10 важных параметров. © Солнечные.RU
Наверное каждый человек, впервые столкнувшийся с проблемой выбора инвертора для солнечной электростанции или системы резервного питания, задается следующим вопросом. Какой же инвертор выбрать — дешевый с псевдосинусоидой или дорогой с чистым синусом на выходе? Однако, за этим немаловажным вопросом можно упустить множество факторов, о которых сначала даже и не задумываешься.
Выбор входного напряжения необходимо согласовывать с мощностью инвертора, поскольку с увеличением выходной мощности растут входные токи, что приводит к более тяжелым условиям работы транзисторов выходного каскада и к большим потерям на соединительных проводах. Снизить входные токи и соответственно уменьшить потери позволяет выбор более высокого входного напряжения, которое бывает одним из следующих: 12, 24, 48 В.
Мы рекомендуем выбирать напряжение:
- 12 В при мощности до 600 Вт,
- 24 В при мощности от 600 до 1500 Вт,
- 48 В при мощности более 1500 Вт.
В идеале, номинальная выходная мощность инвертора должна быть равна сумме мощностей всех нагрузок. Однако, в реальности чаще делают выбор по нагрузке с максимальной мощностью. При этом необходимо учитывать и пусковые токи всех нагрузок, которые могут быть в 10 раз больше рабочих (например у холодильников или насосов). Умножив пусковой ток на напряжение (220 В) мы получим пусковую мощность, которая должна быть меньше пиковой.
Стоит отметить, что если производитель не указывает отдельно пиковую выходную мощность, то скорее всего указанная в качестве номинальной в действительности является пиковой.
Если Вы хотите избежать большинства проблем, то покупайте качественный синусоидальный инвертор, поскольку все индуктивные нагрузки (холодильники, насосы, кондиционеры и т.п.) просто не будут работать при прямоугольной форме выходного напряжения.
Квазисинусоида — это своего рода компромисс между прямоугольной формой и чистым синусом. Большинство синусоидальных моделей являются качественными, однако встречаются и ненадежные экземпляры.
Одним из косвенных признаков качественных инверторов является их вес. Дело в том, что в дешевых некачественных моделях используют бестрансформаторную схему, которая подвержена выходу из строя в момент включения нагрузки из-за очень больших переходных токов. Соответственно, такие модели очень легкие.
Все, без исключения, качественные инверторы используют выходной трансформатор, который имеет большой вес. Грубо можно оценить вес по простой формуле — 1 килограмм на 100 Ватт выходной номинальной мощности, т.е. например 600 Вт — 6 кг. Если же 600-Ваттная модель имеет вес всего лишь 2-3 кг, то в ней точно нет выходного трансформатора.
Если выбранная Вами модель оснащена вентилятором для принудительного охлаждения, то стоит поинтересоваться, работает ли он всегда или только при перегреве, регулируется ли его скорость? В качественных моделях вентилятор отключается при небольшой нагрузке, делая работу инверторов абсолютно бесшумной, что бывает немаловажным при домашнем использовании.
Качественный инвертор должен обладать максимальным количеством защит:
- от высокого и низкого напряжения аккумуляторной батареи,
- от короткого замыкания (КЗ) по выходу,
- от перегрузки по выходу,
- от перегрева.
Наличие защит предотвратит выход из строя в экстренных ситуациях.
Коэффициент полезного действия солнечного инвертора в конечном счете определяет сколько энергии будет потрачено впустую (просто на то, чтобы он работал). Современные модели имеют КПД 90-95%. При КПД ниже 90% более 10% энергии будет истрачено впустую, что не допустимо для солнечной электростанции, где каждый Ватт на счету.
Одним из важных параметров также является потребляемая мощность без нагрузки. Этот параметр должен быть в районе 1% от номинальной мощности. То есть, например, если номинальная мощность равна 600 Вт, то потребление без нагрузки должно быть около 6 Вт.
Если Вы не собираетесь каждый раз выключать инвертор для солнечной батареи после использования, то нужно выбирать модель с минимальным потреблением в режиме ожидания, чтобы минимум энергии тратился на поддержание работы системы. Большим плюсом в этом случае является наличие дежурного режима, потребление в котором сокращается еще более значительно.
Наличие дежурного режима позволяет значительно сэкономить энергию, запасенную в аккумуляторах. Однако и здесь есть нюанс. Чтобы не возникло проблем с подключением нагрузок малой мощности, нужно, чтобы дежурный режим можно было отключать вручную. Поскольку, если его нельзя отключить, то может возникнуть ситуация, когда инвертор не выйдет из дежурного режима при подключении нагрузки (например зарядника сотового телефона).
В случае, если Вы планируете использовать инвертор в неотапливаемом помещении, необходимо обратить внимание на рабочий температурный диапазон выбранной модели. Кроме того, широкий температурный диапазон обычно указывает на то, что подразумевается не только бытовое, но и профессиональное использование устройства, что в свою очередь косвенно говорит о высоком качестве.
Инвертор для солнечных батарей: подключение, виды
На чтение 9 мин. Опубликовано
Инвертор для солнечных батарей и как его выбрать?
В состав этой установки входит следующее:
- Адаптер низкой частоты в котором много полупроводниковых диодов.
- Варикап. Эта штучка работает за счет триодов. Их проводимость достигает 4-х мк.
- Обкладки.
- Модуль бесперебойник.
В тот момент, когда по каким-то причинам прекращается поступление электричества из обычной сети к АКБ будет идти ток. Из них он поступит в розетку и электроприборы будут работать.
Бесперебойник за счет микроконтроллера мониторит данные о напряжении. Когда прекращается передача тока из основной сети — это устройство отправляет команду подключить дополнительные источники питания.
В некоторых инверторах имеется встроенный трансформатор. С одной стороны, это хорошо так как идет высококачественный сигнал. С другой это плохо, так как вес будет больше. Так же есть вентилятор для охлаждения, но в этом случае стоимость прибора будет очень высокой.
Если не хватает 1-го инвертора можно взять сразу 3-и и объединить их в один модуль на три фазы. В итоге получиться много мощности и 380 вольт. Так же встречаются на напряжение 400 и 690 v.
Первым делом происходит переработка солнечного света с помощью фотоэлектрических панелей в ток. Далее выполняется подзарядка АКБ. Это делается за счет нужного напряжения и тока. Для контроля параметров используют стабилизатор напряжения и контроллер. Далее с аккумуляторов постоянный поток направленных частиц переходит в инвертор для солнечных батарей и преобразуется в переменный ток. После этого по цепи проводов он идет к нагрузке.
Энергия, запасенная в аккумуляторах, расходуется ночью или в пасмурную погоду. То есть в период, когда от солнечных панелей не поступает электричество.
Параметры, на которые стоит обратить внимание:
- Какую защиту имеет прибор.
- На сколько чувствителен к радиопомехам.
- Какое напряжение он может определить максимум.
- КПД должен быть от 90-99%.
- Коэффициент полезности.
- Какая мощность и ток на входе и выходе.
- На выходе он должен выдавать стабильное напряжение (лучше трапециевидный тип). На входе напряжение должно быть минимальным.
- Потери должны быть небольшими, когда нет притока энергии.
- Гармоники должны быть пониженными.
- Инвертор для солнечных батарей должен быть защищен от нагревания и перегрузок.
- В каких температурных кривых он способен работать. Лучше если они будут очень широкими.
- На сколько восприимчив к бытовым приборам.
Перед приобретением просчитайте какая нагрузка будет идти на инвертор. Чтобы это вычислить достаточно найти произведение пускового тока и уровень напряжения в вашей сети. С солнечного модуля поступает напряжение в размере 12 вольт. После этого в работу включается контроллер. Он дает сигнал инвертору. В итоге происходит преобразование напряжения до 220 вольт.
По мимо всего выше сказанного проследите за тем есть ли у прибора вентиляция и защита. Узнайте можно ли регулировать скорость вращения винта и постоянно ли он работает? В хороших устройствах он отключается, когда нет перегрузки.
Каждый преобразователь должен иметь следующую защиту:
- От перегрева.
- Замка при выходе.
- Перегрузки.
- Низкого и высокого U АКБ.
Так же он должен потреблять 1% мощности в холостом ходу.
Кроме этого в некоторых устройствах данного типа есть режим ожиданий. Подобное позволяет сэкономить электроэнергию в АКБ. Желательно чтобы подобная функция имела ручное отключение. В противном случае может возникнуть проблема с бытовыми устройствами малой мощности.
Классификация инверторов для солнечных батарей
Инверторы для солнечных батарей (часто называют сетевые инверторы) классифицируют как стринг-инверторы, центральные инверторы и микро инверторы:
- Стринг инверторы применяются, как правило, в системах до 100 кВт, таких как дома или небольшие коммерческие проекты, где работает система слежения за точкой максимальной мощности(MPPT);
- Центральные инверторы применимы для систем свыше 100 кВт, таких как большие массивы солнечных батарей установленных на крышах зданий и промышленных объектов, а также специальных площадках;
- Микро-преобразователи представляют собой преобразователи типа стринг с системой слежения за точкой максимальной мощности (MPPT) для максимальной оптимизации мощности каждой солнечной панели вместо всей системы, как при использовании центрального инвертора, но при более низкой мощности (как правило, 300 Вт).
Микро-инверторы лучше стринговых? На этот вопрос невозможно ответить однозначно — да или нет. Этот зависит от многих факторов – количество панелей, освещение, диапазон рабочих температур, мониторинг работы системы, возможности последующей модернизации, затраты на обслуживание и другие факторы. У микро-инверторов главным преимуществом является то, что они могут изолировать одну панель, не влияя при этом на производительность всей системы. А с другой стороны преобразователи типа стринг предлагают более низкую стоимость за ватт мощности и проще в установке.
Как подключить инвертор для солнечных батарей?
Прежде чем это сделать следует ознакомиться с некоторыми нюансами.
- Узнайте какая частота сигнала: синусоидальная, прямоугольная или псевдо синусоидальная.
- Провода для монтажа следует брать средней длины. Лучше всего 3 м.
- В зависимости от мощности нужно подбирать сечение кабеля.
- Проверьте какая форма имеется выходного сигнала.
- Использование бесперебойников позволяет встраивать выключатели напрямую в цепь.
- Следует надежно закрепить кабель чтобы не возникало замыканий и пожаров.
- Если электростанция далеко от дома, то придется увеличивать кабель. Желательно чтобы инвертор находился рядом с АКБ.
В результате все просто и каждый сможет запустить инвертор для солнечных батарей.
Пример смарт-инверторов
В США наиболее популярные инверторы, находящиеся в эксплуатации, IEEE1547 и UL 17451. Некоторые из них имеют встроенные смарт-функции, но согласно действующим нормам и правилам они отключены. Давайте рассмотрим некоторые смарт-преобразователи, которые в ближайшее время могли бы удовлетворить растущие требования функциональности электрических сетей.
Он имеет большую мощность (1,5 МВт и 1,67 МВт) и состоит из консервативно разработанных критических компонентов, таких как IGBT, конденсаторы, выключатели постоянного и переменного тока и других компонентов. Имеет также широкий диапазон слежения за точкой максимальной мощности (500 – 1000 В постоянного тока), что максимизирует время работы инвертора. Также у него прочный корпус, не требующий установки в закрытых помещениях.
Солнечные инверторы Xpert сертифицированы Intertek на UL174 и соответствует стандарту IEEE 1547 (общие гармонические искажения при номинальной мощности). Максимальное КПД инвертора составляет 98%.
SMA предлагает преобразователь типа стринг для применение в сетях до 1000 В постоянного тока в децентрализованных коммерческих приложениях.
SMA Sunny TriPower 30000TL –US представляет собой 30 кВт бестрансформаторный трехфазный инвертор с пиковой эффективностью выше 98% и независимыми MPP трекерами, подключающими восемь строк OptiTrac Global Peak для смягчения тени.
В последнее время также отмечается и рост популярности микро-инверторов, даже не смотря на то, что это далеко не новая технология и стоимость ватта мощности у них выше, чем в строковых. Рост популярности объясняется широким применением их для коммерческих проектов и проектов жилых зданий, так как присутствует возможность управлять каждой панелью отдельно.
Краткий обзор известных брендов инверторов
Данный тип инвертора достаточно дорогой. Страна производства Китай. Выдает чистый синус с пониженным шумом около 30 децибел. Мощность 1000 ВА, напряжение до 230 вольт. Мощность СБ с данным преобразователем доходит до 1200 ват. Ценник варьирует в пределах 40 000 р.
Считается бюджетным микроинвертором для солнечных батарей. Выдает сигнал в виде чистого синуса. Отлично подойдет для приборов малой мощности. Может автоматически выполнять переключение. Выходная мощность 200 ВА. Напряжение на выходе 220 v. Выполняет переход на АКБ за 4 мс. Его стоимость всего около 5000 р.
Voltronicpower
Устройство этой компании имеет встроенный контроллер заряда. Так же имеет чистый синус. Он обладает максимальной мощностью в 1600 ват. На выходе напряжение 230 v. Частота 50 герц на выходе. Чтобы его приобрести придется выложить около 20 000 р.
Чтобы получить максимальный выхлоп со всей электростанции необходимо чтобы каждый компонент системы гармонизировал друг с другом.
МАП «Энергия»
Данная фирма выпускает преобразователи российского производства. Она создает инверторы мощностью от 800 – 1200 Ват.
С ее конвейера выходят следующие варианты преобразователей:
- 3-х фазные.
- Инверторы генерирующие чистый синус.
- Приборы заимствовавшие дополнительную энергию с АКБ.
Каждый из этих приборов способен выполнять зарядку аккумулятора. Данный тип используют повсеместно как для домашних нужд, так и для промышленных.
Данная фирма выпустила прибор мощностью до 20 квт. Это ее гордость! Он держит нагрузку до 25 квт.
Schneider Electric
Данная фирма производит инверторы для солнечных батарей с хорошими эксплуатационными характеристиками. Эти устройства спокойно можно использовать в пасмурную погоду. Корпус покрыт антикоррозийной защитой, это позволяет противостоять соляным осадкам.
При изготовлении французская компания отказалась от электрохимических конденсаторов. Это дало ей преимущество на рынке потребителей.
КПД устройств выпускаемых этой компанией составляет 97,5%. Используя инвертор от этой компании вполне можно соорудить солнечную электростанцию на 3-20 квт.
TBS Electronics
Предприятие изготавливает преобразователи с 1996 года. Их приборы подойдут к солнечным модулям Poversine мощностью от 175 до 3500 ват. Металлическая поверхность защищает его от разных вредных факторов. Хорошая электроника позволяет ему работать очень надежно.
Данный тип устройств защищен от короткого замыкания и перегрузок.
Kostal
Производит преобразователи разного типа и мощности. В некоторых приборах имеется встроенный выключатель переменного тока. Множество приборов уже встроены в данное устройство.
Овладеть этим прибором сможет любой желающий. Он легко ставиться и очень удобен в эксплуатации. Производитель дает гарантию целых 5 лет. Его создают по Европейским Гостам.
Это автономники SL/ SLP и гибриды. В них встроены контроллеры для подзарядки АКБ. Тайваньские разработчики совместили в одном устройстве 3 прибора: контроллер, инвертор и зарядник.
Встроенный экран позволит наблюдать за поступающими данными. КПД 93%. В некоторых подобных приборах есть защита от разной пыли.
Модель ABi-Solar SL 1012 PWM выдает мощность 800 вт. С ним легко сделать автоматическим процесс зарядки.
Китайский изготовитель выполняет качественные устройства и продает их за небольшую цену в России. С помощью специального программного обеспечения можно произвести расчеты. Это позволит выжать из солнечной станции максимальный КПД.
Контролировать работу установки можно с помощью обычного мобильника.
Таким образом поставив нужный инвертор для солнечных батарей можно полностью не зависеть от стандартного электроснабжения.
Как выбрать инвертор для солнечных батарей
Все виды солнечных батарей могут вырабатывать только постоянный ток.Есть большое количество потребителей, которые используют именно его (множество электронных схем, сварочный электрод, старые автомобили, освещение, электрическая передача на некоторых типах судна, зарядка аккумуляторов, радиоаппаратура и др.).
Тем не менее, в повседневной жизни приходится сталкиваться с не меньшим количеством приборов, которые потребляют 220В-ное переменное напряжение. Для них требуется преобразователь прямого тока в переменный, то есть инвертор.
Принцип работы и разновидности
Схема работы системы с инвертором. (Нажмите для увеличения)Инвертор является полупроводниковым прибором. (Полупроводник – это вещество, которое имеет электропроводимость среднюю между той, которую имеет металл (высокая) и диэлектрик (не проводит электрический ток)).
В зависимости от типа фотоэлектрической системы, а также и от способа подключения к солнечной электростанции, существуют следующие виды этого аппарата:
- Инвертор, предназначенный для автономной системы солнечных панелей. У него есть генератор частоты.
- Сетевой инвертор. Работает синхронно с основной электрической сетью.
- Гибридный. Подходит для двух видов подключения. Работает как с аккумулятором, так и непосредственно с самой станцией, вместе или по отдельности.
Важные характеристики
- Высокий КПД (обязательно выше 90%, тогда энергия не будет тратиться впустую).
- Недопустимость каких-либо помех на радиочастотах.
- Стабилизация выходного напряжения (желательно трапециевидный тип).
-
Низкий коэффициент гармоник. - Широкий температурный диапазон. Чем он шире, тем выше качество прибора.
- Способность переносить перегрузки.
- Прибор должен быть защищён от перегрева.
- Маленькие потери при маленьких нагрузках на холостом ходу. (Холостой ход – такой режим работы прибора, при котором отключено напряжение).
Модели для солнечных электростанций
Сегодня у многих возникает необходимость в автономной системе энергоснабжения дома. Чаще всего для этого используют домашние солнечные электростанции, как наиболее доступные и наименее сложные в установке, к тому же ее можно сконструировать своими руками.И если сами солнечные панели можно сделать самостоятельно, закупив по частям необходимые элементы, то инвертор и аккумулятор стоит купить фирменный, потому как цена на них невысока, и сделать их качественно в домашних условиях достаточно затруднительно.
При выборе инвертора важно обратить внимание на характеристики, которые были перечислены выше. Все они должны быть указаны в описании товара.
Зарубежные производители предлагают большое разнообразие инверторов, специально предназначенных для солнечных электростанций.
Данные инверторы уже имеют как блок регулятора, что позволяет отбирать максимальную мощность, так и блок регулятора заряда. В случае необходимости есть также возможность подключения дизельного генератора (если срочно надо подзарядить аккумулятор панели).
Следует опасаться дешёвых подделок из Китая, потому как они довольно популярны на рынке. Экономить на этом не следует, так как качество всей системы может сильно пострадать.
Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет, как правильно выбрать инвертор для солнечной батареи:
Как выбрать инвертор для солнечных батарей?
Инвертор – это один из основных составляющих частей системы солнечной батареи, он трансформирует постоянный ток в переменный.
Из чего состоит Инвертор
Сегодня существует большое разнообразие инверторов. Для организации обеспечения электроэнергией в частных домах своими руками, составляющие такие:
- Панель с фотоэлектрическими элементами.
- Контроллер солнечной батареи, снабжающий нормирование выходного напряжения батареи, зарядку аккумуляторов и подачу низковольтного постоянного тока в нагрузку.
- Электрохимические аккумуляторы, которые запасают энергию в период её излишка и подающие её в систему в период дефицита при недостаточном освещении фотоэлементов или при временном возрастании потребления.
- Инвертор, обеспечивающий преобразование постоянного низковольтного тока от аккумуляторов и фотоэлементов к бытовому или промышленному стандарту.
В идеале, солнечная электростанция получающая питание от разных инверторов при разной нагрузке, при этом мощность инвертора соответствует мощности и количеству выключателей на щитке распределения. Примерно это выглядит так: 4 инвертора мощностью 16А х 220В=3520Ватт и 2 инвертора мощностью:
25 А х 220 В=5500 Ватт
Инверторы будут получать питание от одной группы аккумуляторных батарей, а они заряжаться от одной группы солнечных батарей.
Различия инверторов и их свойства могут быть в выходном сигнале, схемных решениях, компенсации нагрузок и прочие. Существуют инверторы, которые направляют полученную солнечную энергию в сеть. Фирмы изготовители указывают мощность в вольт-амперах, так как это на порядок выше, чем в Ватт.
Виды инверторов
Виды инверторов определяют по конфигурации сигнала выходного напряжения. Существуют такие виды сигналов:
- синусоидальные – предназначен для пользования чувствительной техникой. Вы обезопасите себя от внезапных скачков напряжения и от дальнейшего ремонта техники. Цена довольно высокая, но оно того стоит. Установка его на дорогостоящую технику такую как холодильник, стиральную машину или же кондиционер, окупает их стоимость при ремонте.
- инверторы с прямоугольным сигналом – самый бюджетный вариант, так как использование их подходит для осветительной техники. Они не предотвращают скачки напряжения в сети.
- инверторы с псевдосинусоидой – это среднее между двумя верхними формами сигнала. Они справляются с поставленными бытовыми задачами, но все же не являются вариантом использования для чувствительной нагрузки. Форма сигнала, которую они создают, является причиной помех в телефонах, а также вызывает «шум» в электроприборах.
Инвертор обязан создавать постоянный и переменный ток, не допускать разрядки аккумуляторных батарей, обладать защитными функциями от замыканий и высокий запас по перезагрузке. Нынешние инверторы могут обладать многочисленными функциями, но избыток функций может затруднять результативную работу прибора.
Составные части инвертора
Блок бесперебойного питания – снабжает и проводит напряжение с помощью аккумуляторной батареи, которая является сердцем прибора. От батареи электрический импульс проходит в аккумулятор, дальше в инвертор, а после в электроприборы.
В конструкции присутствует зарядное устройство для зарядки аккумулятора. Микроконтроллер – входит в состав бесперебойного питания, который отключает и подключает аккумуляторы при скачках напряжения.
Гибридная обвязка
Полезный способ для тех домов, которые время от времени отключают электричество. Или же несколько дней держится пасмурная погода, что исключает возможность зарядить аккумуляторы от электросети.
Для таких случаев, рационально было бы иметь солнечные элементы, которые функционируют от контроллера. Они смогли бы заряжать аккумуляторные батареи. Принцип состоит в том, что инвертор включается после зарядки аккумуляторных батарей с помощью контроллера. Во время запуска инвертора он в автоматическом режиме включает нагрузку в сети.
Содержание:
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 устройствоРаботу 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 характеристикиВыбирая устройство, наиболее подходящее для конкретной солнечной системы, следует обращать особое внимание на несколько важных показателей. Среди них можно отметить следующие:
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 системахОтсутствие инвертора делает энергетическую систему бесполезной для использования, поскольку полученная энергия не может быть использована по прямому назначению.
Инверторы можно условно разделить на три категории:
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 устройствПреобразователи 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» SINСреди 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:
Основными показателями и техническими характеристиками инвертора являются следующие:
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 ElectricСреди 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:
Abi-SolarНевозможно 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. |
Как правильно выбрать инвертор для вашей крышной солнечной электростанции? – Sunnik
Как правильно выбрать инвертор для вашей крышной солнечной электростанции? Публикация поможет вам понять основы работы инвертора.
Как происходит преобразование постоянного тока в переменный?
Постоянный ток в переменный преобразовывают инверторы. Постоянный ток создает магнитный поток в одном направлении, в то время как переменный ток быстро меняет направление потока с одной стороны на другую. Частота переменного тока в Украине составляет как правило 50 Герц.
Каждый цикл включает в себя движение тока в одном направлении, а затем в другом. Это означает, что направление тока меняется 100 раз в секунду. Изменения в напряжении следуют по закону синуса, таким образом, ток также следует по синусоиде.
Постоянный ток в переменный можно преобразовать разными способами. Лучший способ зависит от того, насколько идеально должны быть похожи их синусоидальные кривые, чтобы гарантировать соответствующую зарядку переменного тока. Такое преобразование может быть осуществлено с помощью различных технологий и концепций. Ниже дан краткий обзор свойств инвертора в зависимости от совместимости с солнечными батареями, а также с доступными на рынке технологиями солнечных батарей.
Инвертор с или без трансформатора
В течение долгого времени на рынке солнечной энергетики доминировали инверторы с встроенными трансформаторами, т.е. с гальванической развязкой. Однако, в течение последних лет на рынке все сильнее продвигаются бестрансформаторные инверторы, которые имеют некоторые преимущества по сравнению с обычным вариантом. Главным аргументом для бестрансформаторного инвертора является отсутствие потерь преобразования в трансформаторе, что нашло отражение в более высокой эффективности до 98% по сравнению с инверторами с трансформатором, КПД которых достигает примерно 96%. К тому же следует учесть и экономию материалов, которая обеспечивает более низкий вес при той же номинальной производительности и, в конечном счете, снижает стоимость инвертора.
Высокое напряжение на стороне постоянного тока, однако, приводит к повышенным требованиям к безопасности, которые следует учитывать при проектировании инвертора. В пользу инвертора с трансформатором говорит то, что при его применении фотогальванический генератор может иметь как положительное, так и отрицательное заземление. Это имеет важное значение при использовании некоторых типов тонкослойных солнечных батарей, так как для них требуется отрицательное заземление генератора. Это не всегда возможно сделать при применении бестрансформаторных инверторов. При этом потенциал генератора задается электроникой, в основном, в виде симметричного деления на положительный и отрицательный. Также электроникой задается определенная доля переменного тока на стороне постоянного тока: как раз наиболее эффективные типы инверторов позволяют потенциалу генератора солнечной электростанции колебаться на половину амплитуды мощности. Такое колебание потенциала, однако, может затем постоянно создавать проблемы, если солнечные батареи проявляют высокие паразитные емкости — в этом случае возникает емкостная утечка. Но некоторые типы тонкослойных солнечных батарей могут быть без ограничений в комбинации с бестрансформаторными инверторами. Поэтому при выборе инвертора для определенного типа солнечных батарей всегда следует учитывать спецификацию производителя инверторов.
Все описанное выше ясно указывает на то, что выбор подходящего инвертора никогда нельзя делать только исключительно на основе желаемой эффективности или размера и окружения солнечной электростанции, но в первую очередь выбор инвертора следует рассматривать в сочетании с используемыми солнечными батареями. Производители солнечных батарей и инверторов для солнечной энергетики все чаще работают вместе именно по этой причине. Некоторые производители солнечных батарей вносят теперь в свою техническую документацию указания по выбору соответствующего инвертора и по заземлению генератора. Большое значение также имеет контроль совместимости диапазонов напряжения солнечной батареи и инвертора. Необходимая информация дана в соответствующих паспортах на оборудование, которые можно загрузить с веб-сайтов производителей. Кроме того, чрезвычайно практическую помощь оказывают бесплатные программы подбора оборудования производителей инверторов, чтобы правильно подобрать инвертор для любого технического окружения, так что в конце концов не только планировщик / монтажник, но и клиент будет полностью удовлетворен своей солнечной электростанцией и ее эффективностью.
Эффективность инвертора
Существенным моментом оценки при выборе инвертора является его эффективность. Чтобы избежать различных условий для расчета эффективности, была создана методика, которая обеспечивает практическое сравнение разных типов инверторов.
Мощность инвертора – с учетом диапазона превышения — не является постоянной величиной. При расчете эффективности определенные части диапазона нагрузки инвертора объединяют в единое целое. Для разных частей диапазона вводятся коэффициенты, соответствующие среднему рабочему состоянию инвертора. В диапазонах низкой мощности эффективность относительно неблагоприятна. С увеличением мощности эффективность также увеличивается и достигает максимального значения в диапазоне нагрузки от 50% до 100% от номинальной мощности.
Однако, не только эффективность инвертора определяет общую эффективность солнечной электростанции, но и другие факторы, такие как последовательное или параллельное подключение.
Обзор преимуществ и недостатков инверторов с / без трансформатора
Инвертор с трансформатором
+ гальваническая развязка между переменным и постоянным током
+ простой принцип работы — низкая эффективность — большое выделение тепла
— большие потери преобразования в трансформаторе
Инвертор без трансформатора
+ высокая эффективность + небольшие размеры/ низкое выделение тепла + новый технический уровень — без гальванической развязки — высокая чувствительность к помехам
Инвертор с трансформатором
Для таких инверторов солнечный генератор, в принципе, является свободно плавающим по отношению к потенциалу земли. Однако, из-за внутренних или внешних сопротивлений напряжение солнечного генератора делится на симметричное или асимметричное к потенциалу земли.
Преимущества:
+ очень незначительные поверхностные токи утечки
- + нет разности потенциалов между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей (с заземленным отрицательным полюсом)
- Недостатки:
— сравнительно низкая эффективность
— Для заземления отрицательного полюса чаще всего требуется дополнительное внешнее оборудование
Бестрансформаторные инверторы с повышающим преобразователем и разделенным напряжением промежуточного контура
Для инверторов этого типа напряжение солнечного генератора делится на симметричное и асимметричное по отношению к потенциалу земли. Кроме того, может произойти наслоение пульсации напряжения с частотой в 100 Гц с малой амплитудой.
Преимущества:
+ очень незначительные поверхностные токи утечки
+ высокая эффективность
Недостатки:
— Разность потенциала между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей
Бестрансформаторные инверторы с повышающим преобразователем
Для инверторов этого типа напряжение солнечного генератора делится асимметрично потенциалу земли. Кроме того, накладывается пульсация напряжения с частотой 50 Гц и половина линейного напряжения.
Преимущества:
+ высокая эффективность
Недостатки:
— возможны поверхностные токи утечки
— разность потенциала между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей
Бестрансформаторные инверторы без повышающего преобразователя (прямой преобразователь)
Для инверторов этого типа напряжение солнечного генератора делится симметрично по отношению к потенциалу земли. Кроме того, накладывается пульсация напряжения с частотой 50 Гц и половиной линейного напряжения. Так как такие концепции основаны на одной ступени преобразования, то возможна очень высокая эффективность.
Преимущества:
+ очень высокая эффективность
Недостатки:
— возможны поверхностные токи утечки
— разность потенциалов между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей
Бестрансформаторные инверторы с однополярным заземлением солнечного генератора
Для инверторов этого типа солнечный генератор соединяется напрямую с нулевым проводом.
Преимущества:
+ очень низкие поверхностные токи утечки
+ нет разности потенциала между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей
Недостатки:
— до сих пор сравнительно низкая эффективность
Вывод
Солнечный инвертор должен обладать следующими функциями, чтобы избежать всех вышеупомянутых проблем:
Минимальная пульсация напряжения, отсюда только очень низкие поверхностные токи утечки
Никакой разности потенциала между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей
Высокая эффективность
Никакого внешнего заземления через дополнительное оборудование
Максимально возможный диапазон входного напряжения
Небольшой вес
Источники: SMA, TÜV Rheinland, PV Konferenz Bad Staffelstein 2011
Инвертор для солнечных батарей | Электрика в доме
Типы инверторов для солнечных батарей
Преобразователи для солнечных батарей по типу использования делятся на три группы;
— Автономные инверторы (off grid) — используются в сетях автономного электроснабжения без подключения к внешним электросетям ;
— Сетевые инверторы (on grid) — предназначенные для синхронной работы с внешней электросетью. Этого класса инверторы могут иметь дополнительные настройки частоты напряжения, регулировки амплитуды напряжения и других параметров сети. В аварийном режиме сетевые инверторы автоматически отключаются. Такие сетевые инверторы для солнечных батарей полученную энергию от панелей генерируют в централизованную энергосеть по « зеленому тарифу »;
— Гибридный преобразователь (hybrid) совмещает варианты автономных и сетевых устройств. Гибридный инвертор для солнечных батарей содержит настройки сопряжения солнечной электростанции с аккумуляторами и внешней сети. Для увеличения мощности преобразователей их соединяют параллельно. Такая схема инвертора для солнечных батарей удобна тем, что при отказе одного устройства другие будут функционировать.
Устройство солнечной электростанции с инвертором
Преобразователи солнечных панелей классифицируются по форме синусоиды выходного переменного напряжения на;
— инверторы, генерирующие напряжение чистой синусоидальной формы;
— инверторы с модифицированным напряжением выхода. Форма напряжения таких устройств отличается от чистой синусоиды и может быть прямоугольной, трапециевидной или треугольной.
Формы выходных напряжений инверторов — синусоидальная и модифицированная
Форма чистой синусоиды подходит для всех видов нагрузок — асинхронных двигателей, насосов, бытовых приборов и промышленных электроустановок, требовательных к форме переменного напряжения. Устройства с модифицированным выходным напряжением подходят для чисто активной нагрузке — это лампы накаливания, тэны и другие виды активных нагревателей. Бытовые приборы и техника, работающие на переменном напряжении модифицированной формы, будут работать некорректно с отказами, сокращается их срок эксплуатации.
Выбор инверторов для солнечных батарей
Существуют совмещенные конструкции контроллеров и инверторов, т. е. в одном корпусе собраны два устройства. Давно известно, что у совмещенных устройствах параметры хуже, чем у отдельно собранных. Это относится и к преобразователям, поэтому лучше выбирать отдельный инвертор с более высокими параметрами.
Потери в проводах зависят от их длины и величины постоянного напряжения. При выходной мощности солнечной системы более 1, 5 кВт напряжение со стороны солнечных панели и аккумуляторов должно быть 48 В. А длина соединяющих проводов не должна превышать 3 — х метров между солнечными панелями и инвертором. Мощность преобразователя в идеальном варианте должна быть равна сумме всех мощностей нагрузок.
Но на практике выбирают устройство по пиковой мощности. Пиковая мощность — это такая максимальная мощность устройства, при которой преобразователь работает несколько секунд на больших токах с сохранением своей работоспособности. Если в паспорте нет параметра пиковой мощности, значит, указанная мощность и есть пиковая.
Производительность инвертора в зависимости от загрузки солнечными батареями
Такие бытовые приборы как холодильники, стиральные машины, пылесосы и другие, имеют в момент запуска пусковые токи в 5 — 7 раз превосходящие номинальные токи. Поэтому пиковая мощность инвертора должно учитывать эти токи. Пиковая мощность превышает номинальную в 1,5 раз. Качество преобразователя можно определить по весу. Если устройство легкое, то его качество низкое, так как отсутствует тяжелый трансформатор.
По весу на 100 Ватт мощности приходится килограмм массы прибора. При мощности в 500 Вт инвертор весит 5 кГ. У хорошего качества приборов КПД 98%, с понижением этого параметра качество устройства ухудшается. Чтобы не переплатить за мощность инвертора для северных широт выбирают 90% мощности прибора от мощности солнечных панелей, на юге 120% из-за большой солнечной активности.