Подключение инвертора к солнечной батарее
Необходимо приготовить кабель соответствующего сечения, способный выдерживать все возможные нагрузки. Необходимо учитывать, что длина соединительного кабеля между солнечными панелями и инвертором не должна превышать 3 м. Если потребители расположены далеко от модулей, удлиняют высоковольтное плечо — кабель на 220 В. Рассмотрим порядок присоединения прибора к комплекту солнечного оборудования:
Схема
Простейшая схема подключения инвертора — в разрыв между потребителями и аккумуляторами. Этот вариант используется для автономных устройств.
Наиболее сложная схема — для сетевых или гибридных приборов. Параллельно с АКБ подключается сетевое напряжение (на соответствующие контакты), тут же присоединяется нагрузка. Дополнительная пара контактов предназначена для резервируемой системы (резервное освещение, аварийное питание и т. п.). Выбор схемы зависит от назначения и конструкции инвертора, а также наличия подключения к централизованной сети.
Этапы
Процесс соединения приборов никаких сложностей не вызывает. Все контакты поименованы, главная задача — не перепутать их в спешке. Сначала собирают весь комплект — панели, контроллер, АКБ. После этого подключают инвертор и проверяют работоспособность. Обнаруженные ошибки сразу устраняют. Когда появляется полная уверенность в правильности всех соединений, подключают полезную нагрузку — приборы питания. С этого момента солнечные батареи считаются введенными в эксплуатацию.
Обзор популярных моделей
Здесь представлен топ лучших гибридных солнечных инверторов.
Первый в топе — MAP HYBRID 243*3. Работает на трех фазах. Преимущество этой модели в том, что если в одной из сети пропадает напряжение, то 2 другие продолжают его передавать, генерирование в аккумуляторной батарее ни на секунду не останавливается. Даже если напряжение исчезло сразу в трех фазах, работа продолжается за счет запасов зарядного устройства.
Второе место — MAP HYBRID 2445*3. Отличается гибкостью настройки частоты под имеющиеся.
Третье место — MAP HYBRID 246*3. Более компактный по сравнению с предыдущими моделями инвертор. При этом он также может работать при отключении одной из фаз и плавно подстраиваться под любые частоты. Но мощность у него меньше.
Четвертое место — MAP HYBRID 249*3. Стабилен в работе настолько, что выдерживает любые перепады напряжения. Всегда подает на выход 389 В.
Пятое место — MAP HYBRID 483*3. Имеет высокий коэффициент полезного действия.
Шестое — MAP HYBRID 4845*3. Компактный и удобный для перевозки инвертор.
Виды инверторов и их конструктивные особенности
Существует три вида инверторов для солнечных батарей, отличающихся по принципу своего действия: сетевые, автономные и гибридные (многофункциональные).
Сетевые
Сетевой инвертор для солнечных батарей работает совместно с централизованным электроснабжением. Помимо преобразования энергии в задачи таких установок входит контроль за напряжением и частотой тока внешней сети. Также они передают лишнее электричество в основную электросеть. Кстати, владелец фитоэлектростанции может неплохо на этом заработать, продавая излишки энергии частным компаниям.
Сетевые преобразователи электроэнергии создаются на основе емкостных диодов с низкочастотным модулятором. Чаще всего их используют для солнечных панелей в виде тарелок. Преимущества устройств в их компактности, высокой степени защиты и относительно быстрой скорости преобразования, при низком уровне энергопотребления.
Кроме своей основной функции сетевые инверторы имеют ряд дополнительных возможностей:
- регулировка частоты напряжения;
- регулировка амплитуды тока;
- защита оборудования от перегрева;
- защита сети от коротких замыканий;
- некоторые модели оснащены Wi-Fi-связью, благодаря которой можно выводить информацию на экран телефона, планшета или ПК.
Сетевые устройства монтируются в электрическую цепь между солнечной батареей и электрической сетью 220-380 В. Их использование предполагает работу гелиостанции без накопительных аккумуляторов. Функционировать они могут только в дневное время, когда есть солнечный свет.
Автономные
Инверторы автономного типа включены в общую конструкцию солнечной электростанции и обеспечивают постоянное поступление к потребителям электроэнергии. Устройства данного вида преобразуют накопленную в АКБ энергию до требуемых параметров и направляют ее для дальнейшего использования.
Автономный инвертор для солнечных батарей
Автономные инверторы в зависимости от формы выходного сигнала по току, делятся на синусоидальные и квази-синусоидальные. Первые установки отличаются повышенными техническими параметрами, но при этом они более габаритные и стоят дороже. Это сужает круг потребителей, которые могут позволить себе такие устройства.Однако они обеспечивают надежную работу электроприборов, которые чувствительны к перепадам напряжения.
Автономные инверторы квази-синусоидального более востребованы нежели синусоидальные. Они меньше в размерах и стоимость их более доступная. Минус в том, что такое оборудование нежелательно устанавливать в местах с нестабильным электроснабжением, иначе чувствительные приборы могут просто сгореть от скачка напряжения.
Многофункциональные
Гибридный инвертор для солнечных батарей включил в себе преимущества первого и второго вида. Это самое надежное оборудование, обладающее большим количеством настроек:
- повышает мощность сети при перегрузках;
- продолжает работу при снижении напряжения;
- исключает проблемы со счетчиками.
Многофункциональный тип инвертора подойдет как для домашней, так и для промышленной солнечной станции. Он может параллельно получать нагрузку из сети и от аккумуляторной батареи, выбирая, что в данной ситуации наиболее приоритетно. Единственный его недостаток — дороговизна.
Критерии выбора
Выбор инвертора для установки солнечной электростанции очень важен. От того, какое устройство будет подключено, зависит будущая работа всей системы. Есть несколько основных технических параметров, от которых стоит отталкиваться перед тем, как выбрать подходящий инвертор.
Мощность — от этой величины зависит мощность работы всей электростанции. Через инвертор проходит весь ток, который потом предается в помещение и питает подключенные приборы. Номинальная мощность указывает на допустимую нагрузку, которую может испытывать преобразователь, как во время подключения, так и на протяжении всей работы. Выбирают мощность исходя из следующих критериев:инвертор в12 В подойдет для системы мощностью до 600 Вт, устройство на 24 В устанавливают при мощности 600-1500 Вт и 48 В при мощности свыше 1500 Вт.
Возможность превышения номинальной нагрузки
Эта крайне важно для таких приборов, как стиральные машины, холодильники и кондиционеры, в которых присутствуют электродвигатели. При их запуске, требуется немного больше электроэнергии, и если мощности инвертора не достаточно для этого, то устройства могу в лучшем случае не запуститься, а в худшем — выйти из строя.
Вид выходного сигнала — синусоидальная форма отвечает за возможность подключения какого-либо оборудования к конкретной модели инвертора
Преимущества в том, что такой тип выходного сигнала защищает электроприборы от перепадов напряжения.
Коэффициент полезного действия — определяется количеством пустой энергии, которую прибор потратил, например, на самого себя. Этот показатель не должен превышать 5-15%, иначе установка солнечных батарей будет невыгодной, а их работа малоэффективной. КПД основной массы поставляемых на рынок инверторов составляет 85-95%.
Однофазные или трехфазные инверторы. Первые стоят дешевле вторых, но они подходят только тогда, когда потребляемая мощность менее 10 кВт. Величина напряжения у таких преобразователей энергии 220 В, частота 50 Гц. Трехфазные инверторы имеют более широкий выбор в плане напряжения — 315 В, 400 В, 690 В.
Количество инверторов в системе. Сколько устройств устанавливать зависит от мощности мощность солнечных батарей. Если она не больше 5 кВт, то достаточно одного инвертора. При большей мощности потребуется от двух устройств. Определяют необходимое количество из расчета, что на каждые 5 кВт необходим один инвертор.
Масса инверторов указывает в первую очередь на их качество. Легкими хорошие устройства не могут быть. Но некоторые производители предлагают низкопробные преобразователи для солнечных аккумуляторов. В них нет трансформатора. Это чревато тем, что, если ток повысится, то вся систем может выйти из строя.
При выборе инвертора для солнечных батарей нужно учитывать его мощность
Кроме этого разные модели имеют ряд дополнительных опций и защитных элементов. Это может быть встроенная розетка, ЖК-дисплей, зарядное устройство и др. При проблемах с электричеством лучше подобрать инвертор с защитой от короткого замыкания и перегрузки.
Также нужно учитывать пусковую мощность преобразователя. Она используется всего в течение нескольких секунд, но очень важна для запуска устройства. После этого инвертор начинает работать в обычном режиме. Пусковая мощность должна в 1,5 раза превышать величину номинальной мощности.
Плюсы и минусы
При выборе инверторного оборудования нужно знать его положительные и отрицательные качества. Для удобства сведем их в таблицу.
| Преимущества | Недостатки |
| Возможность использования в автономном режиме. | Отключение при полном разряде АКБ, что приводит к сбоям в работе. |
| Применение на напряжение 220 или 380В в зависимости от типа. | Нет возможности эксплуатировать изделие при отсутствии напряжения в сети. |
| Удобство установки и настройки. | При поломке одного из элементов (контроллер, инвертор) необходимо выводить из работы все устройство. |
| Отсутствие шума во время работы. | Высокая стоимость. |
| Нет вредных выбросов, опасных для атмосферы. | Большой ток холостого хода на большей части моделей. |
| Возможность применения в системах с разными параметрами на входе. | |
| Возможность зарядки АКБ. | |
| Программирование режимов потребления. | |
| Продажей «лишней» энергии по зеленому тарифу. | |
| Независимость от стационарной сети. |
Принцип действия и общее устройство
Работу инвертора необходимо рассматривать только во взаимодействии со всей системой солнечных батарей. Их основой служат фотоэлементы, вырабатывающие постоянный ток. Далее, с помощью инвертора этот ток превращается в переменный, и питает приборы, рассчитанные на 220 вольт. Cами солнечные панели служат своеобразным преобразователем, превращающим лучистую энергию в электричество, сохраняемое в аккумуляторах.
За счет этого обеспечивается бесперебойное электроснабжение, независимо от стандартных электрических сетей. Полученная электроэнергия используется и в ночное время, поступая из аккумулятора на инвертор и превращаясь там в переменный ток.
Важной особенностью современных установок является возможность аккумуляции не только прямых, но и косвенных солнечных лучей. При ясной погоде используется только солнечный свет, а в пасмурные дни происходит сбор отраженного света
В последнем случае производительность системы несколько снижается, тем не менее, они способны постоянно вырабатывать ток, независимо от времени года.
От правильного выбора инверторной установки зависит мощность и частота всей гелиосистемы. Стандартная конструкция инвертора включает адаптер с диодами и выпрямителем, работающий на низких частотах, варикап с триодами, непосредственно преобразующий ток, а также гибридная обвязка, обеспечивающая запуск системы даже при разряженных аккумуляторах. Также в общей схеме присутствуют динисторы, связанные с повышенной чувствительностью компонентов к производимому электротоку.
Выбор инвертора для солнечной батареи: обзор параметров
Все устройства обладают разными параметрами и стоимостью. Выбор прибора зависит от характеристик солнечной батареи и предполагаемой нагрузки
Немаловажно учитывать и такие параметры, как вес, количество установленных защит, наличие режима ожидания
Чтобы купить инвертор и не прогадать, обратите внимание на перечисленные ниже параметры
Входное напряжение и выходная мощность
Чем оно больше, тем выше у инвертора КПД. Для стабильной работы солнечных модулей вам нужно согласовать входное напряжение с мощностью устройства. Высокое входное напряжение позволяет снизить входной ток и свести потери к минимуму. Это не означает, что вам нужен сверхмощный прибор с максимальным входным напряжением. Но если ваши солнечные батареи выступают единственным источником электроэнергии для всех приборов, то инвертор нужно брать помощнее (от 12 до 48В).
Выходная мощность прибора должна равняться или быть больше всех суммированных нагрузок. Чтобы перестраховаться, возьмите модель помощнее. Спустя время вы можете подключить больше приборов или модернизировать солнечные батареи (увеличить отдачу энергии), и чтобы не менять инвертор, лучше заранее взять более мощный.
Форма выходного напряжения
У инверторов бывает три формы: чистый синус, квазисинусоида, прямоугольная. Наиболее качественные приборы с синусоидной формой выходного напряжения. Такой прибор «вытягивает» все индуктивные нагрузки, в то время как прямоугольная форма с ними не работает. К индуктивным нагрузкам относятся холодильники, кондиционеры, бритвы, насосы, электродвигатели. Если устройство с синусоидной формой вам не по карману, а справляться с индуктивными нагрузками как-то надо, тогда остановите выбор на форме квазисинусоида.
Количество и характер защит
При выборе инвертора для солнечной батареи обратите внимание, какие на нем стоят защиты. Чем их больше, тем лучше прибор
Защиты могут быть от короткого замыкания, от перегрева, перегрузок, защита по выходу
Немаловажно, чтобы на приборе стояла защита от высокого и низкого напряжения на аккумуляторе
Коэффициент полезного действия
Располагая солнечными батареями, вы не захотите, чтобы много энергии тратилось впустую. Особенно это актуально, если панели — единственный источник электричества. Коэффициент полезного действия показывает, сколько энергии будет потрачено. Например, если КПД инвертора составляет 95%, то те самые 5% — это потраченная энергия
При покупке обязательно обратите внимание на показатель КПД: брать модели с КПД в 90% или ниже не целесообразно. Современные устройства всегда располагают КПД в 90-95%, чтобы минимизировать потери
Температурный диапазон для бесперебойной работы
Этот параметр обозначает, при какой температуре прибор будет адекватно функционировать. Если вы планируете поставить устройство в холодном или неотапливаемом помещении (подвал, погреб, амбар, тамбур), тогда нужно выбрать прибор, который работает при низких температурах. Производители должны указывать температурный диапазон в техническом паспорте. Если же вы будете ставить инвертор в жилом отапливаемом помещении, тогда этот параметр не столь важен.
Дополнительные характеристики
К другим немаловажным характеристикам, влияющими на выбор инвертора для солнечной батареи, относят:
- вес — в легких моделях используется бестрансформаторная схема, которая быстро выходит из строя;
- наличие режима ожидания — позволяет экономить энергию в аккумуляторах;
- потребление мощности в режиме ожидания — если вы купили прибор с функцией режима ожидания, он должен потреблять не больше 1% мощности;
- вентилятор для охлаждения — актуален для устройств, нуждающихся в охлаждении при перегреве.
Полезно знать! Если вы купили устройство с вентилятором, обязательно уточните, выключается ли он автоматически при небольших нагрузках. Режим ожидания должен регулироваться кнопкой ручного включения и выключения. В противном случае прибор может не выйти из ожидания при подаче малой нагрузки, а это чревато сбоями. Приемлемый вес качественного инвертора рассчитывается по формуле: 1 кг на 100 Вт.
Краткий обзор известных брендов инверторов
ChintPower Systems Co., LTD
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.
Инвертор фирмы Cyber Power
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.
Тайваньские инверторы ABi-Solar
Это автономники SL/ SLP и гибриды. В них встроены контроллеры для подзарядки АКБ. Тайваньские разработчики совместили в одном устройстве 3 прибора: контроллер, инвертор и зарядник.
Встроенный экран позволит наблюдать за поступающими данными. КПД 93%. В некоторых подобных приборах есть защита от разной пыли.
Модель ABi-Solar SL 1012 PWM выдает мощность 800 вт. С ним легко сделать автоматическим процесс зарядки.
Производитель GoodWE
Китайский изготовитель выполняет качественные устройства и продает их за небольшую цену в России. С помощью специального программного обеспечения можно произвести расчеты. Это позволит выжать из солнечной станции максимальный КПД.
Контролировать работу установки можно с помощью обычного мобильника.
Таким образом поставив нужный инвертор для солнечных батарей можно полностью не зависеть от стандартного электроснабжения.
Как выбрать инвертор
Важные параметры этого устройства
- Мощность, которую он может отработать.
- Число одновременно подключаемых линий панелей.
- Рабочая частота
- Коэффициент полезного действия, на прямую влияет на производительность всей станции.
- Вес оборудования, как показатель его качества.
Теперь обо всем этом, и не только, подробнее!
Прежде чем приступить к выбору такого оборудование нужно определится с типом вашей солнечной электростанции и ее задачей.
1 Автономная электростанция. Ваша электростанция не подключена к внешней электрической сети и вы получаете всю электроэнергию только от панеле. В этом случае вам нужен инвертор типа off grid.
В зависимости от свое мощности автономные инверторы подразделяются на однофазные и трёхфазные, а также могут преобразовывать различный вольтаж постоянного тока начиная от 12В, 24В, 48В, 96В и т.д.
Это самый дешевый вариант данного оборудования, стоимость, в зависимости от мощности и страны производителя, составляет 25-600 долларов.
2 Сетевая электростанция. Ваша солнечная электростанция может работать совместно с центральной электрической сетью, но не имеет аккумуляторов.
Инвертор регулирует отбор электричества из сети, но не из аккумуляторных батарей, если панели не вырабатывают достаточного количества. Также он может отправлять излишки выработанной электроэнергии обратно в центральную сеть, например если вы хотите продавать ее по “зеленому тарифу”. Такое оборудование имеет класс on grid.
Кроме своей основной функции это оборудование имеет ее ряд возможностей:
- регулировать частоту напряжения,
- выставить 220 В,
- регулировать амплитуду тока,
- защищать оборудование от перегрева,
- защитить сеть от коротких замыканий.
- выводить информацию на экран телефона, планшета или монитор ПК через Wi-Fi.
Стоимость такого оборудование значительно выше и колеблется в пределах 200-20 000 долларов.
3 Аккумуляторно-сетевая. Ваша электростанция обеспечивает электроэнергией все приборы, а излишек отправляет в аккумуляторные батареи, которые отдают накопленный заряд ночью или когда батареи не справляются с нагрузкой.
В случае если батареи не справляются и заряда аккумуляторов не достаточно вы планируете брать недостающую энергию из центральной сети. Для такой задачи вам необходим гибридный (hybrid) инвертор. Он также имеет все функции сетевого, и может продавать излишки в сеть, как например работает “Зеленый тариф” в Украине.
Что касается цены, такое оборудование не дороже сетевого, в некоторых производителях даже отчасти дешевле. Однако цена начинается от 600$ и заканчивается 20 000$ на оборудование большой мощности.
Более подробно о всех этих видах систем можно почитать здесь.
Таким образом можно выделить всего 3 вида инверторов:
- Автономний (off grid).
- Сетевой (on grid).
- Гибридный или универсальный (hybrid).
Подробный видео обзор, как выбрать инвертор
