Инвертор для солнечных батарей для чего нужен

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:

1. Автономные («off grid») – способны работать только отдельно от внешних электрических сетей, используются для автономных систем электроснабжения.
2. Сетевые («on grid») –работают в синхронном режиме с внешней сетью электроснабжения. Инверторы данного типа, кроме своей основной функции, (преобразования напряжения), контролируют качество электрической энергии внешней сети (напряжение и частота), а также способны передавать излишки генерированной энергии для реализации во внешнюю сеть электроснабжения.

• Гибридные («hybrid») – совмещают в себе функции автономных и сетевых устройств, обладают большим количеством настроек, позволяющих отрегулировать различные режимы работы.

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:

• Мощность – определяет количество нагрузки (приборов и устройств), которое можно подключить к конкретному устройству. Номинальная мощность, указывает на длительно допустимую нагрузку, при подключении которой инвертор способен работать продолжительное время. Максимально допустимая (пиковая) мощность, определяет способность преобразовывать электрический ток не продолжительное время, в моменты запуска электрических двигателей или иных устройств, при включении которых в работу происходит скачек электрического тока (ток запуска).
• Вид выходного сигнала (форма синусоиды) – определяет возможность подключения того или иного оборудования к конкретной модели инвертора. При использовании более дешевых устройств, с квази-синусоидальной формой сигнала по электрическому току, возможны сложности в процессе эксплуатации приборов и агрегатов, чувствительных к качеству электрического тока (отопительные котлы, насосы, электронные устройства).
• Напряжение на входе и выходе – определяет возможность установки с определенным видом солнечных панелей, вырабатывающих электрический ток напряжением 12/24/48 В, и в соответствии с этим, напряжением сети питания потребителей – 220 и 380 В.
• Наличие защитных элементов – зависит от конкретной модели устройства. Основными видами защиты являются – защита от короткого замыкания и перегрузки.
• Дополнительные опции – также зависит от модели устройства. Это может быть установка встроенной розетки, жидкокристаллического дисплея, зарядного устройства и прочих элементов.

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:

• «СибВольт» (Россия) – сетевые инверторы, номинальной мощностью от 1,5 до 3,0 кВт, на напряжение 12/24/48 В.
• «Sunrise» (Китай) – гибридного типа, номинальной мощностью 3,2 и 4,0 кВт, на напряжение 48 В.
• «UMA» (Россия) – автономного типа, номинальной мощностью от 2,4 до 4,0 кВт, на напряжение 24/48 В.
• «S300» (Тайвань) – автономного типа, номинальной мощностью 300,0 Вт, на напряжение 12/24 В.
• «Stark Country» (Китай) — гибридного типа, номинальной мощностью от 1,6 до 4,0 кВт, на напряжение 12/24/48 В.
• «Sunville SV15000s» (Россия) – сетевое устройство, номинальной мощностью 15,0 кВт.

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:

1. Номинальная мощность.
2. Максимальная (пиковая) мощность.
3. Форма выходного сигнала по току.
4. КПД.
5. Эксплуатационные показатели (температура, влажность, высота установки над уровнем моря).
6. Напряжение на «входе» и «выходе» устройства.
7. Наличие средств защиты от токов КЗ и перегрузки.
8. Наличие «спящего» режима, вентилятора охлаждения и дополнительных опций.
9. Габаритные размеры и вес.
10. Бренд и надежность производителя.
11. Стоимость.

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:

• Солнечная панель – источник электрической энергии;
• Аккумуляторная батарея – накопитель выработанной энергии;
• Контроллер заряда – отвечает за состояние аккумуляторных батарей, контролирует режим их работы — «заряд-разряд»;
• Провода и кабели – обеспечивают соединение всех устройств в единую электрическую цепь;
• Несущие конструкции – обеспечивают надежное крепление монтируемого оборудования, некоторые устройства, позволяют регулировать положение солнечных панелей в пространстве, в соответствии с расположением солнца.

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:

• Автономных («off grid») моделей.
• Модели данного типа устанавливаются между нагрузкой и аккумулятором, зарядка которого также осуществляется через контакты инвертора. У некоторых моделей, как показано на рисунке, может быть предусмотрен отдельный вход для подключения к электрической сети переменного тока, для обеспечения зарядки аккумуляторов, в случае невозможности их заряда от солнечных батарей.
  • Сетевых («on grid») моделей.

  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.

  Источник

  Для чего нужен инвертор солнечных батарей

  Одной из самых важных составных частей в системе солнечных генераторов являются солнечные инверторы. Причем играет роль не только правильный выбор оборудования, но еще и его монтаж. Нужны такие инверторы для трансформации постоянного тока в переменный. Учитывая это, можно говорить, что сетевой инвертор для солнечной батареи выступает в качестве сердца системы солнечного энергообеспечения.

  Поскольку инверторов существует множество разных видов, для каждого отдельного случая нужно подобрать наиболее подходящее оборудование, которое после нужно будет еще и правильно установить.

  Схема организации солнечного энергообеспечения частного дома чаще всего включает в себя такие составляющие:

  • фотоэлементы;
  • контроллер заряда;
  • аккумуляторные батареи;
  • инвертор.

  Что такое солнечный инвертор, и каким он бывает

  Основная задача инвертора заключается в преобразовании постоянного электрического тока, производимого солнечными элементами, в переменный ток под напряжением в 220 вольт. Такая энергия без труда может использоваться для питания бытовой техники. Это весьма важная функция инвертора, ведь если ток не будет преобразован, то его производство не будет иметь смысла.

  Существуют разные виды солнечных преобразователей мощности, которые может приобрести человек. Автономные инверторы – это преобразователи постоянного тока в переменный ток по цепочке аккумулятора. Генерируемый переменный ток может быть использован для питания различных бытовых приборов с питанием от сети.

  Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный

  Такой преобразователь может иметь мощность от 100 до 8000 Вт. Для определения размеров инвертора, который нужен в каждом случае, необходимо рассчитать общую нагрузку приборов в сети электропитания.

  Сделать это очень просто: нужно всего лишь проверить максимальную мощность каждого устройства за единицу времени работы и сложить их вместе. В том случае, если используется автономный инвертор, тогда важную роль играет пиковый скачок напряжения. Обращать внимание на это нужно потому, что некоторые приборы требуют во время включения скачка напряжения. Если пиковый показатель по данному параметру будет ниже, чем суммарный скачок всех подключаемых приборов, тогда аппарат может просто выйти из строя.

  Синхронные инверторы позволяют сохранять полученную энергию в батареях. Если купить инверторы для солнечных батарей данного типа, то излишки неиспользуемой энергии будут перенаправляться в основную электросеть. Ну, а если вы используете приборы, суммарная мощность которых превышает возможности солнечной установки, то недостающую электроэнергию устройство позаимствует из основной электросети.

  В таком случае, вас никогда не застанут врасплох внезапным отключением электроэнергии, ведь под рукой будет заряженный аккумулятор. В пасмурные дни, когда эффективность работы солнечных батарей достаточно низкая, приборы будут работать от традиционной электросети.

  Самим лучшим инвертором для создания солнечной электросети в доме является многофункциональный

  Многофункциональные инверторы – это более дорогое оборудование, сочетающее в себе все преимущества первых двух типов преобразователей. Такой выбор в основном является лучшим для создания солнечной электросети в доме. Но это будет зависеть от возможностей человека и ресурсов, которыми он располагает. Поэтому в каждом случае нужно выбирать то устройство, которое буде удовлетворять параметры электросети дома, а также предпочтения и возможности владельца этого дома.

  Конструктивные особенности инверторов

  В основе некоторых модификаций преобразователей тока заложен блок бесперебойного питания, или проще – ББП. Принцип такого устройства заключается в том, что в сети, за счет наличия аккумуляторных батарей, поддерживается определенное напряжение.

  Для выполнения своих непосредственных задач такие приборы оборудованы дополнительными устройствами, основным из которых является аккумулятор. В случае отключения электричества бесперебойник должен какое-то время работать, и без использования АКБ не обойтись.

  Электричество которое вырабатывает батарея, поступает в АКБ, оттуда в инвертор и дальше на электроприборы

  Также в конструкции должно иметься зарядное устройство, которое будет заряжать вышеупомянутые аккумуляторы. Третье устройство, входящее в состав блока бесперебойного питания, – это микроконтроллер, отслеживающий состояние напряжения. В зависимости от ситуации данный контроллер дает команду на отключение основного питания и подключение аккумуляторов. Но ведь вместо АКБ можно использовать и преобразование поступающего от солнечной батареи электричество.

  В зависимости от напряжения на выходе, инверторы разделяют на меандровые и синусоидальные. Несомненно, последний по качеству работы значительно превосходит меандровые инверторы. Такой преобразователь идеально подходит для подключения чувствительной техники.

  Сегодня это очень важно, ведь только раньше можно было в случае скачка напряжения заменить в телевизоре предохранитель, и он работал бы себе дальше. Современная же техника потребует более утонченного ремонта. На выходе такого инвертора напряжение похоже на то, которое поступает по основной электрической сети.

  Качественный инвертор защитит вашу технику

  Для того чтобы сэкономить средства, можно купить себе более дешевый вариант инвертора. Но в таком случае не стоит сильно надеяться на высокое качество работы устройства. Хотя это вовсе не говорит, что меандровые устройства не будут работать качественно. Просто здесь на выходе напряжение имеет форму не плавной кривой, а прямоугольных импульсов. Подобный принцип безболезненно переживают световые приборы, которые не так чувствительны к качеству электрического тока.

  Многие умельцы берутся за создание инверторов для солнечных батарей своими руками, что очень хорошо у них получается. В принципе, это может попробовать сделать каждый, главное – желание и наличие определенных навыков.

  Для чего нужна гибридная обвязка

  Естественно, наиболее оптимальным вариантом будет организация системы, которая будет иметь обвязку по постоянному и переменному току. Хотя на практике вряд ли есть смысл использовать контроллер заряда и инвертор в одной системе, только для повышения выработки всего на несколько процентов. Такая обвязка скорее подойдет для повышения надежности работы оборудования.

  Учитывая высокую эффективность использования сетевых инверторов, основную часть солнечных батарей нужно подключать именно через инвертор.

  Но преобразователи имеют существенный недостаток, который заключается в невозможности работы без опорного напряжения в сети. Это говорит о том, что инвертор, работающий на АКБ, должен постоянно находиться в работе. А как быть с ситуацией, когда при отсутствии электричества и нескольких пасмурных дней устройство должно запуститься для защиты батарей от глубокого разряда?

  Лучшим вариантом является организация системы, которая будет иметь обвязку по постоянному и переменному току

  Только по переменному току автоматически система не запустится. Когда появится солнце, можно отключить нагрузку и в ручном режиме заставить инверторы подзарядить аккумуляторы. Но лучше всего располагать неким количеством солнечных элементов, которые будут работать через контроллер, и заряжать АКБ.

  Развитие событий в такой ситуации предполагает включение инвертора после заряда аккумуляторов через контроллер. После того, как преобразователь будет запущен, он автоматически включит нагрузку и сетевые инверторы. Так что гибридная обвязка полезна тем людям, которые располагают автономной системой электроснабжения, или если электричество в доме может пропадать на длительное время.

  Такой вариант обвязки используется в случае отсутствия резервного генератора, если же он имеется, тогда можно без проблем оставаться на системе, работающей по переменному току. Важной является схема инвертора для солнечных батарей, по которой происходит интеграция устройства в систему обеспечения электричеством. От нее будет зависеть надежность работы, а также эффективность функционирования всей системы.

  Источник

  Читайте также:  Eva пленка для солнечных панелей