Инвертор для систем с солнечными батареями

Инверторы для солнечной батареи – обзор популярных моделей

Инвертор представляет собой прибор, с помощью которого происходит преобразование постоянного тока в переменный, напряжением 220 В.

Источником постоянного тока для него служат как солнечные, так и аккумуляторные батареи. Чаще всего они используются как резервное электропитание при перебоях с подачей напряжения в существующих электросетях.

В общем виде солнечная энергоустановка состоит из:

• солнечных батарей;
• инвертора;
• аккумулятора;
• контроллера заряда;

С целью обеспечения надлежащей работы всей системы, входящие составные части должны подбираться с учетом технических параметров каждого из устройств. Это в полной мере относится и к инверторам, работающими совместно с солнечными батареями.

Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток напряжением 12, 24 и 48 В. Напрямую подключение электроприборов, работающих от сети переменного тока напряжением 220 Вольт к солнечным батареям невозможно. Поэтому постоянный ток, получаемый при помощи солнечных батарей, необходимо преобразовывать в переменный ток напряжением 220 Вольт. Для этого и служат инверторы.

Схема работы электроустановки:

Виды инверторов для солнечных батарей и их характеристики

Существует два типа инверторов:

Сетевые

Предназначенные для установки между солнечной батареей и сетью переменного тока напряжением 220 вольт. Используются они исключительно днем и обеспечивают работоспособность единичных электроприборов, подсоединяемых непосредственно к инвертору.

Автономные

Используемые в системах солнечного энергоснабжения с применением аккумуляторов. В этом случае инвертор используют для преобразования постоянного тока от аккумулятора, который заряжается от солнечных батарей. Эти инверторы применяют в системах бесперебойного питания, обеспечивая полную независимость потребителя от нестабильной работы сети энергоснабжения.

Работа инвертора характеризуется формой выходного сигнала переменного тока.

Сформированный выходной сигнал бывает в виде:

• чистой синусоиды;
• квази-синусоиды (модифицированный синус);

Синусоидальные инверторы обеспечивают на выходе идеальную синусоиду сигнала переменного тока, которая намного превосходит имеющуюся в обычной сети энергоснабжения. Именно этот параметр обеспечивает надежную работу электроприборов, обладающих высокой чувствительностью к нестабильному напряжению. Такие инверторы отличаются высокой стоимостью и большими габаритами.

Инверторы с квази-синусоидой, вырабатывают переменный ток, имитирующий синусоиду в виде сигнала прямоугольной или треугольной формы, а также формы сигнала в виде трапеции. Такие инверторы наиболее востребованы, так как они намного меньше и дешевле синусоидальных инверторов. Правда их использование для электропитания приборов, чувствительных к перепадам сетевого напряжения крайне нежелательно.

Форма сигнала инвертора — синусоидальная (слева), модифицированный синус (справа)

Выбор инвертора

Устройство современного инвертора

При выборе инвертора необходимо обращать особое внимание на целый ряд технических параметров:

• номинальная и пиковая мощность;
• коэффициент полезного действия (КПД);
• потребляемая мощность без нагрузки;
• величина температурного диапазона;
• масса прибора;

Также необходимо обратить внимание на зависимость мощности инвертора от выходного напряжения солнечной или аккумуляторной батареи системы бесперебойного питания солнечных энергоустановок:

• при 12 В – до 600 Вт;
• при 24 В – от 600 до 1500 Вт;
• при 48 В – более 1500 Вт.;

И на наличие защиты от:

• перегрузки по выходу;
• короткого замыкания;
• перегрева;
• высокого и пониженного, поступающего от батарей напряжения;

Широкий температурный диапазон инвертора также положительно характеризует его работоспособность.

Электроэнергия, получаемая от солнечной батареи, будет экономиться, если:

1. КПД инвертора находится в пределах 90-95%.
2. Мощность, потребляемая инвертором без нагрузки, не превышает 1% от величины его рабочей (номинальной) мощности.

Мощности инвертора должно быть достаточно для обеспечения совокупной номинальной потребляемой мощности всех электроприборов, предполагаемых для подключения к солнечной энергоустановке (расчетное значение).

Однако необходимо помнить о том, что практически все электроприборы обладают пусковой мощностью, то есть мощностью, необходимой для пуска конкретного электроприбора.

Эта мощность используется в течение нескольких секунд, после чего прибор начинает функционировать в штатном режиме. Выбирая инвертор, необходимо помнить, что пусковая мощность, указанная в документации, должна ориентировочно в полтора раза превышать величину рабочей (номинальной) мощности.

Обзор моделей

Конструктивные отличия инверторов напрямую определяются типом, к которому они относятся. Сетевые инверторы для систем солнечного энергоснабжения без применения дополнительных аккумуляторов, оснащаются регуляторами отбора максимальной мощности и специальными устройствами для контроля мощности солнечных батарей.

Такие схемотехнические решения позволяют инвертору включаться автоматически в тот момент, когда мощность солнечных батарей достаточна для генерирования переменного тока. Кроме того сетевые инверторы оснащаются стандартными электрическими розетками для подключения различных устройств.

Автономные инверторы конструктивно отличаются от сетевых наличием устройств, которые обеспечивают зарядку аккумуляторных батарей. Кроме того их оснащают целым рядом конструктивных узлов, защищающих аккумуляторы от перезаряда, неправильной полярности аккумуляторов и недозаряда.

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

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

Сетевые инверторы Conext компании Schneider Electric

Эти инверторы разработаны с целью повышения эффективности использования солнечных батарей, устанавливаемых на крышах частных и многоквартирных жилых домов. Они выдержали испытания на надежность MEOST (Multiple Environmental over Stressed Testing) и могут эксплуатироваться в самых тяжелых климатических условиях. К

ПД инверторов Conext составляет 97,5% даже при пиковых нагрузках. Линейка инверторов, присутствующих на рынке обеспечивает функционирование солнечных энергоустановок мощностью от 3 до 20 кВт.

Стоимость инверторов Conext находится в ценовом диапазоне 86900-327300 руб.

Инверторы голландской компании TBS Electronics

Компания с 1996 года выпускает только синусоидальные инверторы Poversine. Ее продукция представлена как маломощными инверторами для отдельных потребителей (номинальная мощность от 175 до 600 Вт) по цене 9400-21600 руб., так и более мощными (номинальная мощность от 850 Вт до 3,5 кВт) стоимостью 37050-79800 руб.

Инверторы российского производства (МАП “Энергия”)

Ассортимент российского производителя очень широк и представлен инверторами мощностью от 800 Вт до 1,2 кВт.

Существует несколько серий инверторов:

• МАП SIN– инверторы с чистым синусом, ценовой диапазон составляет 22700-130500 руб.;
• МАП HYBRID – синусоидальные инверторы с возможностью подкачки дополнительной энергии от аккумуляторов, стоимостью от 29700 до 166500 руб.;
• МАП HYBRID 3 фазы – инверторы с трехфазной конфигурацией.

Все инверторы МАП “Энергия” оснащены мощным зарядным устройством, позволяющим осуществлять зарядку любых типов аккумуляторов.

Китайская компания GoodWE

Продукция которой представлена сетевыми инверторами различной мощности. Компания отличается от остальных тем, что вместе с инверторами предоставляет программу для расчета сетевой системы на солнечных батареях, которая учитывает ориентацию солнечных батарей по углу их наклона, сторонам света и пр.

Кроме того, установив сетевой солнечный инвертор GoodWE, потенциальный потребитель получает возможность наблюдать за его работой с помощью планшетного компьютера или смартфона. Для этого необходимо установить специальное приложение, построенное на операционной системе Android. Также китайский производитель приятно удивляет невысокой ценой на свою продукцию.

Так, широко применяемый в Крыму, трехфазный сетевой инвертор GW20K-DT мощностью 20 кВт стоит 4800 долларов США при установленной гарантии 5 лет. Предлагается также увеличение гарантийного срока до 10 лет, правда тогда его цена возрастает до 5500 долларов США.

Подключение инвертора к солнечной батарее

Подключая инвертор к солнечной батарее необходимо помнить, что провода для передачи постоянного тока должны быть как можно толще, а их длина – как можно короче.

Если солнечная батарея находится далеко от потребителей электроэнергии, то лучше наращивать длину проводов, по которым проходит переменный ток напряжением 220 Вольт, а инвертор расположить непосредственно у самой батареи. Длина проводов от солнечной батареи до инвертора не должна превышать 3 метров.

Особые требования предъявляются к подключению инверторов, с мощностью, превышающей 500 Вт. Провода должны подсоединяться очень жестко, обеспечивая надежный электрический контакт между проводами и клеммами устройства. В случае плохого контакта возможно искрение в зоне подсоединения проводов, что может стать причиной пожара.

При использовании автономных инверторов в системах бесперебойного питания необходимо установить в цепях постоянного тока автоматические предохранители.

Используя в солнечных энергоустановках инверторы, желательно учитывать и форму их выходного сигнала по переменному току.

Большинство бытовых приборов могут работать от переменного тока с формой выходного сигнала в виде модифицированного синуса. Однако, циркуляционные насосы, работающие в непрерывном режиме, импульсные блоки питания современных телевизоров и ноутбуков, а также автоматика газовых котлов, требуют наличия переменного тока с чистой синусоидой. В противном случае эти устройства выходят из строя.

Непредсказуемыми последствиями может закончиться использование инверторов с переменным током в виде квази-синусоиды в том случае, если к системе электропитания подключена дорогостоящая аудиоаппаратура и видеопроекционная техника.

Источник

ТОП-12 инверторов для солнечных батарей

Инверторы для солнечных батарей представляют собой специализированный класс оборудования, способного осуществлять преобразование постоянного тока в переменный. Особенно важны эти приборы в системах СЭС и ВЭС, где энергия от основного источника питания поступает неравномерно.

Наличие инвертора необходимо:

1. Для обеспечения круглосуточного бесперебойного питания в сети, использующей централизованную подачу энергии параллельно с аккумуляторами.
2. В сетевых системах электроснабжения – совместная работа сетевого on-grid инвертора и центральной электросетью.
3. Для систем, где основным или единственным источником электроэнергии выступают фотоэлектрические панели или ветряки.
4. В гибридных и комбинированных системах электроснабжения, совместная работа ВИЭ с центральной сетью.
5. На других объектах с автономным электропитанием, построенных по принципу off-grid систем.
6. В мобильных комплексах на базе солнечных панелей, использующихся автомобилистами и любителями многодневных пеших турпоходов.

Физико-технические и эксплуатационные параметры инверторов для солнечных батарей отличаются:

• формой выходного сигнала, в идеале представляющего собой чистую синусоиду;
• вольт-амперными характеристиками;
• присутствием в конструкции солнечного контроллера и зарядного устройства от сети;
• типом используемых трансформаторов;
• качеством выходного напряжения;
• возможностями совместной работы с сетевыми / гибридными станциями;
• уровнем программного обеспечения, включая возможность удаленного управления.
• В этом обзоре мы кратко расскажем о двенадцати инверторах, которые собрали наибольшее число положительных отзывов потребителей (6 из премиального и 6 из бюджетного класса).

ТОП-6 инверторов 2020 – premium-класс

В данной категории инверторов рейтинг надежности получился следующим.

1. Schneider Electric

На вопрос, какой инвертор лучше для большого загородного дома, обычно дают ответ – Schneider Electric. Эти модели недешевы, но их качество и возможности оправдывают каждый вложенный рубль. Французская компания, основанная двумя немцами, стояла у истоков промышленной революции и вышла на энергетический рынок в далеком 1836 году. В XXI веке в состав концерна входило несколько крупнейших производителей электроники со всего мира, включая Xantrex Technology Inc. – мирового лидера в производстве электронных компонентов для систем СЭС и ВЭС.

Наиболее продаваемой моделью является гибридный инвертор Schneider Electric Conext XW+ 8548, огромным функционалом возможностей и непревзойденной надежностью, что относится ко всем моделям аккумуляторных инверторов данного бренда. Модели XW и SW могут подмешивать, продавать и аккумулировать энергию от солнечных батарей, что не могут сделать любые сетевые инверторы.

Выделяемые специалистами особенности on-grid инверторов от Шнайдер Электрик:

• полное отсутствие в этих инверторах для солнечных батарей электрохимических конденсаторов;
• эффективность преобразователя AC/DC – 98,0 ÷ 98,3%;
• три варианта модификаций – простейшая BASE, средняя ESSENTIAL и максимальная OPTIMUM, с различным функциональным наполнением;
• надежный комплекс систем защиты и встроенный МРРТ терминал.

2. Fronius

Бренд Fronius одноименной компании из Австрии пятый год подряд занимает уверенное первое место среди коммерческих и бытовых моделей. Лучшие инверторы этой марки отличаются уникальным сочетанием надежности, эффективности и безукоризненного обслуживания. Всем пользователям, зарегистрировавшимся на сайте Fronius Solar.Web, фирма предоставляет 10 лет гарантии на свое оборудование.

Инновационные технологические решения:

• технология активного принудительного охлаждения увеличенной мощности;
• система защиты от поступления постоянного тока;
• простая в обслуживании конструкция с защелкивающейся передней крышкой корпуса;
• многофункциональная мониторинговая система Fronius Solar.Web с возможностью удаленного доступа и управления по Wi-Fi;
• специальное мобильное приложение Solarweb – предоставляется бесплатно;
• опционально предлагается направление части генерации на водонагреватель – функция Fronius Ohmpilot.

3. Оutback power

Outback Power Technologies — ведущий производитель профессиональных систем автономного и резервного электроснабжения и один из лидеров в своей области. Outback FX/VFX линейки продвинутых сверхнадежных масштабируемых систем для автономного и резервного электроснабжения. Инверторы OutBack выпускают в двух модификациях FX и VFX. К преимуществам лучших инверторов для солнечных батарей OutBack Power относят:

• Уникальную защиту от воздействий окружающей среды.
• Возможность параллельного наращивания системы до 30 кВт (соединяя до 10-ти инверторов идентичной модели).
• Микропроцессор 5-стадийного зарядного устройства существенно увеличивает срок службы аккумуляторных батарей.
• Простота в обслуживании и ремонте, которые можно провести даже на месте установки системы.
• Полное отсутствие шума – в инверторе VFX установлен всего один вентилятор, который включается лишь при необходимости.

4. SMA Solar Technologies

Широко известный немецкий бренд, до 2016 года успешно боровшийся за мировое лидерство с австрийской продукцией Fronius. В среде специалистов часто называется оптимальным по соотношению цена / качество.

На вопрос, какой инвертор SMA Solar Technologies лучше, покупатели обычно отмечают сетевые модификации инверторов бренда – Tripower Core-1, SunnyHighpower и SunnyIsland.

Сдача позиций и откат на четвертое место рейтинга обусловлен периодом неудавшейся попытки перенести сборку и обслуживание в Китай, а также отсутствие в популярной серии AV внешнего дисплея. При мощном и чистом сигнале Wi-Fi это не представляет большой проблемы, но перебои со связью делают мониторинг проблематичным – особенно на гаджетах под Android.

5. Huawei

Компания вышла на инверторный рынок относительно недавно. Но традиции и элементная база сделали свое дело – первый же выпущенный инвертор Sun2000L стал лидером по спросу, надежности и функциональности.

Сегодня «Хуавей» предлагает покупателям отличную линейку небольших бытовых моделей весом не более 10 кг и мощностью 2-5 кВт.

Специалисты и потребители отмечают стильный дизайн, разработанный китайскими инженерами, компактность инверторов и возможность функционирования в автономных и гибридных системах.

6. Sungrow

Шестой в нашем списке и первый в Китае (на внутреннем китайском рынке он опережает даже «voltronic»). Бренд СанГроу обязан своим появлением на свет университетскому преподавателю.

В премиальном классе Sungrow оказался благодаря безупречной надежности, несмотря на сравнительно невысокую стоимость оборудования. Эти инверторы из Поднебесной вполне могли бы получить и более высокое место в рейтинге, если бы не проблемы с логистикой при обслуживании.

Какие инверторы этого бренда лучше для дома? Лидирующие позиции по продажам занимают гибридная модель SHK5-20, а также набирающая популярность Cristal G2.

Среди главных достоинств, помимо надежности и дешевизны, покупатели отмечают удобный портал мониторинга ISolarCloud и простое приложение для смартфона.

ТОП-6 инверторов 2020 – бюджетный класс

Вторая шестерка нашего рейтинга отличается от первой преимущественно уровнем функциональности и мощности. Надежность оборудования бюджетного класса практически идентична «элите», но купить такие инверторы можно значительно дешевле.

1. Bineos

Рейтинг инверторов для дома возглавляет один из лучших китайских брендов в области инверторов. Несмотря на Тайваньскую прописку, заводы по производству инверторов Bineos расположены в континентальном Китае, провинция ШэнЧжень. При сравнительно невысокой стоимости, всю продукцию бренда отличает безукоризненное качество и функциональность. И это однозначно одни из лучших инверторов для дома. О количестве инноваций, примененных в инверторах Bineos, говорит тот факт, что только исследовательскими разработками в компании занимается отдельное подразделение со штатом свыше 200 человек.

Даже наиболее бюджетные модели, например, инвертор Bineos EM3KF, отличает:

• идеальная исходящая синусоида;
• высокая эффективность преобразования тока;
• широкий диапазон настроек;
• информативность;
• компактность и стильный дизайн.

2. SmartWatt

Российский «инверторный» бренд, принадлежащий компании Delta Solar. Основными покупателями, помимо внутреннего рынка, являются РФ и ближнее зарубежье. Отличается огромным разнообразием предлагаемых инверторов для самых разнообразных задач и широчайшим диапазоном цен от 20 до 370 тыс. руб.

Специалистами и покупателями отмечается высокое качество моделей всех трех предлагаемых серий:

1. ECO – для гибридных систем и резервных систем, мощность от 1 до 7,2кВт. Имеют встроенный контроллер для солнечных батарей. Обязательно подключение к АКБ.
2. Hybrid – многофункциональное оборудование со встроенным контроллером для работы в гибридном режиме с возможностью использовать основной источник энергии любого типа. Есть модели, которые могут работать без АКБ.
3. GRID – группа мощных сетевых инверторов до 60кВт, наиболее продаваемым из которых является SmartWatt Grid 5K 1P 2MPPT.

3. Solax Power

Solax Power – очередной «новичок» среди инверторов в рейтинге для дома, быстро завоевавший популярность. Возможно, на высокий спрос повлиял фактор принадлежности бренда в качестве «дочки» одному из гигантов солнечного рынка Поднебесной, концерну Suntellite Group.

Третье место рейтинга «Солакс Пауэр» традиционно для Китая завоевал стоимостью. Цена всех инверторов линейки Solax Power X почти в 2 раза ниже, чем сходных по качеству и возможностям «европейцев».

4. GoodWe

Четвертое место рейтинга инверторов для дома занимает очередной «китаец» GoodWe, модели которого подкупают своей стильностью и фантастически надежной работой. Это единственный недорогой бренд Поднебесной, за минувшие 10 лет не получивший ни одной объективной претензии относительно качества.

Среди инверторов «Гуд Ви» наиболее удачливым и востребованным является Goodwe DNS 2019 года выпуска – без особых функциональных изысков, но очень надежный, компактный и дешевый.

5. Delta

Пятое место Delta Group обусловлено не самым удачным первоначальным выходом на рынок. Первая серия «Дельты», инверторы RPI, получилась крайне неудачной. Рост популярности бренда начался только в 2018, после выпуска обновленной линейки Delta Home Series. Подняться выше в списке оборудованию Delta Group мешает сравнительно высокая для Китая цена – даже у Huawei, она ниже. Однако большим плюсом служат 5 лет гарантии, нехарактерные для «бюджетников».

6. Ingeteam

Единственный европеец в списке – испанский Ingeteam, несмотря на отменные характеристики, проигрывающий в «бюджетном» секторе китайцам из-за более высокой цены. Все модели бренда отличает характерные для Европы качество, многофункциональность и информативность мониторинга.

ТОП популярности приходится на серию 1Play TL-M, включающую линейку моделей с диапазоном мощности 2,5 – 6 киловатт.

Какой инвертор лучше покупать для дома – решать Вам. Если при выборе инвертора возникли сомнения – наши специалисты дадут свой профессиональный совет и подберут вам наиболее выгодный вариант инвертора для солнечной станции.

Источник