РазноеИнверторы для солнечных батарей – Инвертор для солнечных батарей — виды солнечных инверторов, их особенности

Инверторы для солнечных батарей – Инвертор для солнечных батарей — виды солнечных инверторов, их особенности

Содержание

Инвертор для солнечных батарей, как правильно выбрать

Инвертор одна из неотъемлемых составляющих любой системы солнечных батарей и ветрогенератора. Его задача преобразовывать постоянный ток, вырабатываемый панелями, в переменный 220 вольт, который используют большинство современных бытовых  и промышленных приборов.

Но, несмотря на то что все инверторы выполняют одинаковую функцию, не все они могут подойти непосредственно под ваши задачи.

Как выбрать инвертор

Важные параметры этого устройства

  1. Мощность, которую он может отработать.
  2. Число одновременно подключаемых линий панелей.
  3. Рабочая частота
  4. Коэффициент полезного действия, на прямую влияет на производительность всей станции.
  5. Вес оборудования, как показатель его качества.

Теперь обо всем этом, и не только, подробнее!

Прежде чем приступить к выбору такого оборудование нужно определится с типом вашей солнечной электростанции и ее задачей.

1 Автономная электростанция. Ваша электростанция не подключена к внешней электрической сети и вы получаете всю электроэнергию только от панеле. В этом случае вам нужен инвертор типа off grid.

В зависимости от свое мощности автономные инверторы подразделяются на однофазные и трёхфазные, а также могут преобразовывать различный вольтаж постоянного тока начиная от 12В, 24В, 48В, 96В и т.д.

Это самый дешевый вариант данного оборудования, стоимость, в зависимости от мощности и страны производителя, составляет 25-600 долларов.

2 Сетевая электростанция. Ваша солнечная электростанция может работать совместно с центральной электрической сетью, но не имеет аккумуляторов.

Инвертор регулирует отбор электричества из сети, но не из аккумуляторных батарей, если панели не вырабатывают достаточного количества. Также он может отправлять излишки выработанной электроэнергии обратно в центральную сеть, например если вы хотите продавать ее по “зеленому тарифу”. Такое оборудование имеет класс on grid.

Кроме своей основной функции это оборудование имеет ее ряд возможностей:

  • регулировать частоту напряжения,
  • выставить 220 В,
  • регулировать амплитуду тока,
  • защищать оборудование от перегрева,
  • защитить сеть от коротких замыканий.
  • выводить информацию на экран телефона, планшета или монитор ПК через Wi-Fi.

Стоимость такого оборудование значительно выше и колеблется в пределах 200-20 000 долларов.

Стоит отметить что цена напрямую зависит от мощности устройства, к примеру инвертор 3-6 КВт будет стоят 2000$, на 1000 КВт уже около 20 000$. Для домашней станции вполне хватит 5 КВт.

3 Аккумуляторно-сетевая. Ваша электростанция обеспечивает электроэнергией все приборы, а излишек отправляет в аккумуляторные батареи, которые отдают накопленный заряд ночью или когда батареи не справляются с нагрузкой.

В случае если батареи не справляются и заряда аккумуляторов не достаточно вы планируете брать недостающую энергию из центральной сети. Для такой задачи вам необходим гибридный (hybrid) инвертор. Он также имеет все функции сетевого, и может продавать излишки в сеть, как например работает “Зеленый тариф” в Украине.

Что касается цены, такое оборудование не дороже сетевого, в некоторых производителях даже отчасти дешевле. Однако цена начинается от 600$ и заканчивается 20 000$ на оборудование большой мощности.

Более подробно о всех этих видах систем можно почитать здесь.

Таким образом можно выделить всего 3 вида инверторов:

  • Автономний (off grid).
  • Сетевой (on grid).
  • Гибридный или универсальный (hybrid).

Подробный видео обзор, как выбрать инвертор

Как рассчитать мощность инвертора

Мощность этого оборудования зависит от номинальной мощности солнечных батарей (по стороне постоянного тока) и максимальной мощности нагрузки по стороне переменного тока.

Другими словами, нужно учесть полную мощность всех солнечных панелей (допустимая погрешность от 90% до 120%) в сети и мощность всех устройств, которые могут быть одновременно запитаны в эту сеть.

Если с панелями все понятно, их номинальная мощность указана в характеристиках, то с потреблением все сложнее. Определять нужно потребляемую пиковую или пусковую мощность устройств, которая может быть в 5-7 раз больше рабочей.

Даже непродолжительная нагрузка во время запуска 2-3 секунды, превышающая мощность инвертора, не позволит запустить через него такой прибор.

Выбираем по напряжению

Такой параметр как входное напряжение также важен, поскольку напрямую влияет на эффективность работы системы. Рекомендуемые параметры:

  • 12 В при мощности системы до 600 Вт,
  • 24 В при мощности системы  от 600 до 1500 Вт,
  • 48 В при мощности системы  более 1500 Вт.

Выбираем по КПД

Такой показатель определяется количеством энергии, которую прибор потратил впустую, например на свою работу. Энергопотребление самого инвертора не должно превышать 5-10% проходящей через него энергии. Иначе это устройство можно считать малоэффективным.

Большинство современным инверторов имеют КПД 90-95%.

Вес оборудование

Качественный инвертор не может быть легким, так как использует трансформатор. Условно можно взять следующие цифры: 1 килограмм на 100 Ватт.

Если 10 ти киловаттный прибор весит значительно ниже 10 кг, значит он низкого качества. При этом 30 ти киловаттный может весить и 15 кг, если меньше, это уже повод усомнится в его качестве.

Меандровые и синусоидальные, тип сигнала

Слева- синусоиндальная система, справа – меандровая.

Меандровые, более дешевый вариант, однако такие приборы не защищают сеть от перепадов напряжения и допускают его резкие скачки, что может негативно сказаться на работе бытовой техники и много оборудования. Это проблему можно решить установкой дополнительного стабилизатора.

Синусоидальные более дорогие, но напряжение на входе и выходе практически одинаковое, а колебания более плавные и не вредит технике.

Синусоидальный инвертор подойдет для частного дома поскольку все индуктивные нагрузки (холодильники, стиральные машины, насосы, кондиционеры и т.п.) просто не будут работать при прямоугольной форме выходного напряжения.

Квазисинусоид — это своего рода компромисс между прямоугольной формой и чистым синусом. Большинство синусоидальных моделей являются качественными, однако встречаются и ненадежные экземпляры.

1 или 3 фазный

Здесь все просто, для частного дома подойдет любой из них. Если даже вам не нужны 3 фазы, будете использовать одну. Для промышленности необходимо только 3х фазный, так как большинство оборудования работаю именно по такому принципу.

Сколько инверторов должно быть в системе

В теории 1 прибора необходимой мощности должно хватить для всей электростанции. Но, если у вас большое количество фотоэлементов и они собраны в несколько линий, лучшу на каждую их них поставить такой преобразователь.

Почему так? Дело в том что нестабильная работа одной линии, например она расположена не на солнечной стороне, будет негативно сказываться на работе инвертора и его КПД будет в целом ниже. Если важно получить максимальную эффективность электростанции, такой вариант не подходит.

Альтернативный вариант, это инвертор на несколько независимых MMP входов. Их может быть 2-4  и стоят такие модели значительно дороже.

Схема без инвертора

Несмотря на все вышеописанное, без этого оборудования можно обойтись. Но, в этом случаи можно подключить напрямую к фотоэлементам только те приборы, которые работают от 12-24 вольт. Этот список будет очень не большим, а значительную его часть будут занимать приборы освещения. Другими словами, такую схему можно использовать по большей части для различных ламп, которым достаточно такого вольтажа и их не пугают перепады напряжения.

Подключение инвертора, правильные схемы

Важно, необходимо обеспечить качественное соединение всех элементов в системе, особенно если мощность электростанции более 500 Вт.

Стандартная схема подключения сетевого инвертора

Использование 2 устройств для более стабильной работы системы а АКБ

Использование двух устройств при двух линиях фотоэлементов

 

vremya-stroiki.net

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. 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

electrosam.ru

Инвертор для солнечных батарей: виды и параметры

Содержание:

  1. Принцип действия и общее устройство
  2. Параметры и технические характеристики
  3. Виды инверторов в солнечных системах
  4. Обзор популярных моделей инверторов
  5. Как выбрать инвертор для солнечных батарей

Солнечные батареи все чаще используются в качестве альтернативного источника электроэнергии. Они особенно актуальны в тех местах, где существуют проблемы с энергообеспечением от стационарных сетей. Важнейшим элементом таких систем является инвертор для солнечных батарей, преобразующий постоянный ток в переменный с напряжением 220 вольт.

В результате, все имеющиеся приборы и оборудование могут нормально функционировать в любое время дня и ночи. Им не страшны перепады напряжения, короткие замыкания и другие негативные проявления, довольно часто встречающиеся в обычных электрических сетях.


Принцип действия и общее устройство

Работу инвертора необходимо рассматривать только во взаимодействии со всей системой солнечных батарей. Их основой служат фотоэлементы, вырабатывающие постоянный ток. Далее, с помощью инвертора этот ток превращается в переменный, и питает приборы, рассчитанные на 220 вольт. Cами солнечные панели служат своеобразным преобразователем, превращающим лучистую энергию в электричество, сохраняемое в аккумуляторах.

За счет этого обеспечивается бесперебойное электроснабжение, независимо от стандартных электрических сетей. Полученная электроэнергия используется и в ночное время, поступая из аккумулятора на инвертор и превращаясь там в переменный ток.

Важной особенностью современных установок является возможность аккумуляции не только прямых, но и косвенных солнечных лучей. При ясной погоде используется только солнечный свет, а в пасмурные дни происходит сбор отраженного света. В последнем случае производительность системы несколько снижается, тем не менее, они способны постоянно вырабатывать ток, независимо от времени года.

От правильного выбора инверторной установки зависит мощность и частота всей гелиосистемы. Стандартная конструкция инвертора включает адаптер с диодами и выпрямителем, работающий на низких частотах, варикап с триодами, непосредственно преобразующий ток, а также гибридная обвязка, обеспечивающая запуск системы даже при разряженных аккумуляторах. Также в общей схеме присутствуют динисторы, связанные с повышенной чувствительностью компонентов к производимому электротоку.


Параметры и технические характеристики

Выбирая устройство, наиболее подходящее для конкретной солнечной системы, следует обращать особое внимание на несколько важных показателей. Среди них можно отметить следующие:

  • Значение номинальной и пиковой мощности.
  • КПД – коэффициент полезного действия.
  • Собственная мощность, потребляемая без нагрузки.
  • Диапазон температур, в котором устройство может нормально работать.
  • Размеры и вес устройства.

Кроме того, мощность инвертора напрямую связана с выходным напряжением солнечной панели или аккумулятора. При 12 В она составит около 600 Вт, при 24 вольтах – 600-1500 ватт, а при 48 вольтах – свыше 1500 Вт. Аппаратура дополнительно оборудуется защитой от выходных перегрузок и коротких замыканий, перегревов и перепадов входного напряжения.

Технические характеристики конкретного устройства можно предварительно определить в соответствии с его массой. Как правило, 1 кг веса инвертора соответствует 100 ваттам выходной мощности. Данный показатель дает возможность установить наличие или отсутствие выходного трансформатора, указывающего на высокое качество прибора.

Преобразование электроэнергии, поступающей от солнечной панели, будет наиболее эффективным, если КПД инверторной установки составит 90-95%, а собственная потребляемая мощность будет не выше 1% от номинальной мощности.

Мощность инвертора должна соответствовать общей номинальной мощности, потребляемой всеми электроприборами, которые планируется подключать к солнечной энергетической установке. При этом, в расчетах следует учитывать пусковую мощность устройств и оборудования, действующую в течение первых нескольких секунд, после чего прибор переходит в штатный рабочий режим. Данный показатель примерно в 1,5 раза превышает номинальную мощность конкретного устройства.


Разновидности инверторов в солнечных системах

Отсутствие инвертора делает энергетическую систему бесполезной для использования, поскольку полученная энергия не может быть использована по прямому назначению.

Инверторы можно условно разделить на три категории:

  • Автономные устройства (рис. 1). Они самостоятельно соединяются с солнечным модулем и представляют собой обособленную часть общей фотоэлектрической системы. Эти приборы полностью независимы от внешней централизованной электрической сети. Мощность всех типов автономных инверторов составляет от 100 ватт до 8 киловатт.
  • Сетевые или синхронные инверторы (рис. 2). Устанавливаются на участке между централизованной электросетью напряжением 220 вольт и солнечной батареей. Сетевой инвертор для солнечных батарей функционирует синхронно с основным источником тока и применяется только в дневное время для подключения отдельных электроприборов.
  • Многофункциональные или гибридные инверторные устройства. Они не только преобразуют электрический ток, но и осуществляют корректировку амплитудных перепадов, частотных показателей и других параметров сети. Данное оборудование считается наиболее надежным, поскольку в случае неполадок во внешних сетях, происходит автоматическое отключение инвертора. Для накопления преобразованной электроэнергии применяются аккумуляторные батареи.

Существует дополнительная классификация солнечных инверторов, в зависимости от выходного напряжения. Поэтому они делятся на синусоидальные и меандровые. В первом случае выходное напряжение инвертора практически совпадает с аналогичным параметром домашней сети.

Данный вариант отлично подходит для электронной техники и оборудования, обладающими повышенной чувствительностью и отрицательно реагирующими на скачки и перепады напряжения. Выходной сигнал у таких инверторов представляет собой чистую синусоиду.

Меандровые устройства отличаются импульсными выходными сигналами, отображаемыми в прямоугольной форме, что является модифицированным синусом. Такие инверторы лучше всего подходят для оборудования, использующего преимущественно активную мощность.


Обзор популярных моделей инверторных устройств

Преобразователи напряжения для совместного использования с солнечными панелями выпускаются отечественными и зарубежными производителями. Они обладают различными техническими характеристиками, отличаются качеством, набором функций и другими показателями.

МАП «Энергия» SIN

Среди отечественных изделий хочется отметить продукцию от МАП «Энергия» с мощностью от 800 до 1200 ватт.

Возможности российских инверторов можно рассмотреть на примере устройства МАП «Энергия» SIN, с тремя основными функциями:

  • Возможность преобразования напряжения аккумуляторов постоянного тока на 12, 24 и 48 вольт в переменное напряжение 220 вольт, при частоте 50 Гц.
  • Инверторы для солнечных батарей может использоваться в качестве ИБП вместе с электронными устройствами, в том числе и компьютерами, включенными в стандартную сеть 220 вольт.
  • Прибор является мощным зарядным устройством, рассчитанным на 4 ступени и способным заряжать любые аккумуляторы. Параметры и рабочие режимы самостоятельно программируются пользователем. Данные устройства свободно заряжают аккумуляторы с высокой емкостью.

Основными показателями и техническими характеристиками инвертора являются следующие:

  • Мгновенное переключение с помощью автоматики между автономной работой и стационарной сетью, при наличии или отсутствии в сети электроэнергии. Поддержание уровня заряда в аккумуляторе также осуществляется автоматически.
  • Выходной сигнал напряжения представляет собой чистую синусоиду.
  • Автоматическая регулировка напряжения. Входное напряжение в диапазоне от 175 до 250 вольт настраивается самостоятельно. Такие настройки дополнительно защищают подключенную аппаратуру.
  • Может использоваться как ИБП для компьютера с высокой продолжительностью работы в автономном режиме. При необходимости инвертор подключается к компьютеру для его программирования и мониторинга.
  • Поддержание пиковой мощности в течение 5 секунд, в два раза превышающей номинальное значение. При наступлении перегрева, перегрузок, разрядов и перезарядов инвертор отключается автоматически.

Все данные выводятся на цифровое табло, где отображаются все основные параметры – сила тока, напряжение, рабочие режимы, температура и т.д. Здесь же можно выполнять все регулировки с высокой точностью и в широком диапазоне. Вся конструкция помещается в стальном высокопрочном корпусе, надежно защищающим от помех, замыканий и возгораний.

Schneider Electric

Среди зарубежной продукции следует отметить инверторы от французской компании Schneider Electric. Наиболее распространенной считается модель Conext 2524-230, хорошо зарекомендовавшая себя в системах автономного и резервного питания. Данные устройства имеют на выходе чистую синусоиду и наилучшим образом подходят для подключения к солнечным батареям.

Функционально они являются не только инверторами, но и могут использоваться в качестве многоступенчатых зарядных устройств для АКБ и переключателей с одной цепи на другую без прекращения питания.

К особенностям французских инверторов относятся следующие показатели:

  • Наличие чистой синусоиды на выходе гарантирует стабильную работу всех подключенных электронных устройств. Ток, полученный через преобразователь, имеет такие же характеристики, как и электричество домашней сети.
  • Конфигурация, состоящая из нескольких блоков, дает возможность одновременно подключать сразу несколько инверторов, чтобы повысить общую мощность автономной системы.
  • Высокий показатель пусковой мощности, который более чем в два раза выше номинальной выходной мощности устройства. За счет этого облегчается запуск насосов, холодильного оборудования, кондиционеров и других мощных устройств.
  • Возможность корректировать коэффициент мощности делает значение входного переменного тока минимальным и оказывает положительное влияние на пропускную способность. Функция многоступенчатой зарядки значительно сокращает время ее проведения.
  • Рабочая температура устройства для солнечной батареи регулируется охлаждающими вентиляторами с изменяющейся скоростью вращения. Когда внутренняя температура понижается до 40 градусов, вентиляторы автоматически отключаются.
  • Благодаря специальным встроенным схемам с оптимизированными рабочими алгоритмами, зарядка батарей происходит максимально корректно. Успешно заряжаются даже полностью разряженные батареи.
  • Устройство оснащено температурным датчиком батарей, позволяющим автоматически изменять схему зарядки в зависимости от фактической температуры заряжаемой батареи. Таким образом, полностью исключается возможность перезарядки.
  • Возможность ручного выравнивания заряда. Через определенный период времени состояние жидкого электролита в ячейках становится химически нестабильным. В результате, могут появиться слабые ячейки, заряженные не до конца, что приводит к снижению общей емкости батареи. Избежать подобного помогает многоступенчатый цикл с выравнивающими процессами, настраиваемыми вручную.

Abi-Solar

Невозможно обойти вниманием продукцию китайских производителей. Наиболее популярны инверторы из Тайваня модельного ряда Abi-Solar. Они относятся к многофункциональным устройствам, успешно применяющимся в фотоэлектрических системах. Данные устройства напрямую подключаются к солнечным панелям, аккумуляторам и потребителям. Они предназначены для работы только с сетевыми солнечными электростанциями.

Конструкция дополнена двумя независимыми MPP-трекерами, а все модели отличаются широким диапазоном входных напряжений. Благодаря этим особенностям, преобразователь напряжения способен выдавать максимальную мощность, вне зависимости от погодных условий.

Во многих инверторах встроен солнечный контроллер, фиксирующий степень зарядки и разрядки аккумуляторных батарей. Генерация высоких пусковых токов дает возможность для подключения мощного оборудования. Однако следует помнить, что суммарная мощность подключаемых устройств, не должна превышать номинальную мощность преобразователя. В среднем, коэффициент полезного действия инверторов Abi-Solar составляет 96-98%.

Кроме функций инвертора, эти устройства часто используются в качестве источников бесперебойного питания и сетевого зарядного устройства. Все показатели выводятся на жидкокристаллический дисплей, расположенный с лицевой стороны прибора.


electric-220.ru

Инвертор для солнечных батарей | Блог SolarSoul

Инвертор представляет собой устройство позволяющее преобразовывать постоянный ток, полученный от солнечных батарей в переменный ток.

Постоянный ток, выработанный фотоэлектрической установкой, может использоваться и без преобразования, однако на практике большинство электроприборов и централизованная электрическая сеть используют переменный ток. Именно поэтому инвертор для солнечных батарей практически незаменим.

Основные типы инверторов для солнечных батарей

В зависимости от типа использования инверторы можно разделить на три основных типа:

  • Автономные (off grid) – инверторы, не подключенные к внешней электрической сети, предназначены для автономных фотоэлектрических систем;
  • Сетевые (on grid) – инверторы, работающие синхронно с централизованной сетью электроснабжения. Кроме своих прямых функций такие приборы обеспечивают регулировку основных эксплуатационных параметров сети: частота напряжения, амплитуда и т.д. В случае сбоя питания инвертор автоматически выключится. Данный тип инверторов подходит для солнечных систем без аккумуляторных батарей. Вся выработанная энергия генерируется в общую сеть по «зеленому тарифу».
  • Гибридный (hybrid) – еще называемый «аккумуляторно-сетевой» преобразователь, совмещающий свойства автономных и сетевых устройств. Такой инвертор имеет большое количество настроек для оптимизации работы солнечной системы от общей электрической сети и при наличии аккумуляторных батарей.

Каскадное подключение инверторов SMA

В зависимости от выходного сигнала инверторы бывают:

  • Инверторы с чистым синусоидальным выходным сигналом;
  • Инверторы, генерирующие квазисинусоидальный (модифицированный синусоидальный) выходной сигнал или меандр;

форма сигнала инвертора

Форма сигнала инвертора — синусоидальная (слева), модифицированный синус (справа)

От  инвертора с чистой синусоидальной (чистый синус)  формой можно питать любую нагрузку переменного тока. Несинусоидальные инверторы с прямоугольной (меандр) формой напряжения не подходят для многих видов нагрузки, например, асинхронных двигателей или трансформаторов. К такой нагрузке относятся так же холодильники, различные насосы, стиральные машины и т.п.

Инверторы с синусоидальным выходным напряжением дороже, чем квазисинусоидальные, но высокая цена вполне компенсируется качеством получаемой энергии и меньшими потерями.

Мощность инвертора в зависимости от параметров фотоэлектрической системы

Мощность подбираемого преобразователя зависит от номинальной мощности солнечных батарей (по стороне постоянного тока) и максимальной мощности нагрузки по стороне переменного тока.

В случае небольших фотоэлектрических установок (до 5 кВт) можно обойтись одним инвертором соответствующей мощности. В случае фотоэлектрических систем с большей мощностью следует устанавливать несколько инверторов работающих в каскаде. Это позволит уменьшить риск простоя солнечных панелей в случае выхода из строя одного преобразователя, так же есть возможность анализа работы каждого отдельного прибора и сравнение эффективности каждого из них.

Во многих источниках, вы можете найти информацию о том, что  инвертор для солнечных батарей на стороне постоянного тока должен быть на 20-30% выше, чем общая максимальная мощность солнечных панелей. Однако практика показывает, что такой запас может привести к снижению производительности фотоэлектрической установки. Это происходит в результате того, что реальные значения интенсивности солнечного излучения в Украине не так уж и сильно превышают значение 1000 Вт/м²  указанное в паспортных данных к солнечным батареям. К тому же следует принять во внимание, что при высоких температурах (в летнее время, когда мы имеем максимальное количество солнечного излучения) производительность солнечных панелей падает. Так же имеются незначительные потери в проводах и при запылении солнечных панелей.

Производительность инвертора

Производительность инвертора в зависимости от загрузки солнечными батареями

Глядя на эксплуатационные характеристики преобразователей можно увидеть, что эффективность работы инвертора снижается в нижнем диапазоне мощности. Явное снижение эффективности начинается при нагрузке инвертора ниже 30% от номинальной мощности. Поскольку, по меньшей мере, 40% солнечного излучения попадает на солнечные батареи в диапазоне 100 – 400 Вт/м²  (в диапазоне большем 1000 Вт/м² не более 10%) то завышение мощности инвертора может привести к существенному снижению эффективности преобразования тока.

На основании этих данных, следует принимать мощность инвертора равной  значению от 90% до 120% к номинальной мощности солнечных батарей. Лучше принимать во внимание  географическое расположение солнечной фотоэлектрической системы (90% на севере и до 120% на юге).

Еще один аргумент в пользу установки меньших инверторов — стоимость. Преобразователь может составлять 30% от общего объема инвестиций. Его завышение приводит к нежелательному увеличению общей стоимости фотоэлектрической системы.

Мощность инвертора в зависимости от мощности нагрузки

Так же  пиковая мощность инвертора должна быть не менее чем на 20% — 30% больше чем суммарная мощность нагрузки по стороне переменного тока. Это условие необходимо для обеспечения нормальной работы всех приборов питающихся от аккумуляторных батарей. Поскольку некоторые электрические устройства (компрессоры, насосные установки, электродвигатели) имеют пусковые токи (стартовую мощность), в несколько раз превышающие их номинальное значение (в 2-7 раз). Несмотря на непродолжительный пусковой период, инвертор с недостаточной мощностью не  сможет запустить такой прибор. Таким образом, максимальную мощность инвертора (пиковую мощность) необходимо подбирать, учитывая так же пусковые токи подключаемых приборов.

Устройство современного инвертора

Устройство современного инвертора

Одним из основных критериев для оценки инвертора является его эффективность или  нормативный КПД.  У инверторов хорошего качества значение КПД может достигать 98%. Во время компоновки солнечной системы следует избегать преобразователи с номинальной эффективностью меньшей 92%.

Вдобавок к вышеперечисленным данным при расчёте инвертора для солнечных батарей следует обратить внимание на следующие параметры: класс защиты IP, число выходов, наличие встроенного солнечного контроллера MPPT, гарантийный срок эксплуатации и т.д. Сейчас на рынке представлено большое количество преобразователей, отвечающие всем возможным требованиям для эффективной работы фотоэлектрической системы любой компоновки.

Поделиться «Инвертор для солнечных батарей»

Рекомендуемые статьи

solarsoul.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о