучшим решением при подключении инвертора является применение обвязки гибридного типа как по постоянному, так и переменному току. В основе принципа лежит особый порядок включения преобразователя. Его включает контроллер для солнечных батарей после того, как зарядятся аккумуляторы.

Такое решение увеличивает качество работы оборудования. В регионах, где электроэнергию часто отключают, или в домах, расположенных в районах, где преобладает пасмурная погода, этот вариант работает очень эффективно.

Обзор моделей инверторов

Преобразователи для солнечных панелей выпускают многие производители как отечественные, так и зарубежные. Все оборудование имеет разные характеристики, уровни качества, свой набор функций и технические возможности.

Инверторы от отечественного производителя

Широкий ассортимент этих изделий мощностью 800 – 1200 Вт выпускает российский производитель МАП «Энергия».

Компания производит несколько линеек инверторов:

  1. Синусоидальные инверторы с формой сигнала в виде чистого синуса — МАП SIN.
  2. Преобразователи синусоидальные с функцией отбора дополнительного количества энергии от аккумуляторов — МАП HYBRID.
  3. Трехфазные инверторы — МАП HYBRID 3 фазы.

Инверторы, выпускаемые этой фирмой, могут заряжать аккумуляторы всех типов. Для этого у них имеется зарядное устройство большой мощности.

Достижением компании является инвертор рекордной мощности — 20 кВт, выдерживающий наибольшую нагрузку 25 кВт. Эта модель может обеспечить надежным питанием большой жилой дом со множеством техники.

Инверторы МАП «Энергия» применяют не только в частных домохозяйствах, но и во многих отраслях промышленности. Они применяются в медицине, строительстве, на метеостанциях

Преобразователи Conext компании Schneider Electric

Французская компания Schneider Electric выпускает инверторы, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками, позволяющими использовать их в условиях разного климата.

Покрытие корпуса, обладающее высокой коррозионной стойкостью, позволяет успешно пройти тестирование соляным туманом. Они предназначены для солнечных батарей, установленных как на крышах частных коттеджей, так и многоквартирных домов.

Производитель проверяет надежность своего оборудования с использованием всевозможных методик и тестов. В конструкции инверторов Conext отсутствуют электрохимические конденсаторы, что является гарантией длительной эксплуатации.

Инверторы Conext, даже при максимальных нагрузках, имеют КПД 97,5%. Отдельные модели укомплектованы распределительным блоком, поэтому отпадает надобность в монтаже наружного электрощитка

Большой ассортимент изделий позволяет выбрать подходящую модель для гелиосистем мощностью 3 – 20 кВт.

Инверторы компании TBS Electronics

Эта голландская компания, присутствующая на рынке с 1996 г., производит как маломощные, так и более мощные синусоидальные преобразователи для солнечных панелей Poversine номинальной мощностью от 175 до 3500 Вт.

На фото модель профессионального инвертора Powersine PS3500-24. Его можно применить для обеспечения беспрерывного питания котлов отопления, насосов, компьютеров, других небольших нагрузок.

Он оснащен надежной электроникой, высокопрочным металлическим корпусом

Линейка Powersine характеризуется очень чистой синусоидой на выходе, поэтому применение этих инверторов гарантирует грамотную и длительную эксплуатацию высокочувствительных приборов.

Оборудование оснащено защитой от КЗ, температурных скачков, перегрузок. С этими инверторами можно запускать нагрузки до 500В с пусковой силой, превышающей номинальную в десятки раз.

Сетевые инверторы Kostal

Фирма выпускает инновационные высококачественные инверторы мощностью от 1,5 до 20 кВт как одно, так и трехфазные. В конструкцию включен выключатель переменного тока, срабатывающий автоматически, МРР-трекеры, монитор, счетчик S0 и много других опций в базовой комплектации. Все это делает возможным внедрение инвертора в систему «умный дом».

Инверторы Kostal несложны как в эксплуатации, так и в установке. Встроенная панель — информативная и понятная, позволяет мониторить его работу

Читайте также:  Как выбирать светодиодные лампы для дхо hb3

Благодаря высокому качеству материала корпуса, преобразователь устанавливают и снаружи, и внутри дома. Сборку выполняют в Европе, поэтому качество соответствует Европейским стандартам. Гарантия производителя — 5 лет.

Инверторы ABi-Solar из Тайваня

Эти инверторы, выпущенные в Тайване, на нашем рынке представлены серией автономных преобразователей SL/ SLP, автономно-сетевых гибридных инверторов (НТР), линейкой гибридов НТ.

Автономные преобразователи укомплектованы контроллерами заряда от солнечных батарей. Это оборудование наделено тройным функционалом — работает как инвертор, контроллер, зарядное устройство.

В конструкцию включен жидкокристаллический дисплей, позволяющий контролировать основные параметры гелиосистемы. КПД инверторов SL/ SLP — около 93%. В моделях SLP присутствует пылезащита.

К бюджетному варианту относится инвертор из новой серии ABi-Solar HTP. Работает он только при наличии аккумулятора. Особой популярностью пользуется серия НТ, включающая гибридные инверторы одно и 3-фазные, выделяющиеся отличным качеством сборки.

Преобразователи SL0912 и SL1524 также относятся к бюджетным. Они работают в 2 режимах — бытового бесперебойника и с солнечными батареями. Имеют 2 режима поддержания напряжения: от 180 до 260В и от 100 до 300В.

Второй режим позволяет увеличить время эксплуатации батарей за счет меньшего их использования, но может питать только не очень чувствительное к качеству электричества оборудование.

Инвертор ABi-Solar SL 1012 PWM обладает мощностью 800 В. Ток на выходе имеет немодифицированную синусоиду. Может применяться для реализации, произведенной солнечными панелями электрической энергии по «зеленому» тарифу

Инверторы ABi-Solar дают возможность увеличить рабочий диапазон температур аккумуляторов и автоматизировать процесс заряд-разряд.

Сетевые инверторы компании GoodWE

Эта китайская компания выпускает инверторы сетевые разной мощности и поставляет их на рынок по невысокой цене. К инвертору прилагается специальная программа, позволяющая выполнить расчет гелиосистемы с учетом расположения солнечных панелей по отношению к сторонам света и другим ориентирам.

Существует возможность вести наблюдение за работой преобразователя через планшет или смартфон, но предварительно придется установить специально предназначенное для этого приложение на базе операционной системы Android.

Выводы и полезное видео по теме

  • Здесь менеджер продающей компании рассказывает о принципах выбора инвертора:
  • В этом видео освещен вопрос подключения инвертора:
  • Фотоэлектрический сетевой инвертор, как неотъемлемая часть гелиосистемы, позволяет получить полную независимость от централизованного электроснабжения и роста цен на электроносители.

«Умные системы», включающие сетевой преобразователь, делают доступным, надежным и управляемым процесс потребления энергии. При этом никак не нарушается комфорт в доме.

Хотите рассказать, как собрали собственную мини-электростанцию с инвертором для гелиобатарей? Владеете ценной информацией по теме, которая может быть полезна посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, публикуйте фото и задавайте вопросы.

Источник: https://sovet-ingenera.com/eco-energy/sun/invertor-dlya-solnechnyx-batarej.html

Инверторы для солнечных батарей. Виды и особенности. Работа

Инверторы для солнечных батарей, преобразующие постоянный ток солнечной батареи, в переменный с напряжением 220 вольт. Постоянный ток на инвертор поступает не только от солнечной батареи, но и от аккумуляторной батареи. Аккумуляторы в основном применяются в качестве запасного источника питания во время перебоев с электричеством в сети.

Энергетическая установка, работающая от солнца, имеет в составе:

  • Батарея солнечных элементов.
  • Преобразователь напряжения (инвертор).
  • Батарея аккумуляторов.
  • Зарядный контроллер.

Чтобы вся система энергоустановки работала с надлежащими параметрами, все ее части необходимо подобрать, учитывая технические данные каждого устройства.

Такие требования можно отнести и к инвертору, который прежде всего работает вместе с солнечными элементами.

Блоки солнечных фотоэлементов образуют напряжение трех видов: 12, 24, 48 вольт, постоянного тока.

Электрические приборы нельзя подключать сразу непосредственно к солнечным батареям, так как приборы рассчитаны на 220 вольт переменного тока.

Поэтому инвертор должен преобразовать вырабатываемую энергию солнечных батарей в обычный вид питания, приемлемый для бытовых домашних электроустройств. Это основное назначение таких приборов, как инверторы для солнечных батарей.

Разновидности инверторов, их свойства

  • Сетевые инверторы для солнечных батарей подключаются между батареей на фотоэлементах и сетевым питанием на 220 вольт переменного тока. Применяются только днем, дают возможность работы отдельных бытовых приборов, которые подключены напрямую к инвертору.
  • Автономные инверторы для солнечных батарей. Применяются в работе солнечной батареи с использованием аккумуляторных батарей. В такой схеме инвертор задействуют для изменения постоянного тока батареи аккумуляторов, которая в свою очередь получает заряд от солнечных батарей. Такие модели используют в источниках бесперебойного снабжения питанием. Таким образом, создается независимость потребления энергии от непостоянной работы энергоснабжающей системы.

Основной характеристикой действия инвертора является форма сигнала выхода переменного тока. Выходной сигнал может быть в виде следующих форм:

  • Синусоидальная форма.
  • Квази синусоидная форма (модифицированный вариант).

Первый вид инверторов, с чистым синусом – это самый оптимальный вариант применения, так как он создает синусоиду тока идеальной формы.

Она по качеству формы выше, чем в обычной домашней сети питания. Такие свойства тока надежно предохраняют электроприборы от неисправностей, так как приборы чувствительны к напряжению с нестабильными свойствами.

Эти инверторы для солнечных батарей имеют высокую стоимость, повышенные габаритные размеры делают их не очень удобными для размещения.

Квази синусоида тока, получаемая инверторами второго типа, только имитирует настоящий синус, так как имеет форму треугольника или прямоугольника, а также трапеции.

Но такие инверторы распространены шире, так как стоят дешевле, имеют компактный корпус.

Единственным их недостатком является то, что к нему нежелательно подключать электроприборы с повышенной чувствительностью к скачкам напряжения сети.

Как выбрать инверторы для солнечных батарей

При выборе преобразователя нужно внимательно отнестись к некоторым свойствам устройства:

  • Максимальная и номинальная мощность.
  • Потребление энергии вхолостую.
  • Интервал рабочих температур.
  • Вес устройства.
  • Коэффициент полезного действия.

Нужно также иметь ввиду, что мощность преобразователя выбирается в зависимости от напряжения выхода батареи аккумуляторов или солнечной батареи.

Зависимость мощности выражается следующим образом:

  • 12 вольт – менее 600 ватт.
  • 24 вольта – 600-1500 ватт.
  • 48 вольт – выше 1,5 кВт.

Следует обратить внимание на наличие систем защиты:

  • Выходная перегрузка.
  • Короткое замыкание.
  • Чрезмерно высокого и слишком низкого напряжения.
  • Перегрева.

Можно по внешнему виду и массе прибора уже сделать некоторые выводы по техническим свойствам.

На 100 ватт мощности получается 1 кг веса устройства. Отсюда можно рассчитать, имеет ли преобразователь трансформатор выхода. Его наличие указывает на качество исполнения инвертора.

Достаточно широкий интервал рабочих температур прибора характеризует его положительную работоспособность.

Электрическая энергия, получаемая от батареи солнечных элементов, будет использоваться экономично, если:

  • Коэффициент полезного действия преобразователя не менее 90%.
  • Потребляемая мощность без нагрузки преобразователем менее 1% от его номинала.

При расчете всей схемы инверторы для солнечных батарей должны обеспечить мощностью питание вместе взятых электроприборов, которые будут подключены к энергоустановке. Но нельзя забывать, что при запуске ток любого устройства превосходит номинальное значение.

Этот ток возникает на несколько секунд, затем устройство работает в нормальном режиме. При выборе инвертора, нужно сделать поправку на мощность, которая должна превышать номинальное значение в 1,5 раза.

Подключение инвертора

При подключении нужно знать, что кабель постоянного тока должен иметь сечение, достаточное для передачи силы тока расчетной мощности установки. Длина кабеля не должна быть слишком длинной.

При значительной удаленности солнечных элементов от устройств, потребляющих энергию, наращивают кабель переменного тока на 220 вольт, а преобразователь располагается возле батареи фотоэлементов. Длина электрокабеля от инвертора до солнечной батареи не должна быть больше 3 метров.

Специальные требования создаются к мощному преобразователю, более 0,5 кВт. Кабель должен иметь качественный жесткий контакт электрического соединения от проводов до контактных клемм устройства.

При некачественном контакте возникает искрение, которое создает причины для пожара. Применяя автономные преобразователи в бесперебойном питании, нужно монтировать автоматические выключатели в цепь постоянного тока.

Рекомендуется брать во внимание форму сигнала выхода напряжения преобразователя при применении его в солнечных батареях.

Многие бытовые устройства нормально функционируют от сети переменного тока при модифицированной форме синуса выходного сигнала. Но есть такие устройства, которые требуют для работы переменный ток с чистым синусом, во избежание возникновения неисправностей. К таким потребителям можно отнести автоматику котлов, работающих на газе, насосы циркуляции с непрерывным циклом работы и т.п.

Также нельзя подключать к переменному току, получаемому от инверторов с квази синусоидным током, видеопроекционные устройства и аудиоаппаратуру с высокочувствителными системами и т.п.

Гибридная обвязка

Оптимальной схемой работы системы энергоустановки на солнечных батареях является обвязка гибридного типа, по переменному и постоянному типу. Практически нет смысла применения зарядного контроллера и преобразователя в одной системе. Выработка тока увеличивается от этого только на несколько процентов. Такой вид обвязки подходит для увеличения надежности функционирования оборудования.

Имея ввиду значительную эффективность применения сетевых инверторов, львиную долю количества батарей фотоэлементов нужно подключать только через преобразователь (инвертор).

Инверторы имеют значительный недостаток, заключающийся в том, что он не может работать без основного сетевого напряжения. Значит инвертор, подключенный к аккумуляторной батареи, должен всегда быть в работе.

А если возникнет ситуация, когда наступят пасмурные дни и не будет электричества? Ведь инвертор должен начать работу по защите батарей от чрезмерного разряда.

Для этого оптимальным вариантом стала гибридная обвязка.

По одному переменному току система не будет запускаться автоматически. При появлении солнечного света можно выключить потребители, и вручную включить инверторы для зарядки аккумуляторов. Но оптимальным решением будет, если несколько отдельных солнечных элементов будут работать именно на зарядку батареи аккумуляторов.

В таком случае инвертор лучше включить через контроллер после окончания заряда батарей. После запуска инвертора автоматически подключатся сетевые инверторы и нагрузка. В итоге можно сделать вывод, что гибридная обвязка необходима в автономных системах снабжения электричеством, и в случаях, когда электричества не бывает в сети долгое время.

Читайте также:  Люстра для кухни в современном стиле: обзор трендов 2019 года

Также гибридная обвязка применяется, если нет запасного генератора.

Входная мощность

Факторы, влияющие на мощность батарей солнечных элементов:

  • Число необходимых инверторов.
  • Мощность входа инверторов.

Если мощность батарей менее 5 кВт, то достаточно иметь один преобразователь.

В случаях с большей мощностью солнечных батарей устанавливают несколько инверторов, из расчета 1 инвертор на каждые 5 киловатт. Инверторы для солнечных батарей нельзя включать по последовательной схеме, каскадом.

Рекомендуется к отдельному инвертору присоединить отдельно несколько солнечных панелей и бытовых приборов. Такой метод предотвращает выход из строя всей системы из-за неисправности одного инвертора.

Входную мощность инвертора рассчитывают с 30% запасом. Но следует понимать, что от этого уменьшается производительность преобразователя.

Выходная мощность

Этот параметр должен быть выше на 50% суммы мощностей бытовых устройств.

Этот резерв нужен для обеспечения функционирования устройств, оснащенных электродвигателями, которые при пуске расходуют больше электричества, чем при номинальном режиме.

Если защита преобразователя настроена на режим по номиналу мощности, то включать устройства с электродвигателями будет нельзя, так как сработает защита при запуске двигателей, и произойдет отключение электроэнергии.

Похожие темы

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/jelektropitanie/invertory-dlia-solnechnykh-batarei/

Солнечный инвертор – гибридный, сетевой для солнечных панелей, схема и отзывы

Сетевой инвертор для солнечных батарей используется в полнофункциональных солнечных комплексах для преобразования постоянного тока в переменный с одновременным повышением напряжения. Рассмотрим подробнее, зачем нужен инвертор для солнечных батарей для 12 вольт.

Панели преобразуют энергию солнечного света в электрический ток, который через контроллер поступает на аккумуляторную батарею.

Она накапливает заряд и отдает его по мере надобности, одновременно пополняя недостаток от солнечных модулей.

Однако, пользоваться энергией от аккумуляторов могут лишь немногие приборы потребления, поскольку АКБ выдают постоянный ток низкого напряжения — 12, 24 или (редко) 48 В.

Необходим преобразователь напряжения для солнечных батарей, способный эти показатели превратить в стандартные значения, аналогичные сетевым. Эту задачу выполняет инвертор для солнечных панелей, который получает от аккумуляторов 12 (24, 48) В постоянного тока, а отдает потребителям обычные 220 В переменного.

Наиболее распространены обычные конвертеры, мощность которых находится в пределах 250-8000 Вт. Габариты таких приборов зависят от величины нагрузки, поскольку мощность обеспечивается дополнительными узлами в конструкции инвертора.

Особенности устройства:

  • КПД (в среднем) — 94 %, максимальное значение доходит до 99 %
  • полное отсутствие радиопомех
  • стабилизированное выходное напряжение
  • низкий коэффициент гармоник
  • температура эксплуатации влияет на качество, поэтому необходимо обеспечивать максимально широкий диапазон
  • наличие защиты от перегрузок
  • потери в режиме холостого хода минимальные
  • наличие защиты от воздействия влаги и механических повреждений

Отсутствие инвертора резко ограничивает возможности солнечных батарей. Они могут только заряжать аккумуляторы, обеспечивать питание для низковольтного освещения или иных специфических приборов. Солнечные инверторы для дома позволяют получить максимальную эффективность от панелей, обеспечить питание для любых бытовых технических устройств.

Примечательно, что при соединении трех инверторов в каскад можно получить трехфазное напряжение со стандартными параметрами, способное стать источником для мощных электродвигателей и прочих установок.

Виды инверторов для СЭС

Существует несколько разновидностей сетевых инверторов, отличающихся некоторыми особенностями конструкции и назначением. При сборке комплекса солнечных батарей используются различные варианты, требующие от владельца правильного понимания специфики и особенностей их работы. Прежде всего, инверторы различают по форме выходного сигнала:

  • синусоидальные
  • прямоугольные
  • псевдосинусоидальные

Синусоидальные

Наиболее предпочтительным вариантом конструкции является синусоидальный инвертор солнечных батарей. Он способен выдать наиболее качественную форму сигнала, оптимальную для всех бытовых приборов, технических и электронных устройств.

Прямоугольные

Инверторы с прямоугольным сигналом — самые дешевые, но их рекомендуют применять только для простых осветительных приборов. Многие виды бытовой техники от таких источников не могут работать.

Псевдосинусоидальные

Псевдосинусоидальные приборы — это компромисс между первым и вторым видами, способными работать с любыми устройствами. Однако, для работы с некоторыми чувствительными видами потребителей их лучше не использовать. Кроме того, от псевдосинусоидальных инверторов могут возникать помехи и шумы.

Кроме этого, есть инверторы, предназначенные для работы в разных условиях. Рассмотрим их внимательнее:

Сетевые

Сетевые инверторы используются при одновременном подключении пользователей к централизованной сети электропитания. По первоначальному замыслу, инвертор обеспечивает питание потребителей и переключает их на сетевое потреблении при падении заряда аккумуляторов ниже нормы.

Обычно сетевой энергией пользуются в дневное время, когда аккумуляторы солнечных батарей заряжаются. Ночью происходит переход на автономное питание, до того момента, когда заряд АКБ будет исчерпан. В дневное время возможна отдача энергии в сеть, если заряд батарей полон. Эту функцию также используют, если мощность солнечных батарей значительно превышает потребности дома.

За рубежом существуют такие программы и тарифы, где отданная энергия учитывается и оплачивается владельцу солнечной батареи. В нашей стране таких возможностей пока нет, поэтому сетевые инверторы для солнечных электростанций используются только для питания потребителей и переключения режима подачи энергии.

Этот вид приборов считается наиболее удачным, поскольку работает с перерывами и обладает высокой долговечностью. Его недостаток состоит в необходимости иметь параллельное подключение к централизованному источнику.

Автономные

Автономный солнечный инвертор представляет собой конвертер, преобразующий ток АКБ в переменное стандартное напряжение. Он работает в постоянном режиме, никакой внешней поддержки нет. Устанавливается между блоком АКБ и конечными потребителями электроэнергии. Если инвертор автономного типа выходит из строя, питание бытовых технических устройств прекращается.

Такая схема предполагает высокие нагрузки, поэтому мощность инвертора подбирается с определенным запасом. Кроме того, необходимо обеспечить параметры инвертора, превышающие пусковой ток наиболее мощного потребителя. Это важно, поскольку пиковое значение способно вывести устройство из строя.

Например, холодильник или кондиционер при запуске превышает рабочую мощность в 10 раз, поэтому иметь определенный запас надо обязательно. Перед покупкой следует выполнить подсчет суммарной мощности всех потребителей и учесть пиковые пусковые нагрузки. Кроме того, надо прибавить запас на компенсацию падения выходной мощности со временем.

Гибридные

Гибридные, или многофункциональные инверторы сочетают в своей работе все возможности сетевых и автономных приборов. Они считаются лучшим выбором, но их стоимость часто вынуждает пользователей рассматривать другие варианты.

Солнечный инвертор Sila 3000

Одним из наиболее востребованных устройств считается гибридный солнечный инвертор Sila 3000, отзывы о котором свидетельствуют о высоких эксплуатационных возможностях.

Например, при номинале 2,4 кВт, эти инверторы способны кратковременно давать 3 кВт без отрицательных последствий для себя. При возникновении пиковых пусковых нагрузок, гибридные солнечные инверторы Sila 3000 могут выдержать изменение режима работы.

Несмотря на то, что они изготовлены в Китае, долговечность и надежность приборов весьма положительно оцениваются пользователями.

Обзор популярных моделей

Рассмотрим несколько моделей инверторов для солнечных батарей, которые считаются наиболее качественными и надежными:

МАП «Энергия»

Продукция российского МАП «Энергия». Предлагается несколько разновидностей одно- и трехфазных приборов с синусоидальным графиком выходного напряжения. Они обладают встроенным зарядным устройством для аккумуляторов. Есть разные варианты мощности от 800 Вт до 20 кВт (выдерживает пиковую кратковременную нагрузку 25 кВт).

Schneider Electric

Компания Schneider Electric, базирующаяся во Франции, выпускает инверторы Conext. Они могут работать в сложных условиях, вплоть до наружного монтажа. В ассортименте модели мощностью 3-20 кВт.

TBS Electronics

Голландская компания TBS Electronics предлагает синусоидальные инверторы Poversine разной мощности — от 175 Вт до 3500 кВт. Они имеют многоступенчатую защиту и способны выдерживать пусковые нагрузки, в десятки раз превышающие номинальные значения

Перечень производителей надежных и качественных инверторов можно продолжать еще долго. Выбор подходящего устройства надо производить, руководствуясь не только именем фирмы, но и другими критериями.

Выбор инвертора

Рассмотрим, как надо выбирать сетевой солнечный инвертор. Оптимальный вариант — приобретение готового комплекса приборов с подобранными параметрами. Выбор отдельного инвертора представляет собой задачу, довольно сложную для неподготовленного человека. Однако, часто приходится покупать прибор под готовый набор солнечных модулей.

Принято руководствоваться следующими показателями:

  • согласование входного напряжения и мощности
  • способы защиты
  • диапазон рабочих температур
  • наличие нескольких режимов
  • КПД

Выбирая сетевые инверторы для солнечных панелей, необходимо произвести несложный расчет. Мощность всех потребителей складывают, прибавляют некоторый запас для обеспечения пиковых нагрузок.

Необходимо иметь в виду, что многие потребителя в момент запуска создают повышенную пусковую нагрузку. Если мощность инвертора подобрана неправильно, пиковые значения быстро выведут прибор из строя. Кроме этого, надо обращать внимание на допустимые значения температуры, так как инвертор чувствителен к этому показателю.

Подключение инвертора к солнечной батарее

Необходимо приготовить кабель соответствующего сечения, способный выдерживать все возможные нагрузки.

Необходимо учитывать, что длина соединительного кабеля между солнечными панелями и инвертором не должна превышать 3 м.

Если потребители расположены далеко от модулей, удлиняют высоковольтное плечо — кабель на 220 В. Рассмотрим порядок присоединения прибора к комплекту солнечного оборудования:

Схема

Простейшая схема подключения инвертора — в разрыв между потребителями и аккумуляторами. Этот вариант используется для автономных устройств.

Наиболее сложная схема — для сетевых или гибридных приборов. Параллельно с АКБ подключается сетевое напряжение (на соответствующие контакты), тут же присоединяется нагрузка.

Дополнительная пара контактов предназначена для резервируемой системы (резервное освещение, аварийное питание и т. п.).

Выбор схемы зависит от назначения и конструкции инвертора, а также наличия подключения к централизованной сети.

Этапы

Процесс соединения приборов никаких сложностей не вызывает. Все контакты поименованы, главная задача — не перепутать их в спешке. Сначала собирают весь комплект — панели, контроллер, АКБ.

После этого подключают инвертор и проверяют работоспособность. Обнаруженные ошибки сразу устраняют. Когда появляется полная уверенность в правильности всех соединений, подключают полезную нагрузку — приборы питания.

С этого момента солнечные батареи считаются введенными в эксплуатацию.

Видео-инструкция по сборке

Цены и где лучше купить инверторы

Источник: https://Energo.house/sol/invertor-dlya-solnechnyh-batarej.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector