Інвертори для сонячної батареї - мережеві і з застосуванням акумулятора, підключення контролера своїми руками

Інвертори для сонячної батареї - огляд популярних моделей

Інвертор представляє собою прилад, за допомогою якого відбувається перетворення постійного струму в змінний, напругою 220 В.

У загальному вигляді сонячна енергоустановка складається з:

сонячних батарей;
інвертора;
акумулятора;
контролера заряду;

З метою забезпечення належної роботи всієї системи, що входять складові частини повинні підбиратися з урахуванням технічних параметрів кожного з пристроїв. Це в повній мірі відноситься і до інверторів, які працюють спільно з сонячними батареями.

Сонячні батареї виробляють постійний струм напругою 12, 24 і 48 В. Безпосередньо підключення електроприладів, що працюють від мережі змінного струму напругою 220 Вольт до сонячних батарей неможливо. Тому постійний струм, що отримувався за допомогою сонячних батарей, необхідно перетворювати в змінний струм напругою 220 Вольт. Для цього і служать інвертори.

Схема роботи електроустановки:

Види інверторів для сонячних батарей і їх характеристики

Існує два типи інверторів:

Мережеві

Призначені для установки між сонячною батареєю і мережею змінного струму напругою 220 вольт. Використовуються вони виключно днем і забезпечують працездатність одиничних електроприладів, що приєднуються безпосередньо до инвертору.

автономні

Використовувані в системах сонячного енергопостачання із застосуванням акумуляторів. В цьому випадку інвертор використовують для перетворення постійного струму від акумулятора, який заряджається від сонячних батарей. Ці інвертори застосовують в системах безперебійного живлення, забезпечуючи повну незалежність споживача від нестабільної роботи мережі енергопостачання.

Робота інвертора характеризується формою вихідного сигналу змінного струму.

Сформований вихідний сигнал буває у вигляді:

чистої синусоїди;
квазі-синусоїди (модифікований синус);

Синусоїдальні інвертори забезпечують на виході ідеальну синусоїду сигналу змінного струму, яка набагато перевершує наявну в звичайній мережі енергопостачання. Саме цей параметр забезпечує надійну роботу електроприладів, що володіють високою чутливістю до нестабільного напрузі. Такі інвертори відрізняються високою вартістю і великими габаритами.

Інвертори з квазі-синусоїдою, виробляють змінний струм, що імітує синусоїду у вигляді сигналу прямокутної або трикутної форми, а також форми сигналу у вигляді трапеції. Такі інвертори найбільш затребувані, тому що вони набагато менше і дешевше синусоїдальних інверторів. Правда їх використання для електроживлення приладів, чутливих до перепадів напруги вкрай небажано.

Форма сигналу інвертора - синусоїдальна (зліва), модифікований синус (праворуч)

Вибір інвертора для сонячної батареї

Пристрій сучасного інвертора

При виборі інвертора необхідно звертати особливу увагу на цілий ряд технічних параметрів:

номінальна і пікова потужність;
коефіцієнт корисної дії (ККД);
споживана потужність без навантаження;
величина температурного діапазону;
маса приладу;

Також необхідно звернути увагу на залежність потужності інвертора від вихідної напруги сонячної або акумуляторної батареї системи безперебійного живлення сонячних енергоустановок:

при 12 В - до 600 Вт;
при 24 В - від 600 до 1500 Вт;
при 48 В - більше 1500 Вт .;

І на наявність захисту від:

перевантаження по виходу;
короткого замикання;
перегріву;
високого і зниженого, що надходить від батарей напруги;

Попередньо оцінити технічні параметри інвертора можливо навіть по його вазі. Виходячи з того, що на 100 ват вихідної потужності доводиться 1 кг власної маси приладу, можна визначити, чи оснащений інвертор вихідним трансформатором. Вихідний трансформатор позитивно характеризує якісний інвертор.

Широкий температурний діапазон інвертора також позитивно характеризує його працездатність.

Електроенергія, одержувана від сонячної батареї, заощаджуватиметься, якщо:

ККД інвертора знаходиться в межах 90-95%.
Потужність, споживана інвертором без навантаження, не перевищує 1% від величини його робочої (номінальної) потужності.

Потужності інвертора має бути достатньо для забезпечення сукупної номінальної споживаної потужності всіх електроприладів, передбачуваних для підключення до сонячної енергоустановки (розрахункове значення).

Однак необхідно пам`ятати про те, що практично всі споживачі електричного струму мають пусковий потужністю, тобто потужністю, необхідної для пуску конкретного електроприладу.

Ця потужність використовується протягом декількох секунд, після чого прилад починає функціонувати в штатному режимі. Вибираючи інвертор, необхідно пам`ятати, що пускова потужність, зазначена в документації, повинна орієнтовно в півтора рази перевищувати величину робочої (номінальної) потужності.

Огляд моделей інверторів для сонячної батареї

Конструктивні відмінності інверторів безпосередньо визначаються типом, до якого вони належать. Мережеві інвертори для систем сонячного енергопостачання без застосування додаткових акумуляторів, оснащуються регуляторами відбору максимальної потужності і спеціальними пристроями для контролю потужності сонячних батарей.

Такі схемотехнічні рішення дозволяють инвертору включатися автоматично в той момент, коли потужність сонячних батарей достатня для генерування змінного струму. Крім того мережеві інвертори оснащуються стандартними електричними розетками для підключення різних пристроїв.

Автономні інвертори конструктивно відрізняються від мережевих наявністю пристроїв, які забезпечують зарядку акумуляторних батарей. Крім того їх оснащують цілим рядом конструктивних вузлів, що захищають акумулятори від перезарядження, неправильної полярності акумуляторів і недозаряд.

Існує величезна кількість моделей інверторів для сонячних батарей, які випускаються в багатьох країнах світу.

Розглянемо деякі з числа тих, що присутні на ринку Росії:

Мережеві інвертори Conext компанії Schneider Electric

Ці інвертори розроблені з метою підвищення ефективності використання сонячних батарей, встановлених на дахах приватних і багатоквартирних житлових будинків. Вони витримали випробування на надійність MEOST (Multiple Environmental over Stressed Testing) і можуть експлуатуватися в найважчих кліматичних умовах. До

ПД інверторів Conext становить 97,5% навіть при пікових навантаженнях. Лінійка інверторів, присутніх на ринку забезпечує функціонування сонячних енергоустановок потужністю від 3 до 20 кВт.

Вартість інверторів Conext знаходиться в ціновому діапазоні 86900-327300 руб.

Інвертори голландської компанії TBS Electronics

Компанія з 1996 року випускає тільки синусоїдальні інвертори Poversine. Її продукція представлена як малопотужними инверторами для окремих споживачів (номінальна потужність від 175 до 600 Вт) за ціною 9400-21600 руб. так і більш потужними (номінальна потужність від 850 Вт до 3,5 кВт) вартістю 37050-79800 руб.

Інвертори російського виробництва (МАП «Енергія»)

Асортимент російського виробника дуже широкий і представлений инверторами потужністю від 800 Вт до 1,2 кВт.

Існує кілька серій інверторів:

МАП SIN - інвертори з чистим синусом, ціновий діапазон становить 22700-130500 руб .;
МАП HYBRID - синусоїдальні інвертори з можливістю підкачки додаткової енергії від акумуляторів, вартістю від 29700 до 166500 руб .;
МАП HYBRID 3 фази - інвертори з трифазної конфігурацією.

Всі інвертори МАП «Енергія» оснащені потужним зарядним пристроєм, що дозволяє здійснювати зарядку будь-яких типів акумуляторів.

Китайська компанія GoodWE

Продукція якій представлена мережевими инверторами різної потужності. Компанія відрізняється від інших тим, що разом з інверторами надає програму для розрахунку мережної системи на сонячних батареях, яка враховує орієнтацію сонячних батарей по куту їх нахилу, сторонам світла та ін.

Крім того, встановивши мережевий сонячний інвертор GoodWE, потенційний споживач отримує можливість спостерігати за його роботою за допомогою планшетного комп`ютера або смартфона. Для цього необхідно встановити спеціальний додаток, побудоване на операційній системі Android. Також китайський виробник приємно дивує невисокою ціною на свою продукцію.

Так, широко застосовуваний в Криму, трифазний мережевий інвертор GW20K-DT потужністю 20 кВт коштує 4800 доларів США при встановленій гарантії 5 років. Пропонується також збільшення гарантійного терміну до 10 років, правда тоді його ціна зростає до 5500 доларів США.