Инвертор для солнечных батарей без аккумулятора

Использование солнечных панелей без аккумулятора

С появлением солнечных батарей для преобразования энергии солнца в электрическую стала рассматриваться возможность использовать солнечные панели без аккумулятора. Все дело в том, что АКБ влекут дополнительные затраты. Будет ли выгодным отказ от их использования – рассмотрим ниже.

Зачем отказываться от аккумуляторов

Система, в которую включен АКБ, обеспечивает непрерывную подачу энергии. Будет ли подача действовать всю ночь – зависит от ёмкости и вместительности аккумулятора. Преимущество солнечной системы с АКБ – непрерывная подача энергии в рамках доступного резерва.

В то же время она обладает следующими недостатками:

• высокая стоимость АКБ (от 11 000 р.) и стабильный рост цены аккумуляторов;
• снижается КПД системы, т.к. энергия теряется при заряде-разряде батареи;
• короткий срок службы аккумуляторов (при большой нагрузке – 1-2 года);
• необходимость замены аккумуляторов влечет дополнительные расходы;
• утилизация АКБ доступна не в каждом регионе.

Можно ли использовать солнечные панели без аккумулятора

Да, но важно понимать, что солнечные батареи без аккумулятора работают только тогда, когда светит Солнце. Ночью и во время облачности энергия от них перестанет поступать.

Солнечные системы без использования аккумуляторов актуальны как резервный источник энергии. При хороших погодных условиях он может стать постоянным. Возможность включения его в цепь с центральным электроснабжением обеспечит непрерывную подачу энергии с ощутимой экономией средств.

Отказ от аккумуляторов целесообразен только, если солнечная система будет работать в связке с центральным электроснабжением.

По сравнению с аккумуляторными, солнечные панели без использования аккумуляторов обладают следующими преимуществами:

• низкая стоимость установки;
• меньше компонентов для обслуживания;
• экономия на счетах за электроэнергию;
• экологически чистое производство энергии.

В первую очередь, обдумывая такой вариант необходимо определиться со следующими параметрами:

• частота перебоев электроснабжения (внезапные отключения электричества);
• влияние таких перебоев на вашу деятельность.

Если перебои с электроэнергией происходят часто, и они критичны (например, к компьютеру не подключен аппарат бесперебойного питания), солнечные панели без АКБ не подойдут.

А можно ли обойтись без инвертора?

Такой подход сомнителен и может работать только в частных случаях. Как минимум, из-за того, что в этом случае на розетках будет постоянный ток, а большинство электроприборов рассчитано на работу с переменным.

Тем не менее, обратите внимание на видео ниже. Авторы смогли запитать кофеварку с ТЭНом и устройства с блоками питания.

Где выгодно использовать солнечные панели без аккумулятора

Использование солнечных батарей без АКБ подойдет в том случае, если этот источник питания не является единственным. И настроено автоматическое переключение с одного на другой, причем для экономии на счетах приоритетным должен быть солнечный источник. В этом случае, когда Солнце будет заходить за облака, или наступит ночь, электропитание пойдет от другого поставщика (например, центральное электроснабжение). А в ясные дни можно пользоваться солнечной энергией и без АКБ.

Источник

Инвертор для солнечных батарей без аккумулятора

Вопрос от 08/01/2013 по электронной почте от Вячеслава (v*****5 at rambler.ru):

Здраствуйте. может солнечная электростанция работать без аккумуляторов т.е. без накопления электричества на прямую с преобразователем и конвертором. Возможны варианты?

Ответ:

Здравствуйте!
Да, такой вариант возможен.

Мы можем предложить Вам вариант со специальным инвертором, который подмешивает электричество от солнечных батарей в сеть 220 Вольт.
В этом случае, днем энергия от солнечных батарей будет использоваться в первую очередь. А если ее недостаточно, то дополнительно будет использоваться энергия из сети.
При этом нужно иметь ввиду, что если отключат сетевое электричество, то энергию от солнечных батарей использовать не получится (для работы этого инвертора обязательно должен быть источник 220 Вольт).

Добрый день!
Все инверторы серии MultiPlus, в том числе и MultiPlus Compact 24/2000/50-30, работают только совместно с АКБ (это не сетевые инверторы, для работы которых АКБ не требуется).

При пропадании сети 220 Вольт инвертор использует в первую очередь энергию от СБ, а если ее недостаточно, то от АКБ.
При наличии сети 220 Вольт возможно большое количество вариантов программирования инвертора, в том числе, приоритетное использование энергии от СБ.

Кроме модели MultiPlus Compact 24/2000/50-30, рекомендую обратить внимание на инвертор немного меньшей мощности PSC1800-24-35, который также обладает широкими возможностями настройки (даже бОльшими, чем инверторы MultiPlus).

48 гр.сш. — это неполная информация, т.к. от долготы тоже зависит выработка СБ.
Тем не менее, если Вы купите две солнечные панели по 300 Вт, то в весенне-летний период обеспечите до 100 кВт*час «солнечной» электроэнергии в месяц в зависимости от региона.

Рекомендую посмотреть это готовое решение, чтобы понять примерный состав оборудования.

Да, Вы все правильно поняли.
Несколько схем Вы можете найти этом форуме, например, в 10-м сообщении этой темы есть схема солнечной электростанции с контроллером заряда и инвертором с ЗУ.

А в случае с сетевым инвертором все гораздо проще — на его вход подключается цепочка СБ, а его выход подключается к сети 220 Вольт через автомат.

Инвертор с зарядным устройством и контроллер заряда определяют степень заряда АКБ по уровню напряжения на АКБ.
Инвертор имеет полную информацию о нагрузке, т.к. вся нагрузка подключена через него, и может быть запрограммирован так, как нужно пользователю.

Если Вы сформулируете свою задачу, то я смогу ответить, можно ли это сделать. Т.к. описать бесконечное множество вариантов программирования инвертора я не могу.

Пока я писал ответ, Вы уточнили свой вопрос:

Получается, что при недостаточном использовании СП, все равно будет работать АКБ? До определенного ее разряда?
И тогда нет особой разницы какой инвертор использовать сетевой без Контр.зар. или сетевой с контр.заряда и АКБ?

И задача основная стоит иметь 100# резерв в виде АКБ + использование альтернативных источников

Таким образом можно настроить инверторы Outback серий GFX, GVFX, но проблема их использования состоит в том, что если солнечные батареи выдают больше энергии, чем в данный момент потребляют электроприборы в доме, то излишки энергии уходят в общую сеть. А генерация электроэнергии в сеть запрещена по текущим договорам электроснабжения (можно только получать электроэнергию).
Поэтому использование сетевых инверторв, работающих по этому же принципу и не развито пока в России. Могут быть проблемы с ресурсоснабжающей организацией, если они обнаружат, что Вы генерируете электроэнергию в общую сеть.

20% (при 100% используем СП, при 80% — используем сеть и ждем пока АКБ зарядятся до 100%)

Источник

Нужны ли аккумуляторы в системе электроснабжения?

Если вы планируете систему электроснабжения с солнечными батареями, у вас есть выбор — сделать ее без аккумуляторов, или с аккумуляторами. Для правильного выбора необходимо ответить на следующие 3 вопроса:

В большинстве мест, где сети новые, перерывы в электроснабжении бывают редко и ненадолго. Исключение составляют изношенные сети, сельские сети, а также удаленные районы с протяжёнными сетями. В этих случаях вероятность повреждения линий электропередач (ЛЭП) и аварий на линиях резко возрастает. Причинами могут быть как перегрузка оборудования, так и природные явления — бури, ураганы, ледяные дожди, мокрый снег и т.п. В удалённых местах сетям требуется больше времени, чтобы устранить неполадки. Более того, электросети обычно в первую очередь чинят неполадки на участках, которые питают много потребителей, а если ваш участок ЛЭП питает только несколько домов и они расположены достаточно далеко — вы можете ждать ремонта довольно долго.

1. Как часто у меня бывают перерывы в электроснабжении?
2. Как долго бывают типичные аварии в электросетях?
3. Насколько аварии в сетях влияют на мою жизнь?

Более важно учитывать длительность перерывов в электроснабжении, чем их частоту. При перерывах, скажем, менее 15 минут, обычно ничего страшного не происходит — вам только нужно иметь бесперебойник для своего компьютера, чтобы не потерять данные. Если же перерывы в электроснабжении растягиваются на полдня-день и более, то вам необходимо установить аккумуляторную систему бесперебойного электроснабжения, которая обеспечит вам энергию для системы отопления, насосов, освещение и других важных потребителей. Желательно иметь в составе такой системы и солнечные батареи или ветроустановку. Если же перерывы в электроснабжении превышают несколько дней, то вам обязательно нужен дополнительный источник энергии — солнечные батареи и/или ветрогенератор,- а также резервный жидкотопливный генератор.

Конечно, очень важно, как сильно влияют перерывы в электроснабжении на ваш стиль жизни. Если сеть пропадает несколько раз в год на несколько минут и переустановить часы не является для вас большой проблемой — то безаккумуляторная система солнечного электроснабжения — как раз то, что вам нужно. Более того, некоторые люди рассматривают нечастые перерывы в электроснабжении как развлечение — можно устроить раз-два в году ужин при свечах вместо того, чтобы в течение всего года заботиться о состоянии аккумуляторной батареи.

С точки зрения производительности, безаккумуляторная система производит больше электроэнергии, чем аккумуляторная. Во-первых, часть энергии будет теряться на заряд-разряд аккумулятора (до 20%), часть энергии теряется в менее эффективных батарейных инверторах и контроллерах заряда. См. более подробно здесь. Однако, вследствие того, что в солнечных аккумуляторных соединенных с сетью системах аккумуляторы редко сильно разряжаются, то выигрыш по сравнению с аккумуляторными системами может быть не более, чем 5-10%. А вот ветряные соединенные с сетью системы могут значительно превосходить в выработке батарейные системы — см. ниже.

Если безаккумуляторная система — это то, что вам нужно, то следующий вопрос — какой источник энергии использовать — солнце, ветер или текущую воду?

Солнечные фотоэлектрические системы, соединенные с сетью

По сравнению с батарейными соединенными с сетью системами, безаккумуляторная система может быть дешевле на 40-50% за счет отсутствия аккумуляторов и связанных с ними частей системы. Кроме существенных капитальных вложений при установке батарейной системы, нужно менять аккумуляторы примерно каждые 7-8 лет. Это еще более снижает привлекательность соединенных с сетью батарейных систем. Более того, очень трудно предсказать стоимость АКБ через 7-8 лет, т.к. стоимость свинца за последние несколько лет возросла в 3 раза (после ее падения во время кризиса 2008 года цена постоянно растет и сейчас она превысила предкризисный уровень).

Типичная схема соединенной с сетью фотоэлектрической системы электроснабжения

Безаккумуляторные сетевые системы обычно рассчитаны на высокое напряжение. Это существенно снижает требования к сечению проводов и, соответственно, уменьшает их цену. Можно повысить эффективность батарейных систем за счет применения MPPT контроллеров, а также запрета на подзаряд аккумуляторов в ночное время (без этой функции АБ будут заряжаться ночью от сети). Другой вариант — использовать сетевые инверторы вместо контроллеров заряда совместно со специальными батарейными инверторами, которые могут заряжать АБ с выхода (Xtender, SMA Sunny Island, Rich Electric, МАП Энергия Гибрид — см. раздел Инверторы для более подробной информации об этих инверторах).

Системы соединенные с сетью с аккумуляторами

Существуют 2 основных способа построения резервно-сетевой фотоэлектрической системы.

1. С использованием контроллеров заряда постоянного тока и батарейных инверторов, которые могут направлять излишки солнечного электричества в сеть, если аккумуляторы полностью заряжены. К таким инверторам относятся последние модели инверторов Outback (с буквой G в названии — grid-interactive), инверторы Xantrex XW, SMA, Steca Xtender.
2. С использованием сетевых фотоэлектрических инверторов и специальных батарейных инверторов, которые могут не только направлять излишки энергии от АБ в сеть, но и заряжать АБ с выхода инвертора. Т.е. сетевой инвертор присоединяется к выходу (а не ко входу) батарейного инвертора. Это позволяет существенно снизить потери в системе и повысить выработку энергии. Более подробно — см. на страничке Автономные и резервные системы электроснабжения с соединением на стороне переменного тока

Во втором случае резервная система может быть преобразована из сетевой безаккумуляторной системы. Т.е. есть возможность сначала установить сетевые инверторы и солнечные батареи, а затем, в случае необходимости обеспечивать резервное электропитание, добавить батарейный инвертор с аккумуляторами. При этом не понадобится менять проводку и перекоммутировать солнечные батареи.

Более подробно по схемотехнике систем электроснабжения с солнечными батареями можно почитать в статье «Методы построения систем«

Ветроэлектрические системы, соединенные с сетью

Соединенные с сетью ветроэлектрические установки — это наиболее быстро развивающийся сегмент рынка малых ветроустановок. Теперь ветроустановки могут использоваться не только в автономных системах, но и в обычных, соединенных с сетью, домах.

Те же самые аргументы по необходимости использования аккумуляторов в системе, которые были приведены для солнечных систем, можно отнести и к ветроэлектрическим системам. Большинство ветротурбин, рассчитанных на работу параллельно с сетью, имеют выходное напряжение гораздо выше, чем у ветротурбин, рассчитанных на работу с аккумуляторами — это обычно более 200В против 12-48В. Такое высокое напряжение также позволяет уменьшить сечение соединительных проводов и уменьшить их стоимость.

Вследствие большей неравномерности выработки энергии у ветрогенераторов по сравнению с фотоэлектрическими модулями, соединенных с сетью ветрогенераторы могут выработать гораздо больше энергии, чем соединенные с аккумуляторами. Также, большинство соединенных с сетью ветрогенераторов используют инверторы со слежением за точкой максимальной мощности, что может повысить выработку ветроустановки на 20-50%!

Есть несколько типов инверторов для соединенных с сетью ветроустановок. Наиболее известные — SMA Windy Boy, которые являются модификацией успешного фотоэлектрического инвертора Sunny Boy. Эти модификации позволили успевать отслеживать резкие колебания в выработке энергии, присущие ветроустановкам.

Windy Boy требует применения дополнительного устройства между ветротурбиной и инвертором, которое защищает его от перенапряжений. Обычно это устройство с выпрямителем и контроллером балластной нагрузки, которые направляет излишки энергии на нагреватель. Вероятность перенапряжения может возникнуть если ветер сильный, а сеть пропала и не может принять излишки энергии. Также, контроллер необходим для запуска ветрогенератора, когда инвертор еще не включен на генерацию в сеть и до достижения устойчивой выработки используется ШИМ для поддержания напряжения в пределах допустимого. Некоторые турбины используют механические регуляторы для поддержания напряжения в пределах допустимого.

Типичная схема соединенной с сетью ветроэлектрической системы электроснабжения

Выводы

Решение о типе вашей системе электроснабжения должно приниматься исходя из ваших конкретных потребностей. Конечно, безаккумуляторная система электроснабжения с солнечными батареями и/или ветроустановкой будет существенно дешевле и надежнее, и потребует гораздо меньших затрат на техническое обслуживание и поддержание системы в работоспособном состоянии. Однако реалии централизованного электроснабжения в России таковы, что резервное электроснабжение необходимо в большинстве случаев. Исключением может быть дом в городской черте, но обычно солнечные батареи устанавливают за городом.

Поэтому, даже если вы устанавливаете систему соединенную с сетью, резервное электроснабжение все равно вам будет необходимо. Наши специалисты помогут рассчитать вам оптимальную систему и подобрать оборудование, которое за минимальные деньги обеспечит вам как экономию электроэнергии, так и электроснабжение во время аварий в электрических сетях. Заполните форму заявки «Подберите мне оборудование» и получите квалицифированное коммерческое предложение в кратчайшие сроки.

Источник