Инвертор для солнечных батарей: виды устройств, обзор моделей, особенности подключения

Описание фильтров категории

Производитель — можно выбрать продукцию одного или нескольких производителей

Мощность — можно выбрать инвертор или ББП по диапазону мощности

Напряжение — фильтр по входному напряжению (напряжению на аккумуляторах)

Увеличение мощности — возможность параллельного соединения выходов инвертора на одной фазе для увеличения общей выходной мощности. Для этого ББП соединяются между собой коммуникационными кабелями или устройствами (см. описание ББП) и один из них становится ведущим, а остальные ведомыми.

3 фазы:

  • да — инвертор трехфазный
  • нет — инвертор однофазный
  • возможно — инвертор однофазный, но есть возможность синхронизировать выходы инверторов со сдвигом фаз для питания 3-фазной нагрузки.

Тип устройства (подробное описание в статье «Тип ББП»)

  • In-line (резервный). Блок бесперебойного питания при наличии сетевого напряжения, которое укладывается в допустимые значения по напряжению и частоте, транслирует его в нагрузку. В этом время АБ заряжаются. При пропадании сети ББП переключается в режим инвертора.
  • Online. В этом ББП входное переменное напряжение выпрямляется, от него питается инвертор, который в свою очередь питает нагрузку. Выпрямленным напряжением также заряжаются аккумуляторы через специальное зарядное устройство. Переключения нет, так как нагрузка постоянно питается от аккумуляторов.
  • Инвертор (без ЗУ). Просто инвертор без зарядного устройства для АБ. Для систем, не подключенных к сети

Приоритет АБ/СБ — некоторые модели блоков бесперебойного питания могут выбирать приоритет использования энергии от источника переменного тока (сеть или генератор) и постоянного тока (аккумуляторы, к которым могут быть присоединены солнечные батареи, ветрогенератор, микрогидроэлектростанция и т.п.). Приоритет аккумуляторам обычно предоставляется при превышении напряжения на АБ над заданным.

  • Переключение — ББП полностью отключается от сети при достижении напряжения на АБ установленного уровня и работает только от АБ (которые могут подзаряжаться источником постоянного тока — СБ, ВГ, микроГЭС и т.п.) до тех пор, пока напряжение на них не упадет до порогового значения. Полная мощность на выходе ограничивается мощностью инвертора.
  • Подмешивание — более дорогие ББП, обычно называемые гибридными, могут подмешивать энергию от аккумуляторов не отключаясь от сети. При этом аккумуляторы не разряжаются, что продлевает срок их службы. Полная мощность на выходе может равняться сумме мощностей инвертора и сети. Обычно можно выставить ограничение на потребление мощности от сети. Также, почти все гибридные инверторы могут увеличивать максимальную потребляемую мощность нагрузки за счет добавления мощности инвертора — это нужно, если есть ограничения по мощности сети или генератора.

Панель индикации — наличие жидкокристаллической панели индикации и управления на самом инверторе.

Встроенный контроллер СБ — некоторые модели инверторов и ББП имеют встроенный контроллер для солнечных батарей.

Встроенные реле — наличие встроенного программируемого реле с гальванически развязанными («сухими») контактами. Реле может программироваться на срабатывание по различным условиям или событиям (см. описание инверторов для более подробной информации. Таких реле может быть от 1 до 3.

Критерии выбора преобразователя

Первое, на что нужно обращать внимание, – это запас мощности ИВ, должен составлять не менее 25% общей нагрузки всех потребителей при одновременной их работе. Пусковые токи превышают номинальные показатели в несколько раз

Если производитель не указывает отдельно величину пиковой нагрузки, то номинальный параметр следует считать таковой.
Далее нужно учитывать геометрию выходного сигнала. Наилучшим таким параметром обладают гибридные преобразователи. Гибридный или многофункциональный прибор считают самым надёжным оборудованием гелиосистемы.
Большое значение имеет КПД, определяющий долю потерянной энергии на сопутствующие процессы. Оптимальное значение коэффициента должно быть не менее 90%. У качественных приборов КПД равен 95%.
В бытовых условиях лучшим вариантом выбора являются однофазные инверторы, так как бытовые приборы и устройства работают на токе напряжением 220 вольт и частотой 50 Гц. Трёхфазные ИВ выдают ток напряжением 315, 400 и 690 в.
Дорогое оборудование производители оснащают выходными трансформаторами. Наличие таких устройств определяется распределением 1 кг массы прибора на каждые 100 Вт мощности.
Надёжный качественный преобразователь должен иметь несколько контуров защиты. Это вентилятор принудительного охлаждения, а также предохранители от короткого замыкания и ограничители скачков напряжения.
Наличие режима ожидания позволяет существенно уменьшить скорость разряда аккумуляторов. Переход в дежурное состояние не выключает полностью инвертор. Потребляемая энергия уменьшается в несколько раз и расходуется лишь на поддержание прибора в рабочем состоянии.
Рабочий диапазон температуры производитель указывает в сопроводительной документации. На это надо обращать внимание при эксплуатации ИВ в помещении без отопления.
Если мощность солнечных батарей превышает 5 кВт, то устанавливают несколько инверторов. Оптимальным решением будет использование одного ИВ на каждые 5 кВт.

Инвертор для сварки

Выбор инвертора

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

Принято руководствоваться следующими показателями:

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

Необходимо иметь в виду, что многие потребителя в момент запуска создают повышенную пусковую нагрузку. Если мощность инвертора подобрана неправильно, пиковые значения быстро выведут прибор из строя

Кроме этого, надо обращать внимание на допустимые значения температуры, так как инвертор чувствителен к этому показателю

Мощность прибора

Номинал «солнечного» инвертора подбирается из расчета максимальной нагрузки на сеть и предполагаемого времени автономной работы. В пусковом режиме преобразователь способен отдавать кратковременное повышение мощности на момент ввода в эксплуатацию емкостных нагрузок.

Такой период характерен при включении посудомоечных, стиральных машин или холодильников.

При использовании ламп освещения и телевизора подойдет маломощный инвертор на 500-1000 Вт. Как правило, требуется расчет суммарной мощности эксплуатируемой техники. Нужная величина указывается непосредственно на корпусе прибора или в сопроводительном документе.

Полученное значение желательно увеличить на 20-30% – это и будет требуемая выходная мощность инвертора. Например, суммарная мощность оборудования составляет 500 Вт/ч, срок автономной работы – 5 ч. Расчет: 500 Вт/ч*5ч*1,2=3000 Вт/ч

Уровень защиты

Качественный солнечный инвертор должен иметь несколько ступеней защиты. Возможные варианты: система принудительного охлаждения, предупреждение короткого замыкания, защита от провалов и выбросов напряжения в сети.

Немаловажно – наличие герметичного укрепленного корпуса, предупреждающего попадание вовнутрь частиц пыли, влаги. Показатель защиты электрооборудования нормируется согласно стандартизации IEC-952

Индекс обозначается как IP AB, где А – уровень защищенности от проникновения посторонних частиц вовнутрь устройства, В – выносливость к воздействию влагой

Для условий эксплуатации на открытом воздухе подойдут модели с индексом «IP65» – прочность и надежность инвертора допускает его применение во внешней атмосфере.

Рабочая температура и габариты

Широкий интервал значений – показатель достойного качества сборки инвертора. Величина показателя особо актуальна при размещении преобразователя в неотапливаемом помещении.

В «облегченных» моделях отсутствие трансформатора может стать причиной поломки инвертора при подаче высокого пускового тока.

Согласно наблюдениям, один килограмм веса  солнечного преобразователя соответствует выходной мощности 100 Вт. Габариты инвертора определяют способ его монтажа

Коэффициент полезного действия

Специалисты рекомендуют приобретать «конвертеры» тока с КПД от 90%. Только с таким параметром работа гелиосистемы будет эффективной, а ее обустройство целесообразным. Потеря 10% солнечной энергии – недопустимая «роскошь».

К полезным и необходимым «девайсам» относятся:

  • автоматическое добавление инверторной мощности к электроэнергии сети;
  • регулировка периода зарядки аккумуляторной батареи;
  • выбор приоритетного источника тока;
  • поддержание работы с аккумуляторами разного типа (щелочными, литий железно-фосфатными, гелиевыми, AGM, кислотными);
  • возможность комбинированной работы с сетевым преобразователем;
  • установка показателя напряжения – предупреждение «скачков» сетевого напряжения;
  • возможность модернизации инвертора за счет обновления прошивок.

Современные преобразователи могут подключаться к ПК для программирования и мониторинга.

Для отслеживания работы оборудования и электросетей компании производители предлагают бесплатное программное обеспечение. Интересная опция – возможность отправки СМС-оповещения о состоянии системы по запросу пользователя

Виды инверторов для солнечной батареи

Существует множество разновидностей данных приборов. И выбрать их не так-то просто.

Модифицированные или сетевые инверторы

В основе производства лежат диоды варикапы. У них есть низкочастотный модулятор. Это позволяет совершать вариации. Они отлично подойдут к круглым солнечным панелям. Большинство из них обладают проводностью более 40 мк. У них есть подкладки в изоляторах. Существуют даже такие, которые работают сквозь контроллер подзарядки.

У выпрямителей для инверторов имеется частота около 30 Гц, а иногда и выше.

Сетевой инвертор для солнечных батарей имеет следующие плюсы:

  • Малый размер.
  • Хорошая защита.
  • Малое потребление энергии.
  • Быстрая конвертация напряжения.

Иногда в корпусе инвертора встроен контроллер. Многие продавцы называют данный прибор гибридным. Но в действительности это не так, он комбинированный.

Гибридный инвертор

Сочетает в себе особенности всех остальных устройств данного типа. Это самый дорогой, но наиболее подходящий инвертор для солнечных батарей.

Гибридный прибор может дополнительно приобретать нагрузку из сети и АКБ. У него в приоритете постоянное напряжение. Если по каким-то причинам в аккумуляторе будет мало тока, то он возьмет его из сети.

Инверторы работающие в автономном режиме

Отлично подойдут для СБ разной мощности. Работают даже в момент возникновения перенапряжения до 4А. Идут на 3-и обкладывания. На них можно встретить обозначение «OFF Grid». Они не контактируют с бытовой сетью. Мощность может быть от 100 – 8000 ват.

Если встретился прибор с пометкой On Grid то это означает что у него есть дополнительная функция. Он может контролировать амплитудные перепады и частоту.

Если внешняя сеть выдает неисправность автономный инвертор отключится.

  • Со стороны многократного тока инвертор выбирают как следует из номинальной мощности солнечных панелей.
  • Ежели суммарная мощность применяемых в жилище устройств меньше возможных полномочий солнечной электростанции, тогда избытки произведенной электричества попадают во наружные электрические сети.
  • В случае если же мощности мало для нормальной работы домашних устройств, тогда осуществляется подпитка извне.
  • При неимении напряжения кормление сервируется от заряженного аккума. В случае, когда в систему не интегрированы аккумуляторные батареи, энергия, сделанная солнечной электростанцией, уходит в единую сеть.
  • Сетевые фотоэлектрические инверторы с великой эффективностью употребляют энергию, получаемую от солнечных батарей.

Основные плюсы:

  1. Стоимость в пределах нормы.
  2. Быстро преобразуют напряжение.
  3. Стабильно работают при высокой влажности.
  4. Легко устанавливается пониженный варикап.
  5. Имеется подстройка частоты.
  6. Электрическая проводимость пониженная.

Генерируют сигнал: 1) псевдо синусоидальный; 2) прямоугольный; 3) синусоидальный. Может встречаться название миандровые. То есть это не синусоидальные.

Первый имеет следующие особенности

Нечто среднее между двумя другими сигналами. Его особенности:

  • Небольшая стоимость.
  • Все приборы отлично работают.
  • Генерирует шумовые волны, создает помехи.
  • Чувствительные приборы при наличие данного сигнала работать не могут.

Характеристики второго

Лучше всего использовать этот тип для передачи напряжения к световым устройствам.

Особенности:

  • Работают просто и понятно.
  • Стоимость низкая.
  • Не защищены от скачков напряжения.
  • Подходят не для каждого бытового прибора. Могут быть с ним просто не совместимы.

Синусоидальный сигнал и его характеристики

Продуцируют хороший ток с нужной синусоидой. Отлично подойдет для крупной бытовой техники.

Основные особенности:

  • Защищает технику от резкого изменения напряжения.
  • Стоят дорого.

Чем отличаются сетевые инверторы от автономных?

Автономные способны функционировать без доп АКБ. Работают данные приборы только с теми устройствами, которые способны выполнять контроль мощности. Когда мощность в норме они подключаются автоматически и генерируют электричество. В них встроены стандартные розетки.

Сетевые требуют приборы, которые будут заряжать АКБ. Так же у них есть специальные штуки, позволяющие не перепутать полярность при подключении. Они контролируют зарядку батареи.

Подключение к инвертору

http-equiv=”Content-Type” content=”text/html;charset=UTF-8″>mg loading=”lazy” class=”lazy lazy-hidden aligncenter size-large wp-image-3593″ src=”data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-lazy-type=”image” data-lazy-src=”https://vremya-stroiki.net/wp-content/uploads/2020/05/4-600×446.jpg” alt=”” width=”600″ height=”446″ data-lazy-srcset=”https://vremya-stroiki.net/wp-content/uploads/2020/05/4-600×446.jpg 600w, https://vremya-stroiki.net/wp-content/uploads/2020/05/4-300×223.jpg 300w, https://vremya-stroiki.net/wp-content/uploads/2020/05/4.jpg 1024w” data-lazy-sizes=”(max-width: 600px) 100vw, 600px”>

Сам процесс подключение достаточно прост, подсоединяем клеммы, обязательно соблюдая полярность, от аккумуляторов или непосредственно от солнечных панелей, если у вас система без контроллера и АКБ.

Схема подключения солнечных панелей в существующую электросеть такая же, но обязательно нужен гибридный инвертор. Работать он будет по следующему принципу: когда энергии от панелей или аккумуляторов достаточно для потребителя, он будет использовать ее, когда же не достаточно, выросла нагрузка или снизилась выработка, он будет использовать энергию с сети. Так же есть и другие варианты настройки такого оборудования, которые позволят эффективно использовать различные источники электроэнергии. Или настроить зарядку АКБ от сети в случаи нехватки солнечной энергии, например если у вас ночной тариф и ночью электроэнергия дешевле.

Как рассчитать мощность инвертора. Для начала необходимо выяснить напряжение и общую мощность собранной вами системы панелей:

  • Напряжение может быть 12В, 24В и 48В, как правило больше не бывает, и завист оно от собранной вами схемы панелей.
  • Общая мощность рассчитывается от количества панелей и мощности каждой из них. Пример, у вас 10 шт батарей по 280Вт, суммарно это 2.8кВт. Нужен незначительный запас, то есть инвертор берем минимум на 3кВт, если планируете увеличивать объем панелей в будущем, можно сразу взять более мощное оборудование.

Больше про это оборудование, а так же сложные схемы его подключения вы можете найти здесь https://vremya-stroiki.net/invertor-dlya-solnechnyx-batarej-kak-pravilno-vybrat/.

Обзор моделей

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.

Существует огромное количество моделей инверторов для солнечных батарей, которые выпускаются во многих странах мира.

Рассмотрим некоторые из числа тех, что присутствуют на рынке России:

Сетевые инверторы Conext компании Schneider Electric

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.

Инверторы российского производства (МАП “Энергия”)

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.

Китайская компания GoodWE

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.

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.

Критерии выбора преобразователя

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

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

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

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

Производители качественного оборудования укомплектовывают свои изделия трансформаторами выхода. Существует зависимость между весом инвертора и его техническими характеристиками — если на каждый кг его массы приходится 100 Вт мощности, значит, трансформатор включен в его схему

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

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

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

Материал

Для изготовления корпуса преобразователя могут использоваться разные материалы:

  • Алюминий.
  • Сталь.

Также существуют комбинированные варианты (алюминий с пластиком и сталь с пластиком).

Алюминиевый корпус лучше других обеспечивает пассивное охлаждение. Изделия из стали обладают повышенной прочностью. Вариант из пластика подходит только для маломощных инверторов.

Мнение эксперта
Кузнецов Василий Степанович

Вне зависимости от материала корпуса и типа охлаждения, устанавливать инвертор необходимо только на открытом пространстве, чтобы обеспечить беспрепятственное отведение тепла.

Grid tie инвертор

Схема подключения инвертора к электросети очень проста:

По сути grid tie не сильно отличается от обычного преобразователя 12-220В, хотя есть несколько существенных отличий:

— grid tie синхронизируется с периодами сетевого напряжения, — grid tie автоматически прекращает выработку, если сеть отключается (из соображений безопасности, например если сеть обесточили для ремонта), — grid tie может использовать технологию MPPT (maximum power point tracking) и находить точку отдачи максимальной мощности для солнечных панелей.

Чем в итоге удобно использование grid tie? — Уменьшаются счета за электричество: потребление дома от городской сети уменьшается на величину, соответствующую выработке инвертора. — Уменьшается нагрузка на городскую электросеть. — Система проста в подключении и эксплуатации.

На рынке есть 2 вида инверторов:

— «Стандартные» (название условно), которые ставятся в доме, и к ним подается напряжение от панелей. Мощность может варьироваться от 250Вт до нескольких киловатт, цена вопроса от 60$ до 6000$.

— Микроинверторы. Ставятся прямо на панель, таким образом прямо с панели получается сетевое напряжение 220В. Способ удобен тем, что не нужно тянуть толстые провода низкого напряжения, ну и надежность системы в целом получается выше.

Система легко параллелится и расширяется, примерно так:

В общем, все это достаточно интересно чтобы протестировать.

Выводы и полезное видео по теме

Здесь менеджер продающей компании рассказывает о принципах выбора инвертора:

В этом видео освещен вопрос подключения инвертора:

Фотоэлектрический сетевой инвертор, как неотъемлемая часть гелиосистемы, позволяет получить полную независимость от централизованного электроснабжения и роста цен на электроносители.

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

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

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий