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

Солнечный инвертор

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

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

Что это такое

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

Зачем он нужен

Работа солнечной электростанции в качестве основного или резервного источника электроснабжения, предполагает подключение определенного количества нагрузки, в качестве которой выступают бытовые приборы и технические устройства, для работы которых требуется переменный ток напряжением 220/380 В.

В свою очередь, солнечная батарея (панель), вырабатывает постоянный ток напряжением более низкого порядка, посредством которого заряжаются аккумуляторные батареи, входящие в состав солнечной электростанции (накопители выработанного электричества).

Схема работы солнечной электростанции приведена на рисунке:

Для того, чтобы преобразовать, накопленную в аккумуляторах электрическую энергию, в параметры, соответствующие параметрам подключаемых устройств, и служат технические устройства, называемые инверторами.

Типы солнечных инверторов

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

1. Автономные («off grid») – способны работать только отдельно от внешних электрических сетей, используются для автономных систем электроснабжения.
2. Сетевые («on grid») –работают в синхронном режиме с внешней сетью электроснабжения. Инверторы данного типа, кроме своей основной функции, (преобразования напряжения), контролируют качество электрической энергии внешней сети (напряжение и частота), а также способны передавать излишки генерированной энергии для реализации во внешнюю сеть электроснабжения.

• Гибридные («hybrid») – совмещают в себе функции автономных и сетевых устройств, обладают большим количеством настроек, позволяющих отрегулировать различные режимы работы.

Инверторы сетевого типа

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

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

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

Инверторы автономного типа

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

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

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

Основные технические характеристики

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

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

Популярные модели

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

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

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются серии и модели:

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

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

Как выбрать лучший?

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

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

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

Подключение инвертора к солнечной батарее

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

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

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

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

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

  Инверторы 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.

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

Гелиосистемы во всем мире развиваются немыслимыми темпами. Интернациональное энергетическое агентство в собственном ежегодном докладе подчернуло, что в 2016 г. кол-во введенных в воздействие электростанций работающих от солнца первый раз превзошло количество угольных.

Сердце системы солнечной энергетики — преобразователь напряжения для фотоэлектрических панелей, задача которого — трансформировать постоянный вид тока в переменный.

Виды преобразователей напряжения для фотоэлектрических батарей

Без преобразователя напряжения, вырабатываемая гелиосистемой энергия, для домашних потребностей будет абсолютно бесполезной. Есть 3 вида преобразователей напряжения по типу применения:

• независимые;
• сетевые;
• универсальные.

Преобразователи напряжения первого вида имеют обозначение «off grid». Они подсоединены к солнечному модулю, служат частью обособленной фотоэлектрической системы и совсем не контактируют с внешней электросетью. Их мощность варьирует в границах 100 – 8000 Вт.

Синхронные или сетевые преобразователи напряжения функционируют синхронно с централизованной электрической системой.

Преобразователи с обозначением «on grid» не только исполняют роль преобразователя, но и поправляют эти параметры сети как амплитудные перепады, показатели частоты и прочие.

Обратите внимание

Когда во внешней сети наблюдаются поломки, преобразователь напряжения автоматично выключается. Такие преобразователи напряжения собирают электрическую энергию в аккумуляторных батареях.

Независимые преобразователи напряжения дают независимость электрического снабжения дома от работы централизованного источника.

Параметры преобразователя напряжения со стороны переменного напряжения определяют исходя из общей используемой мощности всех приборов, включенных к электросети потребителя.

Со стороны непрерывного тока преобразователь напряжения выбирают исходя из номинальной мощности фотоэлектрических батарей

Если общая мощность применяемых в доме приборов меньше возможных возможностей электростанции работающей от солнца, то остатки выработанной электрической энергии проникают во наружные электросети. Если же мощности недостаточно для правильной работы приборов которые используются в домашних условиях, то выполняется подпитка снаружи.

При отсутствии напряжения питание подается от заряженного аккумулятора. На случай когда в систему не включены батареи аккумулятора, энергия, выполненная электростанцией работающей от солнца, уходит в общую сеть.

Сетевые фотоэлектрические преобразователи напряжения с высокой эффективностью применяют энергию, получаемую от фотоэлектрических панелей. Они считаются гарантией постоянности электрического снабжения и выделяются большим коэффициентом полезного действия, превышающим 90%

Гибридный или универсальный преобразователь напряжения — оборудование надежное. Он совмещает свойства первых 2-ух преобразователей, владеет огромным числом настроек. Это оптимальный вариант для устройства домашней солнечной станции, но и очень дорогой.

Все имеющиеся солнечные преобразователи напряжения разделяют на виды и по напряжению на выходе. Исходя от этого параметра они могут быть синусоидальными и меандровыми. Так как у первого величина напряжения на выходе практически аналогичная, как и у питающей электросети, это прекрасный вариант, когда в доме есть высокочувствительная техника.

Важно

Постоянное значение напряжения считается безопасной гарантией для домашнего электрооборудования. Графически форма сигнала на выходе у подобного преобразователя напряжения синосуидального типа изображается в виде чистой синусоиды.

Во время работы оборудования прекрасная форма меандра — замечательный синус. Тем более это важно для телекоммуникационной аппаратуры, медтехники, точных приборов измерения, благодаря этому, даже не взирая на высоту цены непростых преобразователей напряжения, иных вариантов в данном варианте нет. Сведения о форме выходного сигнала изготовители указывают в его характеристиках

Меандровые или несинусоидальные преобразователи в отличии от синусоидальных имеют геометрию сигнала на выходе в виде импульсов квадратной формы говоря иначе модифицированный синус. Преобразователи напряжения, которые относятся к данному типу, нельзя применять для некоторых видов нагрузки, однако для приборов, применяющих активную составляющую мощности, они прекрасно вписываются.

Показатели выбора преобразователя

Во время выбора подобного элемента гелиосистемы как преобразователь напряжения важна не только геометрия сигнала на выходе, но и его мощность.

Эксперты рекомендуют комплектовать фотоэлектрические панели преобразователями, номинальная мощность которых выше суммарной мощности, имеющейся в томе техники, процентов на 25 – 30.

Стоит также взять во внимание нагрузку, появляющуюся при единовременном включении нескольких приборов с большой пусковой мощностью.

Дополнительным параметром во время выбора преобразователя напряжения считается его КПД, определяющей потери энергии на сопутствующие процессы. Все зависит от модели он имеет различное значение, которое находится в границах 85-95%. Хороший подбор — КПД не ниже 90%.

Преобразователи напряжения бывают как однофазными, так и трехфазными. Первые выделяются намного меньшей ценой, но подбор их оправдан, когда мощность потребления составляет меньше 10 кВт. Величина напряжения у них составляет 220В, а частота 50Гц. Трехфазные преобразователи напряжения имеют диапазон стрессов наиболее широк — 315, 400, 690В.

Изготовители хорошего оборудования комплектуют собственные изделия преобразователями электрической энергии выхода. Есть зависимость между весом преобразователя напряжения и его тех. характеристиками — если на каждый кг его массы приходится 100 Вт мощности, значит, преобразователь электрической энергии включен в его схему

Разным может быть и кол-во преобразователей напряжения в системе.

В данном вопросе необходимо руководствоваться следующими советами: если мощность фотоэлектрических панелей не превышает 5 кВт, то для подобной системы хватит одного преобразователя напряжения.

Совет

Для батарей с большой мощностью может понадобится 2 и больше преобразователя напряжения. Приемлемо, когда один преобразователь напряжения приходится на каждые 5 кВт.

Преобразователи могут разниться один от одного схемами, геометрией выходного сигнала, иными определяющими величинами. Некоторые преобразователи укомплектовывают зарядными устройствами. Если выйдет со строя один из преобразователей напряжения, система не остановит собственную работу.

Специфики подсоединения преобразователя напряжения

От правильного подсоединения солнечного преобразователя напряжения зависит продуктивность работы всей гелиосистемы. Основное, исполнить правило: провод, передающий постоянный ток, обязан иметь минимально допустимую длину и максимальное сечение.

Если покупатель находится далеко от солнечных компонентов, следует удлинять путем наращивания электрический кабель, транспортирующий электрический ток 220 В.

Протяженность провода между преобразователем напряжения и фотоэлектрической батареей должна варьировать в границах 3 м и никак не более. Оптимальный вариант, когда преобразователь напряжения размещен возле батареи.

Особо жёсткие условия необходимо делать при подсоединении преобразователей напряжения, превосходящих по мощности 0,5 кВт.

Подсоединение проводов должно быть прочным, т.к. недостаточно плотное соединение вызывает искрение, что может стать источником пожара. При установке независимого преобразователя напряжения для оснащения непрерывного снабжения электричеством объекта, цепь непрерывного тока обязана быть укомплектована автоматизированными выключателями.

Оптимальным решением при подсоединении преобразователя напряжения считается использование обвязки гибридного типа как по постоянному, так и электрическому току. В основе принципа лежит специальный порядок включения преобразователя. Его включает контроллер после того, как зарядятся батареи аккумулятора.

Такое заключение повышает качество работы оборудования. В регионах, где электрическую энергию нередко отключают, или в домах, размещенных в районах, где доминирует плохая погода, данный вариант работает достаточно эффективно.

Обзор моделей преобразователей напряжения

Преобразователи для фотоэлектрических батарей выпускают большинство производителей как наши, так и иностранные. Все оборудование имеет неодинаковые характеристики, уровни качества, собственный функциональный набор и техвозможности.

Преобразователи напряжения от изготовителя из нашей страны

Большой выбор данных изделий мощностью 800 – 1200 Вт выпускает компания изготовитель из России МАП «Энергия». Компания изготавливает несколько линеек преобразователей напряжения:

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

Преобразователи напряжения, выпускаются этой фирмой, могут заряжать аккумуляторы различных типов. Для этого у них есть зарядное приспособление высокой мощности.

Преобразователи напряжения МАП «Энергия» используют не только в частных домохозяйствах, но и во многих ветвях промышленности. Они используются в медицине, строительстве, на метеостанциях

Достижением компании считается преобразователь напряжения рекордной мощности — 20 кВт, выдерживающий самую большую нагрузку 25 кВт. Эта модель способен обеспечить хорошим питанием большой дом жилого фонда с большим количеством техники.

Преобразователи Conext компании Schneider Electric

Французская компания Schneider Electric выпускает преобразователи напряжения, обладающие большими рабочими характеристиками, дающими возможность применить их в условиях разного климата.

Покрытие корпуса, обладающее высокой устойчивостью к коррозии, позволяет удачно пройти испытание соляным туманом.

Они предназначаются для фотоэлектрических панелей, установленных как на крышах приватных загородных домов, так и высотных домов.

Обратите внимание

Изготовитель проверяет надежность собственного оборудования с применением самых разных методик и тестов. В конструкции преобразователей напряжения Conext отсутствуют электрохимические конденсаторы, что считается гарантией долговечной эксплуатации.

Преобразователи напряжения Conext, даже при самых больших нагрузках, имеют КПД 97,5%. Некоторые модели оснащены распределительным блоком, благодаря этому пропадает необходимость в процессе установки наружного электрического щитка

Широкий ассортиментный ряд изделий дает возможность подобрать подобающую модель для гелиосистем мощностью 3 – 20 кВт.

Преобразователи напряжения компании TBS Electronics

Эта компания из Голландии, присутствующая на рынке с 1996 г., создает как маломощные, так и намного мощнее синусоидальные преобразователи для фотоэлектрических батарей Poversine номинальной мощностью от 175 до 3500 Вт.

На фото модель профессионального преобразователя напряжения Powersine PS3500-24. Его можно задействовать для оснащения беспрерывного питания отопительных котлов, насосов, компьютеров, иных малых нагрузок. Он оборудован хорошей электроникой, высокопрочным корпусом сделанным из металла

Линейка Powersine отличается очень чистой синусоидой на выходе, благодаря этому использование данных преобразователей напряжения гарантирует грамотную и продолжительную эксплуатацию высокочувствительных приборов. Оборудование оборудовано защитой от КЗ, температурных скачков, перегрузок. С данными преобразователями напряжения можно запускать нагрузки до 500В с пусковой силой, превышающей номинальную в десятки раз.

Сетевые преобразователи напряжения Kostal

Фирма выпускает технологические очень качественные преобразователи напряжения мощностью от 1,5 до 20 кВт как одно, так и трехфазные.

В конструкцию включен выключатель электрического тока, срабатывающий автоматично, МРР-трекеры, дисплей, счетчик S0 и множество остальных опций в базисной комплектации.

Все это выполняет выполнимым внедрение преобразователя напряжения в систему «умный дом».

Преобразователи напряжения Kostal несложны как в работе, так и в установке. Встроенная панель — информативная и ясная, позволяет мониторить его работу

Благодаря прекрасному качеству материала корпуса, преобразователь устанавливают и с наружной стороны, и в середине дома. Сборку исполняют в странах Европы, благодаря этому качество отвечает Стандартам Европы. Гарантия изготовителя — 5 лет.

Преобразователи напряжения ABi-Solar из Тайваня

Эти преобразователи напряжения, выпущенные в Тайване, на нашем рынке есть серией независимых преобразователей SL/ SLP, независимо-сетевых гибридных преобразователей напряжения (НТР), линейкой гибридов НТ.

Независимые преобразователи оснащены контроллерами заряда от фотоэлектрических панелей.

Это оборудование наделено тройным функционалом — работает как преобразователь напряжения, контроллер, зарядное приспособление.

Важно

В конструкцию включен жидкокристаллический монитор, дающий возможность контролировать важные параметры гелиосистемы. КПД преобразователей напряжения SL/ SLP — около 93%. В моделях SLP есть пылезащита.

К экономному варианту относится преобразователь напряжения из новой серии ABi-Solar HTP. Работает он только если есть наличие аккумулятора. Большой популярностью пользуется серия НТ, включающая смешанные преобразователи напряжения одно и 3-фазные, выделяющиеся прекрасным качеством сборки.

Преобразователи SL0912 и SL1524 также относятся к недорогим. Они работают в 2 режимах — бытового бесперебойника и с фотоэлектрическими панелями.

Имеют 2 режима поддержания напряжения: от 180 до 260В и от 100 до 300В.

Последний режим позволяет расширить время эксплуатации батарей за счёт меньшего их применения, но может питать только не сверхчувствительное к качеству электричества оборудование.

Преобразователь напряжения ABi-Solar SL 1012 PWM владеет мощностью 800 В. Ток на выходе имеет немодифицированную синусоиду. Может использоваться для реализации, произведенной фотоэлектрическими батареями электроэнергии по «зеленому» курсу

Преобразователи напряжения ABi-Solar позволяют расширить рабочий диапазон температур аккумуляторов и автоматизировать процесс заряд-разряд.

Сетевые преобразователи напряжения компании GoodWE

Эта компания из Китая выпускает преобразователи напряжения сетевые различной мощности и поставляет их на рынок по низкой цене. К преобразователю напряжения прилагается специализированная программа, она позволяет сделать расчет гелиосистемы с учетом размещения фотоэлектрических батарей в отношении к световым сторонам и иным ориентирам.

Есть возможность вести наблюдение за работой преобразователя через планшетный компьютер или смартфон, но заранее придется установить специально которое предназначено для этого приложение на базе ОС Android.

Нужное видео по теме

Тут менеджер продающей компании рассказывает о принципах подбора преобразователя напряжения:

В данном видео освещен вопрос подсоединения преобразователя напряжения:

Фотоэлектрический сетевой преобразователь напряжения, как важная часть гелиосистемы, дает возможность получить полную независимость от централизованного электрического снабжения и роста расценок на электроносители. «Умные системы», включающие сетевой преобразователь, выполняют доступным, хорошим и управляемым процесс энергопотребления. При этом совсем не нарушается домашний уют.

Инвертор для солнечных батарей: виды, схема, назначение. Солнечная электростанция для дома

Технологии 29 июля 2016

Большое количество людей заинтересовано в солнечных батареях. С целью преобразования переменного тока в устройствах применяются инверторы.

Современные электростанции отличаются по мощности, а также частотности. В связи с этим к инверторам выдвигаются определенные требования.

Для того чтобы более детально разобраться в вопросе, стоит в первую очередь ознакомиться с устройством инвертора.

Схема модификаций

Схема инвертора включает в себя адаптер, варикап, а также обкладку. Адаптер состоит из диодов и выпрямителя, который работает на низкой частоте. Процесс преобразования тока во многом зависит от варикапа. Как правило, он работает от триодов при проводимости не менее 4 мк. Также схема инвертора включает динисторы, которые отвечают за чувствительность элемента.

Виды устройств

Выделяют автономные и синхронные устройства. К отдельной категории относятся многофункциональные модификации. В зависимости от типа выдаваемого сигнала, существуют меандровые и синусоидальные модификации. Они отличаются не только по параметрам, но и по конструкции. В связи с этим каждый отдельный тип устройств стоит рассмотреть более подробно.

Видео по теме

Особенности автономных инверторов

Автономные инверторы подходят для солнечных батарей разной мощности. Если говорить про параметры, то важно отметить, что они способны работать при перегрузке не более 4 А. Системы защиты у них применяются разных серий. Варикапы на инвертор для солнечных батарей довольно часто устанавливаются низкоомного типа, и проводимость у них находится на низком уровне.

Также стоит отметить, что стандартная модель данного типа делается на три обкладки. Таким образом, у нее редко возникают проблемы с проводимостью.

При необходимости частотность модификаций можно регулировать. Современные устройства отличаются высокой скоростью преобразования. Также они стабильно работают в условиях повышенной влажности.

Стоит качественный инвертор (цена рыночная) от 2500 руб.

Синхронные устройства

Сетевой солнечный инвертор производится на базе емкостных варикапов. Модулятор для модификаций подбирается низкой частоты. Данные устройства больше подходят для солнечных батарей тарелочного типа. Также стоит отметить, что многие модификации обладают проводимостью свыше 40 мк. Изоляторы у них применяются с подкладками.

Некоторые устройства подключаются через контроллер заряда. Предельная частота у модификаций равняется примерно 50 Гц. Если говорить про конструктивные особенности, то важно отметить, что модели производятся с триодами. Очень редко используются регулируемые выпрямители.

Скорость преобразования в данном случае зависит от чувствительности варикапа.

Многофункциональные модели

Многофункциональный солнечный инвертор – это устройство, которое способно преобразовывать ток от нескольких батарей разной мощности. Современные модификации производятся на переходных варикапах. Выпрямители на инвертор для солнечных батарей устанавливаются с частотой от 30 Гц.

Если верить экспертам, то модели целесообразнее подбирать от 2 кВт. У них довольно высокая скорость преобразования и низкий параметр потребления энергии. Если рассматривать устройства на канальных динисторах, то они способны похвастаться хорошей защищенностью. Также стоит отметить, что у них компактные размеры.

Меандровые модификации

Меандровые устройства подходят для солнечных батарей небольшой мощности. В первую очередь стоит отметить, что модификации работают при частоте не более 40 Гц. Системы защиты у них используются разных классов.

Компараторы на инвертор для солнечных батарей устанавливаются с двумя фильтрами. Некоторые устройства способны работать при перегрузках в 3 А. Выпрямители довольно часто на инверторы устанавливаются полосного типа.

Они не боятся импульсных колебаний и стабильно работают при повышенной влажности. Также стоит отметить разумную цену на инверторы данного типа.

Синусоидальные устройства

Синусоидальный сетевой инвертор изготавливается с канальными переходниками. Данные устройства подходят для солнечных батарей, которые производятся с фотоэлементами открытого типа.

Если верить экспертам, то не стоит отдавать предпочтение модификациям на операционных компараторах. В первую очередь у них невысокая пропускная способность. Также стоит отметить, что они быстро выгорают из-за повышения температуры.

Выходное напряжение инвертор для солнечных батарей поддерживает на уровне 10 В.

Солнечные электростанции башенного типа

Башенные батареи замечательно подходят для больших домов. Фотоэлементы у них используются на два диода. При этом отражатели устанавливаются разного размера. Если верить экспертам, то на рынке представлено множество моделей с фильтрами, которые работают при низкой частоте.

Также стоит отметить, что батареи этого типа очень просты в установке. Стойки у них, как правило, изготавливаются из нержавейки. Контроллер заряда в устройствах применяется на три контакта. Многие модификации способны похвастаться отличной производительностью. Для подключения систем применяются модуляторы с шиной.

Модификации тарельчатого типа

Устройства тарельчатого типа очень редко встречаются в домах. В первую очередь стоит отметить, что излучатели для них подходят только трубчатого типа. Стандартная модификация включает в себя контактный приемник.

Большинство батарей работают при низкой частоте, а уровень выходного напряжения зависит от установленного контроллера. Также стоит отметить, что на рынке представлено множество модификаций с коллекторами.

Стойки в устройствах производятся из нержавейки, и они крепятся к опорным пластинам. Номинальная мощность батарей данного в среднем равняется 2 кВт.

Особенности моделей с модулями

Батареи с модулями отличаются стабильной работой. Устройства замечательно подходят для дачи. Также стоит отметить, что на рынке представлены мощные модификации с динисторами. Отражатели у них используются разных размеров.

Устанавливаются они на стойках, которые фиксируются на пластинах. Если верить отзывам экспертов, то у батарей этого типа высокий коэффициент проводимости. Рабочая частота устройств равняется не менее 50 Гц. Многие модификации способны работать от трубчатых излучателей.

Приемники довольно часто устанавливаются на триггерах.

Параболические модификации

Параболические батареи работают с инверторами различной частотности. Для подключения модификаций применяются адаптеры. Динисторы довольно часто устанавливаются с обкладкой. У многих моделей имеется несколько отражателей. Приемники для устройств подбираются на три контакта.

Рабочая частота батарей данного типа стартует от 45 Гц. Коэффициент проводимости при этом составляет около 55 %. Многие модификации выделяются высоким выходным напряжением. Допустимый параметр перегрузки у оборудования равняется 3 А. Системы защиты у батарей используются разных классов.

Комбинированные устройства

Комбинированные батареи в последнее время пользуются большим спросом. В первую очередь стоит отметить, что модификации способны работать при различной влажности. Некоторые из них продаются с двумя трубчатыми излучателями. При этом отражатели применяются низкой чувствительности.

Если верить экспертам, то современные модификации обладают отличной проводимостью, и низким коэффициентом потери напряжения. При частоте в 55 Гц батарея способна выдавать около 3 А. Селекторы в устройствах используются контактного типа. Подключаются модификации через канальные порты.

Некоторые из них производятся с интегральными приемниками.

Реостатные устройства

Реостатная солнечная электростанция для дома работает от контактных переходников. У моделей низкая частотность, однако достигается высокая стабильность входного напряжения. Излучатели в данном случае способны работать при низком сопротивлении.

Некоторые эксперты считают, что данные устройства наиболее эффективны для небольших домов. Также стоит отметить, что модификации производятся с приемниками регулируемого типа. Рабочая частота у них равняется примерно 55 Гц. При этом токовая нагрузка в среднем составляет 5 А. При повышенной влажности у модификации включается система защиты.

Вакуумные модификации

Вакуумная солнечная электростанция для дома всегда славилась своей производительностью. Однако на сегодняшний день такие модели являются дорогими. Данные устройства производятся с канальными переходниками, которые подключаются через порты. Если верить экспертам, то многие модели способны работать при низкой частоте и при этом выдавать высокое напряжение.

Показатель допустимой токовой нагрузки располагается на уровне 5 А. Системы защиты у батарей применяются разного класса. Отражатели довольно часто используются магнитного типа, и они устанавливаются на пластины.

Преобразователи применяются низкой чувствительности. Если верить экспертам, то не стоит выбирать устройства с широкополосными приемниками.

Они не способны работать от компаратора и при этом страдают от импульсных помех.

Источник: fb.ru

Инвертор для солнечных батарей: для чего он нужен

Солнечные инверторы являются одной из важнейших деталей в системе солнечных генераторов. Огромную роль будет играть правильный выбор этого оборудования, и не меньшее значение будет иметь грамотный монтаж. Инверторы служат для трансформирования постоянного тока в переменный.

Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что солнечный сетевой инвертор является сердцем системы солнечного энергообеспечения.Совет

Инверторы бывают разных видов. Среди многообразия очень важно правильно подобрать оборудование и потом его грамотно смонтировать.

Организация солнечного энергообеспечения частного дома включает в систему следующие компоненты:

• фотоэлементы;
• контроллер заряда;
• инвертор;
• аккумуляторы.

Инвертор служит для преобразования постоянного тока, который производится солнечными элементами, в переменный напряжением 220В.

Такую энергию можно использовать для бытовых нужд. Если ток не преобразовать, то производство энергии будет лишено всякого смысла, ведь использовать ее будет попросту нельзя.

Солнечные преобразователи мощности бывают разных видов:

• автономные – это инверторы, которые преобразуют ток по цепочке аккумуляторы, а генерируемый ими ток может использоваться для питания бытовых приборов;
• синхронные – это инверторы, способные сохранять энергию в батареях и позволяющие при недостатке энергии запитываться от обычной электросети;
• многофункциональные инверторы – дорогостоящее оборудование, которые сочетает в себе преимущества автономных и синхронных инверторов.

При выборе автономных инверторов следует рассчитать общую нагрузку приборов вашей электросети. Такие преобразователи имеют мощность от 100 до 8000Вт. При расчете вам нужно измерить мощность каждого из подключенных к сети устройств в единицу времени.

Показатели мощности нужно сложить. Это и будет показателем мощности вашего инвертора, необходимого для работы сети. При этом важно иметь в виду пиковый скачок напряжения, который требуют некоторые приборы.

Если пиковый показатель у инвертора будет низким, в сравнении с суммарным скачком всех подключаемых приборов, то преобразователь может сломаться.

Синхронные инверторы при недостатке энергии могут заимствовать ее из обычной электросети. Например, при плохой погоде, когда солнечные батареи работают с низкой эффективностью.

Идеальное решение – это многофункциональные инверторы. С их помощью можно создать лучшую энергосеть на солнечных батареях. Но их недостаток – дороговизна.

Таким образом, выбор всегда остается за человеком и зависит от его возможностей, условий и требований.

Солнечные батареи – Сетевой инвертор – понятие и принцип работы

Сетевыми (или  grid-tie) инверторами являются устройства, преобразующие постоянное (DC) напряжение от возобновляемых источников энергии (солнечных батарей, ветроустановок или микроГЭС) в переменное (AC) напряжение, и передающие его напрямую в сеть 220 (или 380)В, тем самым снижая потребление электроэнергии от энергосетей.

Сетевые инверторы также называют синхронными преобразователями, так как они обладают отличительной особенностью – наличием синхронизации выходного напряжения и тока со стационарной сетью.

Таким образом, сетевой инвертор осуществляет преобразование постоянного тока от солнечных батарей и других возобновляемых источников энергии в переменный, с надлежащими значениями частоты и фазы для сопряжения со стационарной сетью. Как правило, преобразование осуществляется с помощью MPPT технологии: “Точка поиска максимальной мощности”.

Принцип работы сетевого инвертора состоит в перетекании тока от сетевого инвертора в нагрузку, синхронизированного по частоте и фазе с входящим напряжением, при этом напряжение инвертора должно быть чуть выше напряжения в сети.

Это становится возможным с помощью замера входной сети и повышения напряжения на выходе сетевого инвертора, чтобы вся энергия от солнечных батарей, преобразованная на сетевом инверторе использовалась в первую очередь и на 100%..

Обратите внимание

В целях безопасности сетевые инверторы оборудуются так называемой anti – islanding защитой: в случае выхода сети из строя, отключения внешней сети, либо выхода уровней напряжения или частот за допустимые пределы, автоматический выключатель в сетевом инверторе, отключает его выход от сети.

Срабатывание данного вида защиты зависит от настроек инвертора и условий сети. В худшем случае – если напряжение в сети опускается ниже от установленного в программе инвертора параметра или частота отклоняется на 0,5 -0,7 Гц от запраграммированного значения, сетевой инвертор должен остановить процесс генерации электроэнергии в сеть не менее чем за 100 миллисекунд.

Для того, чтобы снизить потери на преобразование постоянного напряжения в переменное, сетевые инверторы функционируют при высоких входных напряжениях – как правило не ниже, чем значение напряжения в сети. Кроме того, обычно они оборудованы встроенной системой отслеживания точки максимальной мощности солнечных батарей.

Данная система слежения (Maximum Power Point Tracking (MPPT))  позволяет определять наиболее оптимальное соотношение напряжения и тока, снимаемых с солнечных модулей, тем самым позволяя получать максимум энергии при любых внешних изменениях метеоусловий, в результате этого генерация от солнечных панелей в сеть осуществляется даже в пасмурную погоду.

В настоящее время сетевые инверторы находят широкое применение для экономии электроэнергии на производствах, в офисах, в торговых центрах и т.п. Сетевые фотоэлектрические системы устанавливаются на таких объектах мощностью от 500 ватт и до сотен кВт.

Сетевые инверторы промышленного назначения используют для передачи энергии от возобновляемых источников энергии в 3-х фазную сеть.

В настоящее время для промышленного использования производят сетевые инверторы мощностью до нескольких сотен кВт.

Подобные  инверторы (преобразовательные станции) построены по модульному принципу, с целью минимизации потерь и извлечения максимальной эффективности использования солнечной энергии.

Основные характеристики сетевых инверторов

• номинальная выходная мощность – мощность, получаемая от данного инвертора при номинальном массиве соолнечных панелей.
• выходное напряжение – показатель, определяющий к какой сети по напряжению может быть подключен инвертор. Для небольших инверторов (бытового назначения) выходное напряжение обычно равно 220 – 240В. Инверторы для промышленного назначения рассчитаны на к 3-х фазную сеть 380В.
• максимальная эффективность – наивысшая эффективность преобразования энергии, которую может обеспечить инвертор. Максимальный КПД большинства сетевых инверторов составляет более 94%, у некоторых – до 99%.
• взвешенная эффективность- средняя эффективность инвертора, этот показатель лучше характеризует эффективность работы инвертора. Этот показатель важен, так как инверторы, способные преобразовывать энергию при различных выходных напряжениях переменного тока, имеют разную эффективность при каждом значении напряжения.
• максимальный входной ток – максимальное количество постоянного тока, которое может преобразовывать инвертор. В случае, если какой-либо возобновляемый источник (например, солнечная панель) будет производить ток, превышающий это значение, сетевой инвертор его не использует.
• максимальный выходной ток – максимальный непрерывный переменный ток, производимый инвертором. Этот показатель используют для определения минимального (номинального) значения перегрузки по току устройств защиты (к примеру, выключателей или предохранителей).
• диапазон отслеживания напряжения максимальной мощности – диапазон напряжения постоянного тока, в котором будет работать точка максимальной мощности сетевого инвертора.
• минимальное входное напряжение – минимальное напряжение, необходимое для включения инвертора и его работы. Этот показатель особенно важен для солнечных систем, так как разработчик системы должен быть уверен, что для произведения этого напряжения  в каждой цепочке последовательно соединено достаточное количество солнечных модулей.
• степень защиты IP (или код исполнения) – характеризует степень защиты корпуса от проникновения внешних твердых предметов (первая цифра), а также воды (вторая цифра).

Пример среднесуточной генерации сетевой солнечной системы 12 кВт для Самарской области

Купить сетевой инвертор в Интернет-магазине…

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.

Важно

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.

Совет

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.

Обратите внимание

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