Инвертор для солнечных батарей 12в

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

Солнечные батареи своими руками. Подбор оборудования для солнечных электростанций

О том, что такое солнечные батареи, как рассчитывать количество фотоэлектрических элементов и какие разновидности полупроводниковых ячеек можно использовать при строительстве солнечных электростанций, мы рассказывали в первой части данной статьи. Сегодня же мы поговорим о том, какое еще оборудование должно входить в комплект домашней автономной системы электроснабжения и как выбирать оптимальный для вашего дома солнечный инвертор, аккумулятор и контроллер.

Выбор контроллера

Солнечный контроллер, подключенный к солнечным батареям и аккумулятору, обеспечивает своевременную подзарядку аккумуляторной батареи (АКБ), защищает ее от преждевременной деградации и выполняет следующие функции:

• Автоматическое подключение АКБ к фотоэлектрическим модулям для подзарядки.
• Автоматическое отключение аккумулятора от фотоэлектрических панелей (ФЭП) при достижении максимального уровня зарядки (защита аккумулятора от перезаряда).
• Автоматическое отсоединение АКБ от потребителей электроэнергии при достижении недопустимого уровня разряда (защита аккумулятора от глубокого разряда).
• Повторное подключение нагрузки к аккумулятору при восполнении уровня его заряда.

Контроллер способен автоматически отключать нагрузку, подключаемую на выход «Load» устройства. К этому выходу подключаются маломощные потребители постоянного тока (светодиодные лампы).

Все потребители переменного тока (бытовые электроприборы, электроинструмент и т. д.) не имеют прямого подключения ни контроллеру, ни к солнечным панелям. Они через инвертор подключаются к аккумуляторной батарее.

При такой схеме подключения от глубокого разряда аккумулятор защищается не контроллером, а инвертором. К вопросам переразряда АКБ и способов защиты от него с помощью солнечного инвертора мы вернемся чуть позже.

Разновидности контроллеров

Основная задача солнечного контроллера состоит в том, чтобы обеспечивать режимы зарядки аккумуляторной батареи (силу тока и уровень напряжения), соответствующие типу АКБ и ее состоянию. Простейший контроллер типа «on-off» способен выполнять лишь 2 операции: автоматически включать или отключать аккумулятор от фотоэлектрических панелей. Но простейшие устройства активно вытесняются с рынка более продвинутыми контроллерами. Наиболее популярны сегодня контроллеры двух типов: ШИМ (PWM) – устройства широтно-импульсной модуляции, и МРРТ – устройства отслеживания точки максимальной мощности. Рассмотрим особенности перечисленных контроллеров.

Контроллеры типа «on-off»

Рассмотрим рабочий цикл простейшего контроллера типа «on-off», который подключен к автомобильному аккумулятору – 12 В. Когда напряжение аккумулятора упадет ниже номинала, а напряжение СБ достигнет зарядных значений, контроллер подключит аккумулятор к солнечной батарее. В этот момент начнется процесс зарядки АКБ (накопления), который будет продолжаться, пока напряжение на аккумуляторе не вырастет до 14,4 В. Определив, что напряжение на клеммах АКБ достигло указанного значения, контроллер отключит аккумулятор от солнечных батарей. Затем цикл повторится. Контроллер типа «on-off» не позволяет полностью зарядить аккумуляторную батарею, ведь для полного заряда на ее клеммы необходимо подавать напряжение – 14,4 В, в течение нескольких часов (этот период называется стадией абсорбции). Максимальный уровень зарядки при таком цикле не превысит 60–70%, а регулярный недозаряд приведет к значительному сокращению срока службы АКБ. Как видим, недостатки контроллеров типа «on-off» – налицо.

Контроллеры ШИМ

Контроллеры ШИМ позволяют заряжать АКБ на 100% благодаря оптимизированному рабочему циклу, который подразделяется на 4 стадии.

1. На начальной стадии зарядки аккумулятор получает всю мощность, генерируемую фотоэлектрическими панелями.
2. Стадия накопления характеризуется постепенным ростом напряжения на клеммах АКБ. Накопление заряда осуществляется при постоянной силе тока.
3. Когда напряжение на клеммах АКБ достигнет своего максимального значения, контроллер переведет зарядные параметры в режим абсорбции. Подаваемое напряжение на этой стадии остается постоянным, а зарядный ток постепенно уменьшается. Это позволяет аккумулятору накопить максимальное количество энергии, избежав перегрева и закипания.
4. Уравновешивающий заряд (режим float). На этой стадии аккумулятор поддерживается в заряженном состоянии.

Параметры зарядного тока и напряжения устанавливаются контроллером автоматически.

У контроллеров отключение нагрузки происходит при 11,2 В, повторное подключение – 12,5 В. Заряд идет до 14,4 В максимальным током, потом начинается ограничение на этом напряжении ШИМ. После стадии насыщения напряжение снижается до 13,7 В (стадия поддержки float).

ШИМ контроллеры рекомендуется использовать в системах с небольшой мощностью солнечных батарей (ориентировочно: от 100 Вт до 500 Вт). Это условие вполне соответствует параметрам домашних фотоэлектрических панелей. Контроллеры ШИМ постепенно вытесняются с рынка более совершенными устройствами МРРТ, изначально создаваемыми для мощных солнечных батарей.

MPPT при мощностях СБ менее 500 Вт применять не всегда имеет смысл (хотя, это вопрос спорный: бывают случаи когда это можно и нужно делать). Тенденции развития контроллеров таковы, что скоро ШИМ контроллеры будут вытеснены MPPT даже на малых мощностях.

Контроллеры МРРТ

Алгоритм работы контроллеров МРРТ следующий: устройство в реальном времени отслеживает параметры электрического тока на выходе из солнечной батареи, определяя значения в паре ток-напряжение, при которых мощность, получаемая от фотоэлектрических панелей, будет максимальна. Одновременно контроллер отслеживает стадию зарядки аккумулятора и подает на его клеммы ток с необходимыми параметрами.

Автоматическое определение точки максимальной эффективности заряда помогает увеличить коэффициент использования солнечной энергии на 20-30%. Контроллеры МРРТ позволяют подключать к системе солнечные батареи, номинальное напряжение которых значительно выше напряжения АКБ. Это гарантирует, что даже в пасмурную погоду напряжение СБ будет превышать зарядное напряжение аккумулятора. То есть в солнечный день контроллер будет автоматически понижать высокое входное напряжение, а при недостатке света солнца АКБ будет заряжаться за счет запаса по напряжению СБ.

Для того чтобы правильно выбрать контроллер для той или иной солнечной электростанции, необходимо знать характеристики источника тока и аккумулятора. Но есть по этому поводу и общие рекомендации, разработанные производителями:

• Контроллеры МРРТ, учитывая их сравнительно высокую стоимость, следует использовать при мощности солнечных батарей – от 500 Вт и выше (это будет экономически целесообразно).
• Контроллер ШИМ подойдет для солнечных батарей небольшой мощности, у которых номинальное напряжение соответствует номиналу АКБ (для 12-ти вольтовых АКБ подходят панели с номиналом 17-22 В, а для 24-ти вольтовых АКБ – панели номиналом 34-45 В).
• Контроллер МРРТ разработан для СБ, напряжение которых гораздо выше напряжения АКБ (это позволяет создавать запас напряжения и обеспечивать заряд аккумулятора даже в пасмурную погоду).

Недостаток мощности в системах, работающих на контроллерах ШИМ, можно компенсировать установкой дополнительной солнечной панели. Это может быть дешевле, чем установка более производительного контроллера МРРТ.

По поводу преимуществ MPPT перед ШИМ: не всегда и не везде они есть, но в большинстве случаев добавка к выработке будет. Нужно только смотреть – стоит ли такая добавка больше, чем разница в стоимости MPPT и ШИМ контроллера.

Выбор аккумулятора

Выбирая аккумуляторы для солнечных батарей, пользователи FORUMHOUSE руководствуются разными соображениями:

• Те, у кого есть средства и возможности, приобретают долговечные и дорогостоящие щелочные аккумуляторы – никелево-кадмиевые (НК) или никелево-железные (НЖ).
• Кто-то приобретает специализированные гелевые батареи, изготовленные по технологии GEL, которые в сравнении с привычными стартерными АКБ служат гораздо дольше, но и стоят дороже.
• Те же, кто предпочитает наиболее доступный вариант, используют стартерные автомобильные АКБ.

Учитывая, что выбор АКБ во многом зависит от реальных возможностей владельца СБ, то давать какие-либо рекомендации в этом плане очень трудно. Но перечислить преимущества и недостатки различных батарей следует.

Кислотные (автомобильные) АКБ

Стартерные АКБ – самые дешевые и доступные для большинства покупателей батареи. Несмотря на довольно внушительную емкость, эти АКБ являются буферными: они изначально рассчитаны на кратковременный неглубокий разряд и быструю подзарядку до полной емкости. Они совершенно не предназначены для работы в условиях циклического режима и глубокой разрядки. Отсюда вытекают недостатки представленных аккумуляторов.

В автомобильных АКБ буферный режим работы! Поэтому в автономке с циклическим режимом работы (неважно – есть 3-х стадийная зарядка или нет её) максимум – год работы, и хана стартерным АКБ. Я основываюсь на опыте очень большого экопоселения, в котором нет электросетей. Более сотни семей пробовали свинцовые АКБ (естественно, начиная со стартерных). Результат всегда один и тот же: при постоянном использовании батареи хватает на год, при сезонном – 2-3 года могут продержаться.

В таблице представлена зависимость напряжения холостого хода от степени разряда свинцово-кислотной батареи.

Таблица дает примерное понимание величины напряжения, при котором следует отключать нагрузку от АКБ (напряжение отсечки). Примерное оно потому, что напряжение аккумулятора, подключенного к нагрузке, всегда ниже напряжения холостого хода батареи. Параметры холостого хода замеряются, спустя несколько часов после отключения нагрузки. Устанавливая напряжение отсечки, лучше руководствоваться рекомендациями производителей АКБ и показаниями контроллера (большинство устройств показывает процент заряженности батареи).

Посмотрите паспорт на свою батарею. Я вчера смотрел информацию о том, какими токами ее можно разряжать и до каких значений.

Щелочные аккумуляторы

Щелочные АКБ рассчитаны на циклический режим работы (что оптимально для автономных систем электроснабжения): они способны постепенно отдавать свою энергию, пока не наступит их полный разряд.

И чем глубже будет разряжена такая батарея, тем большую емкость она наберет во время подзарядки (это называется эффектом памяти).

Заряжать и разряжать щелочной аккумулятор порциями нельзя – только «от и до». Зато при правильной эксплуатации (помимо зарядки/разрядки она подразумевает промывку банок и замену электролита раз в сезон) щелочные АКБ служат по 20 лет.

Существенный недостаток щелочных аккумуляторов состоит в том, что при малых токах они плохо заряжаются или не заряжаются вовсе. Решить подобную проблему можно, правильно рассчитав мощность солнечных панелей и установив подходящий контроллер.

Вывод: если есть такая возможность, то для солнечных панелей лучше приобретать щелочные аккумуляторы.

У нас тут четверть века поселок без централизованного энергоснабжения, и все жители используют аккумуляторы – 12 В. Причем всегда, всеми правдами и неправдами, добывали щелочные (НК и НЖ). У меня сейчас работают десять банок ТНЖ-250 от погрузчика, списанные еще в начале 90-х. В них примерно треть паспортной емкости, но мне этого вполне достаточно, а емкость эта уже много лет не меняется.

Гелевые аккумуляторы

Если недостатки автомобильных аккумуляторов для потребителя неприемлемы, а приобрести подходящий щелочной аккумулятор у него нет возможности, то выбор делается в пользу свинцово-кислотных гелевых батарей. По своим характеристикам они оптимально подходят для автономных систем солнечной и ветровой энергетики, не требуют обслуживания, а срок их службы составляет 10 лет. Недостаток гелевых батарей их высокая стоимость.

Существуют еще литий-железо-фосфатные АКБ (литий-ионные). Они, кстати, признаны самыми лучшими батареями для автономных систем.

Беря во внимание «заоблачную стоимость этих устройств, в самодельных системах их используют лишь единицы.

Расчет емкости аккумуляторов

Рассчитать требуемую емкость аккумуляторных батарей для автономной системы электроснабжения довольно просто. Для этого нам понадобятся следующие исходные параметры:

1. Емкость аккумуляторов (А*ч), которые планируется использовать в системе.
2. Напряжение на рабочих клеммах АКБ (В).
3. Суммарная нагрузка на аккумуляторы (Вт).

Чтобы вычислить параметры АКБ, которая понадобится для вашей системы, емкость аккумулятора и нагрузку на батарею целесообразно перевести в одну систему измерений. То есть Ампер*час нам нужно перевести в кВт*час.

Переводить емкость АКБ в количество энергии принято следующим образом: нужно умножить номинальное напряжение батареи (12 В) на ее паспортную емкость (190А*ч).

12(В) * 190(А*ч) = 2280 Вт*ч = 2,28 кВт*ч.

Расчеты показывают, что одна свинцово-кислотная автомобильная батарея емкостью 190А*ч при разряде сможет отдать примерно 1,14 кВт*ч электроэнергии, разрядившись на 50% (с учетом потерь электроэнергии это значение можно округлить до 1 кВт*ч). Щелочной аккумулятор с аналогичной емкостью (который не боится полного разряда) за один цикл сможет отдать в 2 раза больше электроэнергии.

Стартерные АКБ лучше до конца не разряжать: рекомендую только на 50% от полной емкости.

Много это или мало – все зависит от нагрузки на батарею. Если нагрузка на 12-ти вольтовый аккумулятор емкостью 190 А*ч будет равна 100 Вт, то все потребители, подключенные к батарее, смогут непрерывно работать в течение 10-ти часов. После чего аккумулятору потребуется обязательная подзарядка.

Рассчитывая параметры АКБ, следует соотносить их с техническими характеристиками солнечных панелей и инверторов. Всегда необходимо учитывать неизбежные потери электричества и природные факторы:

• Ток, потребляемый солнечным инвертором без нагрузки – зависит от КПД устройства (если инвертор, подключаемый к 12-ти вольтной АКБ, без нагрузки потребляет 2А, то за 10 часов работы он потребит 20А*ч, или 0,24 кВт).
• Сопротивление проводников.
• Естественное снижение паспортной емкости АКБ в процессе эксплуатации (когда показатель емкости снижается до 60% от первоначальной величины, ресурс батареи исчерпан).
• Потери, отражающие КПД аккумулятора (свинцово-кислотные АКБ в процессе зарядки потребляют примерно на 20% больше электроэнергии, чем потом отдают) – эти потери должны быть учтены при расчете мощности фотоэлектрических панелей.
• Неравномерное количество солнечных дней в разное время года и т. д.

Внимательного расчета требуют аккумуляторы, к которым подключаются приборы с большими пусковыми токами.

В системе с холодильником АБ должна быть емкостью не менее 200-400 А*ч. Такие АБ выдерживают, как минимум, десятки ампер без существенной просадки напряжения.

На практике для расчета емкости АКБ целесообразно использовать онлайн калькуляторы солнечной энергии, учитывающие совокупность перечисленных параметров.

Увеличить емкость можно, используя несколько аккумуляторных батарей, соединенных параллельно.

Если батарей много, то следует использовать последовательно-параллельное соединение.

Выбирая тип соединения АКБ, нельзя выпускать из вида два немаловажных параметра: выходное напряжение контроллера и входное напряжение солнечного инвертора. Они должны соответствовать суммарному напряжению аккумуляторных батарей.

Объединяя несколько аккумуляторов в одну батарею, следует придерживаться еще одного правила.

Нельзя ставить более 4-х групп в параллель, а по-хорошему – не более 3-х. Да, при просадке напряжений «умная» зарядка компенсирует «плохую» батарейку, но процесс старения АКБ во всей батарее подстёгивается: одна «паршивая овца» убивает остальные батарейки.

Раз в месяц желательно тестером проверять емкость всех аккумуляторов. Это поможет вовремя обнаружить испорченный аккумулятор и принять меры для того, чтобы избежать угрозы разбаланса.

Температура в помещении, где установлены аккумуляторы, должна соответствовать определенным значениям. Если, к примеру, щелочные никель-кадмиевые АКБ менее прихотливы (их можно использовать при температурах от -20ºС до +45ºС без потери емкости), то для эксплуатации свинцово-кислотных (СК) аккумуляторов оптимальная температура окружающей среды равна +20ºС. А повышение эксплуатационной температуры герметичных свинцово-кислотных батарей на каждые 10ºС сокращает срок службы АКБ в 2 раза (инструкция по эксплуатации свинцово-кислотных батарей п. 10.10).

Место установки АКБ – в доме, поэтому искал герметичные батареи. Сведения об условиях эксплуатации: обычно при постоянной температуре в 30ºС срок жизни СК АКБ вдвое меньше, чем при 20ºС.

Для того чтобы уберечь аккумуляторы от глубокого разряда в облачные дни, батареи можно периодически подзаряжать от другого источника (от дизельного генератора или ветрогенератора).

Системы автономного электроснабжения, работающие от солнечных панелей и генератора, принято называть гибридными. Гибридные электростанции являются самым оптимальным решением для организации автономного электроснабжения.

Выбор инвертора

Основная функция инвертора заключается в преобразовании стандартного напряжения и постоянного тока аккумуляторных батарей в бытовой переменный ток напряжением 220В. График напряжения на выходе из инвертора имеет синусоидальную форму. И в зависимости от того, какие потребители будут подключены к питанию от СБ, инвертор должен выдавать напряжение либо с правильной синусоидальной формой графика (чистый синус), либо с модифицированным синусом (меандр). Как именно ведет себя график напряжения на выходе из инвертора, зависит от особенностей устройства.

Некоторые электроприборы стабильно работают и на «модифицированном синусе»: электронагреватели, компьютеры, устройства с импульсными источниками питания (определенные модели телевизоров). Опытные пользователи нашего портала рекомендуют приобретать инверторы, дающие на выходе «чистый синус». Форма выходного сигнала указывается в характеристиках устройства.

Выбирая инвертор, следует обращать внимание не только на форму выходного сигнала, но и на мощность устройства.

• Номинальная мощность (рабочая) должна быть на 25-30% выше суммарной мощности постоянно задействованных в работу потребителей.
• Пиковая мощность инвертора должна превышать мощность возможной кратковременной нагрузки на прибор. Речь идет о нагрузке, которая возникнет в случае одновременного включения нескольких потребителей, обладающих большой пусковой мощностью (холодильник, электродвигатель насоса и т. д.).
• В характеристиках инвертора указывается еще и максимальная мощность. Она меньше пиковой, но больше номинальной. Этот параметр обозначает допускаемую кратковременную нагрузку, при которой устройство проработает в течение нескольких минут (5-10 мин) и не выйдет из строя.

Пусковой ток холодильника может не потянуть инвертор, но у меня, к счастью, мощности инвертора вполне хватает. Мощность постоянная – 2,5 кВт, пиковая – 4,8.

КПД инвертора также имеет большое значение при выборе устройства. Он определяет потери электроэнергии во время работы устройства и может варьироваться в следующих пределах: 85-95% (в зависимости от модели). Рекомендуется выбирать устройство с КПД – от 90% и выше. Ведь за инвертор мы заплатим один раз, а за его низкий КПД платить придется постоянно.

Инверторы, подключаемые напрямую к свинцово-кислотным аккумуляторам, должны защищать АКБ от глубокого разряда. В большинство современных инверторов подобная функция встроена. Порог отсечки нагрузки может быть установлен заводом-изготовителем, а может регулироваться пользователем.

Нижний порог отсечки нагрузок от АКБ – 10В-10,5В (в 12-ти вольтовых системах) стандартен По сути, это аварийная защита от глубокого разряда батареи. Теперь про регулируемые настройки: есть инверторы с регулируемыми настройками, есть – без настроек. Бюджетные модели имеют меньше функционала, дорогие – больше. Потребитель сам определяет, что ему больше нужно и по какой цене.

Помимо обычных преобразователей, в системах автономного питания часто используются гибридные и комбинированные инверторы. Комбинированные – способны совмещать функции контроллера и инвертора. Гибридные – позволяют осуществлять питание потребителей как от сети, так и от аккумуляторов.

О сечениях проводников, которые соединяют различные элементы автономной системы электроснабжения, о параметрах защитных устройств и о способах монтажа используемого оборудования вы узнаете в заключительной часте настоящей статьи.

Какими соображениями руководствуются пользователи FORUMHOUSE, выбирая кислотные или щелочные аккумуляторы для автономных систем, вы можете прочитать в соответствующем разделе. О том, как правильно выбрать подходящий контроллер или автономный инвертор для систем, работающих от солнечных батарей, можно узнать, посетив темы нашего сайта, открытые для обсуждений. А о самых популярных способах, позволяющих решить проблему отсутствия электричества, вы узнаете из статьи, основанной на опыте пользователей нашего портала.

Источник