Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

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.

Что представляет собой устройство?

Принцип работы системы, основу которой составляют солнечные батареи, заключается в выработке постоянного тока напряжение от 12 до 48В, который используется для зарядки аккумуляторов. Но поскольку бытовая техника нуждается в переменном токе, то она подключается к источнику питания через инвертор-преобразователь напряжения.

Основной задачей такого прибора является преобразование постоянного тока, производимого солнечными батареями в переменный. В дальнейшем такая энергия может использоваться различными устройствами. Мощность инвертора-преобразователя напряжения может быть от 100 до 8000 Вт. Это позволяет выбирать прибор, параметры которого соответствуют общей нагрузке в сети электропитания конкретного объекта.

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.

Подключение инвертора к солнечной батарее

Комбинированные устройства, использующие природную энергию и центральные сети, обладают несомненными преимуществами. Основой таких комплексов служит солнечная энергосистема (рис. 1), включающая в себя солнечные панели, аккумулятор и контроллер заряда. Основным элементом является инвертор, преобразующий постоянный ток от солнечных панелей, в переменное напряжение 220 В. Без этого устройства получение природной электроэнергии теряет всякий смысл.

Сами инверторы по своей функциональности условно разделяются на сетевые (рис. 2), автономные (рис. 3) и гибридные (рис. 4).

Сетевые устройства подключаются к общим электрическим сетям. На выходе к преобразователю подсоединяются потребители. Это наиболее простая схема с использованием инвертора и она имеет определенные ограничения. Работа системы становится возможной лишь при наличии в сети переменного тока. Параметры сетевого напряжения должны быть относительно стабильными и соответствовать техническим характеристикам инвертора.

Приборы сетевого типа лучше всего подходят для загородных домов, с электрификацией по так называемому зеленому тарифу. Днем при малых нагрузках приборы и оборудование работают от собственной энергии, а в ночное время питание объекта осуществляется от централизованного электроснабжения.

Автономные системы работают через аккумулятор. Вначале энергия солнечной панели накапливается в батарее, а затем отдается потребителям через инвертор и контроллер МРРТ. Работа от АКБ осуществляется при недостаточной солнечной активности, когда панели не справляются с подключенной нагрузкой. Подобные системы функционируют независимо от центральных сетей переменного тока.

Гибридный солнечный инвертор заметно отличается от сетевых и автономных систем. Он оборудуется специальными электрическими схемами, позволяющими одновременно работать в режиме преобразования и быть подключенными к внешним источникам тока. Питание приборов и оборудования происходит от солнечных панелей и от центральной сети. В этой связке преимущество отводится источнику постоянного тока.

Схемы с использованием гибридных инверторов отличаются следующими преимуществами:

  • Электрическая сеть выступает в роли своеобразного аккумулятора с максимальным КПД. Вся лишняя электроэнергия, вырабатываемая панелями, направляется в центральные сети по специальному тарифу.
  • Бесперебойное питание. Когда подача основной электроэнергии прекращается, система начинает функционировать в автономном режиме, обеспечивая дополнительную защиту от скачков и перепадов напряжения.
  • В периоды пиковых нагрузок лимит мощности можно повысить, добавляя в общую массу энергию, полученную через инвертор и аккумулятор. При падении нагрузки система переходит в режим зарядки, и спустя некоторое время она снова готова к использованию.

Существуют модели многофункциональных инверторов, к которым могут одновременно подключаться несколько линий переменного тока, выполняющих автоматический ввод резерва. Устройства, созданные по высоким технологиям, осуществляют самостоятельную регулировку уровня заряда АКБ.

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.
  • Подключение, в зависимости от типа инвертораМодели 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.

    on gridИнверторы 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.

Гибридный 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.

Для организации полноценно функционирующей гелиосистемы требуется наличие еще нескольких элементов, в том числе и инвертора – сердца всей системы.

Выбор следует осуществлять исходя из места установки и назначения прибора.

В нашем мире много систем, потребляющих переменное напряжение в 220 В.

В этом случае, необходим инвертор для солнечных батарей для преобразования тока в переменный, иначе его производство становится бессмысленным.

Солнечные панели генерируют постоянное электричество с напряжением в 12 В, 24 В и максимальное значение – в 48 В. Именно инвертор делает использование таких батарей пригодным для сети в 220 В.

Принцип работы солнечной батареи

Сам инвертор состоит из низкочастотного адаптера (диоды и выпрямитель), варикапа (функционирует за счет триодов проводимостью более 4 мк), динисторов (обеспечивают чувствительность) и обкладки.

Многие модификации таких агрегатов состоят из обязательного элемента – блока-бесперебойника.

При отсутствии подачи постоянного тока в случае аварий электросетей, электричество не прекратит поступление в аккумуляторную батарею (заряжается через зарядную установку), далее в инвертор и к месту потребления энергии в электроприборы.

В структуру источника бесперебойного питания входит мониторинг уровня напряжения за счет микроконтроллера. Он дает команду к подключению источников питания в случае остановки основной подачи электричества.

Наличие трансформатора в конструкции является необязательным звеном, зачастую утяжеляя ее. Но, при наличии этого элемента, появляется возможность вызвать сигнал на выходе супервысокого качества.

Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

Существует возможность объединения нескольких инверторов в трехфазные агрегаты с увеличенной мощностью и расширенным кругом задач, рассчитанные на 380 В (трехфазная сеть).

Современные солнечные инверторы

Принцип работы

Сначала солнечная батарея выступает в роли преобразователя солнечных лучей в электрический ток, затем должным образом происходит заряд аккумуляторной системы током и правильным напряжением, поддержание этого заряда в аккумуляторах, и, за счет подсоединения инверторного аппарата постоянный ток преобразуется в переменный.

Инвертор – устройство полупроводникового типа, то есть золотая середина между электропроводимостью металлов и диэлектриков (одни имеют очень высокую отметку этого показателя, другие не проводят электричество). Для использования энергии в темное время суток, накопление происходит в аккумуляторе.

Важные характеристики

  • во избежание пустой траты энергии, коэффициент полезного действия должен превышать уровень в 90%; среднее значение доходит до 94%, у оптимальных моделей – до 99%;
  • категорическое отсутствие радиопомех;
  • условие: стабилизированное напряжение на выходе (преимущество отдается трапециевидному типу); минимальное напряжение на входе;
  • низкий показатель гармоник;
  • диапазон температурного режима — чем шире, тем лучше (влияет на качество работы прибора);
  • восприимчивость к нагрузкам;
  • защита от перегрузок и перегревов;
  • минимизация потерь при отсутствии напряжения (при холостом ходе);
  • номинальная мощность и максимальный ток на выходе и входе;
  • средне-взвешенная эффективность – коэффициент, показывающий полезность при переменных значениях напряжения;
  • диапазон определения максимально возможного напряжения (точку возможной характеристики мощности сетевого инвертора для солнечных батарей);
  • уровень защиты кода исполнения от внешнего доступа воды и твердых объектов.

Выбор инвертора

При подборе подходящего инвертора для солнечных панелей необходимо учитывать нагрузку мощности на пике активности (номинальные значения в этом случае не учитываются), для этого находим произведение пускового тока и напряжения в сети. В упрощенных моделях достаточно рассчитать ток по номиналу. От солнечной панели к потребителю тока идет напряжение в 12 В, контролер отправляет сигнал в инвертор, где, преобразуя напряжение, на выходе будет 220 В.

Сетевые модификации

Эта разновидность инверторов создается на основе емкостных диодов (варикапов) с низкочастотным модулятором для вариаций.

Использование сетевых конструкций чаще всего подходит для солнечных панелей в виде тарелки. Многие из них имеют проводимость больше 40 мк, с подкладками в изоляторах, некоторые функционируют сквозь контролер заряда.

Что касается инверторных выпрямителей, то их частота превышает показатель в 30 Гц.

Преимущества: компактность, высокая защищенность, приемлемая скорость преобразования с низким уровнем энергопотребления.

Некоторые производители, совмещая в приборе инвертор и контроллер, пытаются убедить клиентов, что их преобразователи являются гибридными, хотя это неправда, эти устройства называются комбинированными.

Читать далее:  Как выбрать балласт для люминесцентных ламп устройство как работает виды

Основные типы инверторов и возможности гибридных устройств

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.

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.

Популярные модели

Принцип работы

Среди пользователей популярностью пользуются гибридные инверторы отечественных и зарубежных производителей. Таковыми являются модели:

  1. Инверторы с зарядным устройством серии «Xtender XTH/XTM/XTS» (Швейцария).

Отличительными особенностями моделей этого производителя являются:

  • Возможность добавление мощности от аккумуляторов к сетевой в любой период времени;
  • Индивидуальные настройки потребляемого из внешней сети тока в зависимости от напряжения в этой сети;
  • Возможность настройки приоритета для источника постоянного тока;
  • Возможность подключения сетевого фотоэлектрического инвертора к выходу устройства;
  • Наличие большого количества настроек;
  • Возможность создания трехфазной сети на выходе, путем установки и настройки трех однотипных устройств.
  1. «Sunny Island 5048» (Германия).

Плюсами данной модели являются:

  • Простота монтажа и эксплуатации;
  • Высокая эффективность работы;
  • Интеллектуальное управление работой аккумуляторных батарей;
  • Надежность при эксплуатации;
  • Возможность выполнения подсчета выработанной и переданной во внешнюю сеть электрической энергии.
  1. «Schnieder Electric Conext серии XW » (Германия).

Дополнительные функции, которыми оснащены устройства данной серии:

  • Наличие 2-х входящих линий от внешнего источника переменного тока;
  • Возможность добавления лимита мощности потребления;
  • Наличие интерактивного взаимодействия с внешней сетью;
  • Возможно подключение к компьютеру посредством сетевого моста или по беспроводной сети;
  1. Серия «Prosolar PV Hybrid» (Китай).

Особенности моделей данной серии:

  • Наличие «чистой синусоиды» на выходе устройства;
  • Управление на основе микропроцессора;
  • Несколько режимов работы: параллельно с сетью, автономно, параллельно с сетью в режиме резервного источника;
  • Возможность подключения к компьютеру;
  • Регулировка тока заряда аккумулятора.
  1. «МАП «Энергия» SIN» (Россия).

Данная серия выпускается мощностью от 1,3 до 15,0 кВт и отвечает всем требованиям, предъявляемым к устройствам данного типа.

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.

Схема работы солнечной электростанции

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.

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.
Читать далее:  Пенопласт для пола под стяжку и видео как сделать своими руками

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.

Конструктивные отличия инверторов напрямую определяются типом, к которому они относятся. Сетевые инверторы для систем солнечного энергоснабжения без применения дополнительных аккумуляторов, оснащаются регуляторами отбора максимальной мощности и специальными устройствами для контроля мощности солнечных батарей.

Такие схемотехнические решения позволяют инвертору включаться автоматически в тот момент, когда мощность солнечных батарей достаточна для генерирования переменного тока. Кроме того сетевые инверторы оснащаются стандартными электрическими розетками для подключения различных устройств.

Автономные инверторы конструктивно отличаются от сетевых наличием устройств, которые обеспечивают зарядку аккумуляторных батарей. Кроме того их оснащают целым рядом конструктивных узлов, защищающих аккумуляторы от перезаряда, неправильной полярности аккумуляторов и недозаряда.

Выбор инвертора

Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

Устройство современного инвертора

При выборе инвертора необходимо обращать особое внимание на целый ряд технических параметров:

  • номинальная и пиковая мощность;
  • коэффициент полезного действия (КПД);
  • потребляемая мощность без нагрузки;
  • величина температурного диапазона;
  • масса прибора;

Также необходимо обратить внимание на зависимость мощности инвертора от выходного напряжения солнечной или аккумуляторной батареи системы бесперебойного питания солнечных энергоустановок:

  • при 12 В — до 600 Вт;
  • при 24 В — от 600 до 1500 Вт;
  • при 48 В — более 1500 Вт.;

И на наличие защиты от:

  • перегрузки по выходу;
  • короткого замыкания;
  • перегрева;
  • высокого и пониженного, поступающего от батарей напряжения;

Предварительно оценить технические параметры инвертора возможно даже по его весу. Исходя из того, что на 100 ватт выходной мощности приходится 1 кг собственной массы прибора, можно определить, оснащен ли инвертор выходным трансформатором. Выходной трансформатор положительно характеризует качественный инвертор.

Широкий температурный диапазон инвертора также положительно характеризует его работоспособность.

Электроэнергия, получаемая от солнечной батареи, будет экономиться, если:

  1. КПД инвертора находится в пределах 90-95%.
  2. Мощность, потребляемая инвертором без нагрузки, не превышает 1% от величины его рабочей (номинальной) мощности.

Мощности инвертора должно быть достаточно для обеспечения совокупной номинальной потребляемой мощности всех электроприборов, предполагаемых для подключения к солнечной энергоустановке (расчетное значение).

Однако необходимо помнить о том, что практически все электроприборы обладают пусковой мощностью, то есть мощностью, необходимой для пуска конкретного электроприбора.

Эта мощность используется в течение нескольких секунд, после чего прибор начинает функционировать в штатном режиме. Выбирая инвертор, необходимо помнить, что пусковая мощность, указанная в документации, должна ориентировочно в полтора раза превышать величину рабочей (номинальной) мощности.

Правильный выбор инверторного оборудования обеспечивает максимально эффективную работу всей системы. Поэтому выбирать устройства следует, руководствуясь определенными критериями, параметрами и техническими характеристиками.

Одним из основных показателей является мощность преобразователя. Его номинал рекомендуется выбирать исходя из наибольшей расчетной нагрузки и ориентировочного времени автономного режима. Следует учитывать и пусковой момент, когда мощность существенно возрастает на короткое время при включении емкостных нагрузок, например, холодильников или стиральных машин. Номинал самого прибора указывается на его корпусе или в технической документации.

Большое значение имеет количество защитных функций. Качественные модели в обязательном порядке оборудуются многоступенчатой защитой от скачков и перепадов напряжения, коротких замыканий, перегрева и других негативных факторов. Крепкий герметичный корпус предохраняет гибридный инвертор от попадания внутрь влаги и пыли. Защитные свойства прибора подтверждаются соответствующей маркировкой.

Следует учитывать диапазон рабочих температур, при которых устройство сможет нормально выполнять свои функции. Особенно это касается моделей, планируемых для использования в неотапливаемых помещениях. Нужно обращать внимание и на вес прибора, поскольку считается, чем выше масса, тем качественнее инвертор. Большой вес указывает на наличие тяжелого, качественного трансформатора.

Инвертор для солнечных батарей

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.

Входное напряжение.

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.

Номинальная и пиковая выходная мощность.

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).

Стоит отметить, что если производитель не указывает отдельно пиковую выходную мощность, то скорее всего указанная в качестве номинальной в действительности является пиковой.

Форма выходного напряжения (чистый синус, квазисинусоида, прямоугольная).

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.

Вентилятор охлаждения.

Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

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.

Защиты.

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.

Потребляемая мощность без нагрузки и в режиме ожидания.

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 (режима ожидания).

Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

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).

Рабочий температурный диапазон.

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.

Надеемся, приведенные выше советы помогут Вам сделать выбор инвертора!

Инвертор для солнечных батарей и как его выбрать?

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.

  1. Адаптер низкой частоты в котором много полупроводниковых диодов.
  2. Варикап. Эта штучка работает за счет триодов. Их проводимость достигает 4-х мк.
  3. Динисторов. Они нужны для чувствительности.
  4. Обкладки.
  5. Модуль бесперебойник.

Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

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.

Читать далее:  Пылесосы с аквафильтром: рейтинг 2019 года лучших моделей по отзывам покупателей

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.

Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

Параметры, на которые стоит обратить внимание:

  1. Какую защиту имеет прибор.
  2. На сколько чувствителен к радиопомехам.
  3. Какое напряжение он может определить максимум.
  4. КПД должен быть от 90-99%.
  5. Коэффициент полезности.
  6. Какая мощность и ток на входе и выходе.
  7. На выходе он должен выдавать стабильное напряжение (лучше трапециевидный тип). На входе напряжение должно быть минимальным.
  8. Потери должны быть небольшими, когда нет притока энергии.
  9. Гармоники должны быть пониженными.
  10. Инвертор для солнечных батарей должен быть защищен от нагревания и перегрузок.
  11. В каких температурных кривых он способен работать. Лучше если они будут очень широкими.
  12. 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:

  1. От перегрева.
  2. Замка при выходе.
  3. Перегрузки.
  4. 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.

Популярные модели

Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

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.

Гибридный инвертор для солнечных батарей выбор и принципы устройства

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.

Эти инверторы разработаны с целью повышения эффективности использования солнечных батарей, устанавливаемых на крышах частных и многоквартирных жилых домов. Они выдержали испытания на надежность MEOST (Multiple Environmental over Stressed Testing) и могут эксплуатироваться в самых тяжелых климатических условиях. К

ПД инверторов Conext составляет 97,5% даже при пиковых нагрузках. Линейка инверторов, присутствующих на рынке обеспечивает функционирование солнечных энергоустановок мощностью от 3 до 20 кВт.

Стоимость инверторов Conext находится в ценовом диапазоне 86900-327300 руб.

Компания с 1996 года выпускает только синусоидальные инверторы Poversine. Ее продукция представлена как маломощными инверторами для отдельных потребителей (номинальная мощность от 175 до 600 Вт) по цене 9400-21600 руб., так и более мощными (номинальная мощность от 850 Вт до 3,5 кВт) стоимостью 37050-79800 руб.

Ассортимент российского производителя очень широк и представлен инверторами мощностью от 800 Вт до 1,2 кВт.

Существует несколько серий инверторов:

  • МАП SIN— инверторы с чистым синусом, ценовой диапазон составляет 22700-130500 руб.;
  • МАП HYBRID — синусоидальные инверторы с возможностью подкачки дополнительной энергии от аккумуляторов, стоимостью от 29700 до 166500 руб.;
  • МАП HYBRID 3 фазы — инверторы с трехфазной конфигурацией.

Все инверторы МАП «Энергия» оснащены мощным зарядным устройством, позволяющим осуществлять зарядку любых типов аккумуляторов.

Продукция которой представлена сетевыми инверторами различной мощности. Компания отличается от остальных тем, что вместе с инверторами предоставляет программу для расчета сетевой системы на солнечных батареях, которая учитывает ориентацию солнечных батарей по углу их наклона, сторонам света и пр.

Xtender XTH

Кроме того, установив сетевой солнечный инвертор GoodWE, потенциальный потребитель получает возможность наблюдать за его работой с помощью планшетного компьютера или смартфона. Для этого необходимо установить специальное приложение, построенное на операционной системе Android. Также китайский производитель приятно удивляет невысокой ценой на свою продукцию.

Так, широко применяемый в Крыму, трехфазный сетевой инвертор GW20K-DT мощностью 20 кВт стоит 4800 долларов США при установленной гарантии 5 лет. Предлагается также увеличение гарантийного срока до 10 лет, правда тогда его цена возрастает до 5500 долларов США.

В общем виде солнечная энергоустановка состоит из:

  • солнечных батарей;
  • инвертора;
  • аккумулятора;
  • контроллера заряда;

С целью обеспечения надлежащей работы всей системы, входящие составные части должны подбираться с учетом технических параметров каждого из устройств. Это в полной мере относится и к инверторам, работающими совместно с солнечными батареями.

Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток напряжением 12, 24 и 48 В. Напрямую подключение электроприборов, работающих от сети переменного тока напряжением 220 Вольт к солнечным батареям невозможно. Поэтому постоянный ток, получаемый при помощи солнечных батарей, необходимо преобразовывать в переменный ток напряжением 220 Вольт. Для этого и служат инверторы.

Сетевые

Предназначенные для установки между солнечной батареей и сетью переменного тока напряжением 220 вольт. Используются они исключительно днем и обеспечивают работоспособность единичных электроприборов, подсоединяемых непосредственно к инвертору.

Автономные

Используемые в системах солнечного энергоснабжения с применением аккумуляторов. В этом случае инвертор используют для преобразования постоянного тока от аккумулятора, который заряжается от солнечных батарей. Эти инверторы применяют в системах бесперебойного питания, обеспечивая полную независимость потребителя от нестабильной работы сети энергоснабжения.

Работа инвертора характеризуется формой выходного сигнала переменного тока.

Сформированный выходной сигнал бывает в виде:

  • чистой синусоиды;
  • квази-синусоиды (модифицированный синус);

Синусоидальные инверторы обеспечивают на выходе идеальную синусоиду сигнала переменного тока, которая намного превосходит имеющуюся в обычной сети энергоснабжения. Именно этот параметр обеспечивает надежную работу электроприборов, обладающих высокой чувствительностью к нестабильному напряжению. Такие инверторы отличаются высокой стоимостью и большими габаритами.

Инверторы с квази-синусоидой, вырабатывают переменный ток, имитирующий синусоиду в виде сигнала прямоугольной или треугольной формы, а также формы сигнала в виде трапеции.

Такие инверторы наиболее востребованы, так как они намного меньше и дешевле синусоидальных инверторов.

Правда их использование для электропитания приборов, чувствительных к перепадам сетевого напряжения крайне нежелательно.

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

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ManRem
Adblock
detector