Что такое гибридный инвертор для солнечной электростанции
Солнечный инвертор
Пост опубликован: 17 ноября, 2017
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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.
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.
Что такое гибридный инвертор для солнечных батарей
Дата публикации: 1 мая 2019
Гибридный солнечный инвертор — это агрегат, благодаря которому постоянный электрический ток преобразуется в переменный. Электричество вырабатывается системой солнечной генерации (солнечной батареей). Величина напряжения постоянного тока в таких устройствах равняется 12 В, 24 В, или 48 В. После преобразования в переменный показатель величины U меняется и равняется 220 В или 380 В.
Для СБ используются 3 вида инверторов:
Выбор гибридного инвертора для использования в быту — наиболее рациональное решение. В отличие от автономных и сетевых, используемых в основном в промышленности, гибридные имеют компактные размеры и поэтому удобны в эксплуатации.
Из школьного курса физики известно, что постоянный ток используется для бытовых и промышленных нужд, и спектр применения его широк — от освещения помещений до работы промышленных механизмов. В отличие от постоянного тока, который при передаче его на расстояния несет существенные потери, переменный можно передавать на огромных территориях без ущерба. Инвертор необходим, чтобы преобразовывать постоянный ток в переменный.
Принцип работы
Принцип работы солнечного инвертора такой же, как и у других подобных устройств: в его основе лежит двойное преобразование исходных параметров. В начале электрический ток, подаваемый на вход агрегата, преобразуется в переменный. В конструкции солнечной батареи роль входа выполняют фотоэлектрические панели. Затем напряжение повышается до необходимой для работы величины.
Главное отличие гибридного инвертора от других типов — это комбинация двух источников питания: от центральной электросети и от солнечной батареи. С одной стороны, преобразователь подключен к потребителям электричества, сети энергоснабжения. С другой стороны, питание идет от аккумулятора. Аккумулирующее устройство получает питание через МРРТ-контроллер.
Такой тип подачи тока позволяет контролировать количество поступающей энергии и при необходимости замещать ее недостаток. Зарядное устройство и центральная сеть прекрасно дополняют друг друга. Когда аккумулятор переполнен — то излишки электричества через вход инвертора подаются в центральную электросеть (на выход). В пасмурную погоду, когда солнечного излучения недостаточно, недостаток питания компенсируется запасами, скопленными в зарядном устройстве. Схема гибридного инвертора:
Коэффициент полезного действия аккумулятора равняется 100%. Питание происходит бесперебойно. Когда потребление спадает — вся система переходит в режим зарядки и через некоторое время вновь готова к работе. Гибридные инверторы оснащены функцией удвоенной мощности. Маркировка от производителя выглядит таким образом: Smart Boots, Grid support, Power Shaving.
Достоинства и недостатки
Плюсы гибридного инвертора для солнечных батарей:
Минусом этого устройства можно считать то, что при абсолютной разрядке аккумулятора солнечная батарея отключается, что приводит к сбою всей системы. Еще один недостаток — при поломке самого инвертора или контроллера нужно отключать устройство, чтобы избежать его полного выхода из строя. Подключить питание только от сети в этом случае не получится. Не следует начинать работу и в ситуации, если отсутствует напряжение во внешней электрической сети. Чтобы избежать таких проблем, нужно соблюдать все правила эксплуатации агрегата. Тогда он прослужит долго.
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.
Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.
Сетевой инвертор для солнечных батарей — обзор популярных моделей
Обновлено: 26 ноября 2021
Для чего нужен солнечный инвертор?
Сетевой инвертор для солнечных батарей используется в полнофункциональных солнечных комплексах для преобразования постоянного тока в переменный с одновременным повышением напряжения. Рассмотрим подробнее, зачем нужен инвертор для солнечных батарей для 12 вольт.
Панели преобразуют энергию солнечного света в электрический ток, который через контроллер поступает на аккумуляторную батарею. Она накапливает заряд и отдает его по мере надобности, одновременно пополняя недостаток от солнечных модулей. Однако, пользоваться энергией от аккумуляторов могут лишь немногие приборы потребления, поскольку АКБ выдают постоянный ток низкого напряжения — 12, 24 или (редко) 48 В.
Необходим преобразователь напряжения для солнечных батарей, способный эти показатели превратить в стандартные значения, аналогичные сетевым. Эту задачу выполняет инвертор для солнечных панелей, который получает от аккумуляторов 12 (24, 48) В постоянного тока, а отдает потребителям обычные 220 В переменного.
Наиболее распространены обычные конвертеры, мощность которых находится в пределах 250-8000 Вт. Габариты таких приборов зависят от величины нагрузки, поскольку мощность обеспечивается дополнительными узлами в конструкции инвертора.
Отсутствие инвертора резко ограничивает возможности солнечных батарей. Они могут только заряжать аккумуляторы, обеспечивать питание для низковольтного освещения или иных специфических приборов. Солнечные инверторы для дома позволяют получить максимальную эффективность от панелей, обеспечить питание для любых бытовых технических устройств.
Примечательно, что при соединении трех инверторов в каскад можно получить трехфазное напряжение со стандартными параметрами, способное стать источником для мощных электродвигателей и прочих установок.
Виды инверторов для СЭС
Существует несколько разновидностей сетевых инверторов, отличающихся некоторыми особенностями конструкции и назначением. При сборке комплекса солнечных батарей используются различные варианты, требующие от владельца правильного понимания специфики и особенностей их работы. Прежде всего, инверторы различают по форме выходного сигнала:
Синусоидальные
Наиболее предпочтительным вариантом конструкции является синусоидальный инвертор солнечных батарей. Он способен выдать наиболее качественную форму сигнала, оптимальную для всех бытовых приборов, технических и электронных устройств.
Прямоугольные
Инверторы с прямоугольным сигналом — самые дешевые, но их рекомендуют применять только для простых осветительных приборов. Многие виды бытовой техники от таких источников не могут работать.
Псевдосинусоидальные
Псевдосинусоидальные приборы — это компромисс между первым и вторым видами, способными работать с любыми устройствами. Однако, для работы с некоторыми чувствительными видами потребителей их лучше не использовать. Кроме того, от псевдосинусоидальных инверторов могут возникать помехи и шумы.
Кроме этого, есть инверторы, предназначенные для работы в разных условиях. Рассмотрим их внимательнее:
Сетевые
Сетевые инверторы используются при одновременном подключении пользователей к централизованной сети электропитания. По первоначальному замыслу, инвертор обеспечивает питание потребителей и переключает их на сетевое потреблении при падении заряда аккумуляторов ниже нормы.
Обычно сетевой энергией пользуются в дневное время, когда аккумуляторы солнечных батарей заряжаются. Ночью происходит переход на автономное питание, до того момента, когда заряд АКБ будет исчерпан. В дневное время возможна отдача энергии в сеть, если заряд батарей полон. Эту функцию также используют, если мощность солнечных батарей значительно превышает потребности дома.
За рубежом существуют такие программы и тарифы, где отданная энергия учитывается и оплачивается владельцу солнечной батареи. В нашей стране таких возможностей пока нет, поэтому сетевые инверторы для солнечных электростанций используются только для питания потребителей и переключения режима подачи энергии.
Этот вид приборов считается наиболее удачным, поскольку работает с перерывами и обладает высокой долговечностью. Его недостаток состоит в необходимости иметь параллельное подключение к централизованному источнику.
Автономные
Автономный солнечный инвертор представляет собой конвертер, преобразующий ток АКБ в переменное стандартное напряжение. Он работает в постоянном режиме, никакой внешней поддержки нет. Устанавливается между блоком АКБ и конечными потребителями электроэнергии. Если инвертор автономного типа выходит из строя, питание бытовых технических устройств прекращается.
Такая схема предполагает высокие нагрузки, поэтому мощность инвертора подбирается с определенным запасом. Кроме того, необходимо обеспечить параметры инвертора, превышающие пусковой ток наиболее мощного потребителя. Это важно, поскольку пиковое значение способно вывести устройство из строя.
Например, холодильник или кондиционер при запуске превышает рабочую мощность в 10 раз, поэтому иметь определенный запас надо обязательно. Перед покупкой следует выполнить подсчет суммарной мощности всех потребителей и учесть пиковые пусковые нагрузки. Кроме того, надо прибавить запас на компенсацию падения выходной мощности со временем.
Гибридные
Гибридные, или многофункциональные инверторы сочетают в своей работе все возможности сетевых и автономных приборов. Они считаются лучшим выбором, но их стоимость часто вынуждает пользователей рассматривать другие варианты.
Солнечный инвертор Sila 3000
Одним из наиболее востребованных устройств считается гибридный солнечный инвертор Sila 3000, отзывы о котором свидетельствуют о высоких эксплуатационных возможностях. Например, при номинале 2,4 кВт, эти инверторы способны кратковременно давать 3 кВт без отрицательных последствий для себя. При возникновении пиковых пусковых нагрузок, гибридные солнечные инверторы Sila 3000 могут выдержать изменение режима работы. Несмотря на то, что они изготовлены в Китае, долговечность и надежность приборов весьма положительно оцениваются пользователями.
Обзор популярных моделей
Рассмотрим несколько моделей инверторов для солнечных батарей, которые считаются наиболее качественными и надежными:
МАП «Энергия»
Продукция российского МАП «Энергия». Предлагается несколько разновидностей одно- и трехфазных приборов с синусоидальным графиком выходного напряжения. Они обладают встроенным зарядным устройством для аккумуляторов. Есть разные варианты мощности от 800 Вт до 20 кВт (выдерживает пиковую кратковременную нагрузку 25 кВт).
Schneider Electric
Компания Schneider Electric, базирующаяся во Франции, выпускает инверторы Conext. Они могут работать в сложных условиях, вплоть до наружного монтажа. В ассортименте модели мощностью 3-20 кВт.
TBS Electronics
Голландская компания TBS Electronics предлагает синусоидальные инверторы Poversine разной мощности — от 175 Вт до 3500 кВт. Они имеют многоступенчатую защиту и способны выдерживать пусковые нагрузки, в десятки раз превышающие номинальные значения
Перечень производителей надежных и качественных инверторов можно продолжать еще долго. Выбор подходящего устройства надо производить, руководствуясь не только именем фирмы, но и другими критериями.
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:
Выбирая сетевые инверторы для солнечных панелей, необходимо произвести несложный расчет. Мощность всех потребителей складывают, прибавляют некоторый запас для обеспечения пиковых нагрузок.
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.
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.
Видео-инструкция по сборке
Сравнение возможностей различных гибридных инверторов
При создании автономной энергетической системы перед пользователями и разработчиками систем встает задача выбора силового электронного оборудования. В системах с источником переменного тока (сеть или генератор) “сердцем” системы является инвертор с зарядным устройством (или блок бесперебойного питания). Для систем без источника переменного тока зарядное устройство от 220В не обязательно и можно обойтись просто инвертором.
Если вы подключены к сети и у вас есть необходимость в резервной система электроснабжения, то эту задачу можно решить путем установки ББП и аккумуляторов. Если есть желание продлить время автономной работы и экономить на потреблении электроэнергии от сети, то можно добавить в систему резервного электроснабжения солнечные батареи и/или ветрогенераторы. Это все правильно, но если будет установлено неправильное оборудование, то толку от вашего источника возобновляемой энергии будет мало.
Что же такое гибридные инверторы?
В последнее время возникла путаница в определении этого понятия, так как многие производители называют свои инверторы гибридными, хотя на самом деле они таковыми не являются.
Инвертор может включать в себя контроллер для заряда аккумуляторов от источника постоянного тока – солнечных батарей или ветроустановок. Очень часто и такие инверторы производителя называют “гибридными”. Основанием для этого является тот факт, что в этом инверторе совмещены 2 различных устройства – инвертор и контроллер для солнечных панелей или ветрогенератора. Однако такие устройства лучше называть “комбинированными“, а не гибридными.
Более правильным будет следующее определение: “Гибридный” инвертор – это такое устройство, которое может работать параллельно с источником переменного тока, одновременно питая нагрузку от аккумуляторов и от сети, и имеет функцию приоритета для источника постоянного тока.
Особенностью гибридного инвертора является именно возможность параллельной работы с источником переменного тока – сетью или генератором – в режиме инвертора. Гибридный инвертор может использовать энергию от аккумуляторов, заряжаемых от возобновляемого источника энергии, одновременно с энергией от сети/генератора, не отключаясь от сети. При этом должна быть возможность выставлять приоритет для источника постоянного или переменного тока; например, при выставлении приоритета для источника постоянного тока в первую очередь нагрузка питается от аккумуляторов, а недостающая энергия берется от источника переменного тока. Часто имеется возможность ограничивать ток или мощность, которые берутся от сети или генератора.
Следует отметить, что существуют более простые инверторы, в которых приоритет аккумуляторов реализован путем отключения от сети. В таких блоках бесперебойного питания при определенном напряжении на аккумуляторах источник переменного тока отключается, и питание нагрузки осуществляется от аккумуляторов. Такие инверторы не являются гибридными. Приоритет для источника постоянного тока возможен только путем полного отключения сети от входа и переходом на работу полностью от аккумуляторов. Это приводит к “дерганной” работе системы и дополнительному циклированию аккумуляторов. Хорошо, если имеется возможность выбирать напряжение, при которых сеть отключается и подключается. Но во многих недорогих ББП такой возможности нет и пороговые напряжения жестко заданы без возможности регулирования.
У нас на сайте есть сравнение функций различных качественных блоков бесперебойного питания. В таблице ниже приведено сравнение гибридных инверторов. Также, мы включили в список не-гибридные инверторы, в которых приоритет для источника постоянного тока реализован переключением на работу от аккумуляторов. Инверторы Victron Energy также переключаются на аккумуляторы, но производитель в будущем обещает выпустить прошивку, которая сделает данные ББП гибридными.
Сравнение возможностей гибридных инверторов
– требуется перепрошивка, дополнительное оборудование или другие усовершенствования.
Особенности различных моделей
Ниже перечислены некоторые особенности реализации различных функций в инверторах и ограничения в настройках.
Studer Xtender
Schnieder Electric Conext XW+
Сейчас выпускается серия XW+, белого цвета. На складах у дилеров еще можно найти серию SW – это упрощенные инверторы, больше в РФ не завозятся. Если вы уже владелец инвертора SE, обратите внимание на аксессуары – коммуникационные комплекты, устройство для автозапуска генератора AGS, выносную панель управления SCP.
Outback G(V)FX(R)
МАП-Энергия Гибрид, Dominator, Titanator
Эти инверторы российского производителя являются гибридными в части работы с аккумуляторами. Они могут давать приоритет для источника постоянного тока. К их выходу также можно подключать сетевой фотоэлектрический инвертор (это допускается), и при наличии сети энергия от сетевого инвертора передается на вход МАП. Младшая модель МАП Sin Pro не является гибридной!
Rich Electric CombiPlus
Эти инверторы тайваньского производителя допускают подключение сетевого инвертора к выходу, но управлять могут только сетевым инвертором SolarWorx по коммуникационному кабелю. Частоту на выходе не меняют. Поэтому на выход CombiPlus не рекомендуется подключать иные, чем SolarWorx, сетевые фотоэлектрические инверторы – он не сможет их отключить при наличии излишков солнечной электроэнергии.
Одним из преимуществ ББП CombiPlus является сохранение номинальной мощности до температуры 70°С. Ни один из инверторов известных нам других производителей не обладает такой характеристикой, обычно мощность на выходе начинает ограничиваться при разогреве инвертора до 45°С. Это оборудование в Архиве, поставляется только под заказ со 100% предоплатой.
Про другие особенности применения перечисленных выше гибридных инверторов вы можете почитать, перейдя по гиперссылкам на названиях инверторов в таблице выше.