Инвертор для ветрогенератора схема

Электроника для ветряка

Как известно, в состав ветроэлектрической установки входят: сам ветрогенератор; устройство преобразующее переменное напряжение от генератора в постоянное для зарядки аккумуляторов (контроллер); инвертор для обеспечения работы приборов 220В и аккумуляторы.

Предлагаем вам видесюжет об испытаниях опытного образца нашего контроллера для ветрогенератора ВЭУ-3000-5

Несколько слов в качестве комментария.

То, что ветер был 5-10 м/с я сказал скорее как распространённое выражение прогноза погоды Гидрометцентра. Реально ветер был метров 6 — 8. По заявленным характеристикам генератора при таком ветре он должен отдавать не более 1,5 кВт. На видео наибольший ток — 23 А. Хотя за кадром он был и выше — до 25-27 А. Значит отдаваемая на заряд мощность: 50В х 23А = примерно 1,150 кВт. При этом нужно учитывать, что аккумуляторы были слабо разряжены (минимальное напряжение — 49В) и работали стабилизирующий и тормозящий ТЭНы. То есть мы видим, что контроллер даёт минимальные потери при заряде. Штатный контроллер, который виден в кадре как светлая электротехническая коробка давал гораздо худшие результаты. Таким образом достигнута высокая эффективность всей ветроустановки.

Конечно, вид опытного образца нашего контроллера был ещё не самый «товарный». Испытания (эти и другие) также показали необходимость отладки режимов работы, усиления параметров некоторых комплектующих, совершенствования схемы прибора. Всё это сейчас делается и процесс близок к завершению. Планируем запустить контроллер для ветрогенератора в производство к нынешнему сезону. Таким образом, наш контроллер позволит в полном объёме раскрыть заложенные в данный ветряк и его родственники технические возможности.

Принят в производство многофункциональный контроллер для ветрогенератора «Русский ветер»

Номинальное напряжение на АКБ

Максимальное напряжение на АКБ

Максимальное напряжение от ветрогенератора

Номин. мощность ветрогенератора по каждому входу ГЕН1 и ГЕН2

Максимальная мощность ветрогенератора ГЕН1

Максимальная мощность ветрогенератора ГЕН2

Максимальный ток от ветрогенератора по каждому входу ГЕН1 и ГЕН2

Максимальный ток заряда

Потребление тока контроллером в ждущем режиме

Температура окружающей среды

от -20 до +55 С о

Возможны различные модификации контроллера под конкретные нужды заказчика

Инвертор для ветрогенератора

Инвертор для ветрогенератора (преобразователь тока-напряжения) — это устройство, преобразующее постоянное напряжение аккумуляторов в переменное с частотой 50 Гц для обеспечения электропитанием 220V 50Гц бытовых приборов. Большинство инверторов способны работать как источник безперебойного питания. То есть они автоматически переключают питание бытовых приборов на аккумулятор и обратно при отключении сети 220V 50Гц и её «появлении». Инвертора также способны автоматически заряжать аккумуляторы после использования их в качестве источника электроэнергии. Инверторная система становится полноценной системой безперебойного электропитания для дома.

Слабым местом инверторов для ветрогенератора всегда считалось то, что они выдают напряжение неправильной не чисто синусоидальной формы. Нужно сказать, что в последнее время в этом отношении достигнуты большие успехи. Отечественные производители предлагают относительно недорогие инверторы форма выходного напряжения у которых не искажается больше нормы необходимой бытовым приборам. Можно сказать, что эта проблема сегодня практически снята.

Источник

Инвертор для ветрогенератора

Дата публикации: 12 декабря 2013

Люди бросились из города ближе к природе и начали масштабное строительство целых поселений посреди лесов, полей, разливов озёр и рек. И столкнулись с проблемой: тыловой обоз городской цивилизации заметно поотстал от передового фронта людского желания жить среди природных богатств. Речь идёт о снабжении загородных домов элементарной электроэнергией, без которой не светит лампочка, не нагревается дом, не работает телевизор и компьютер.

Инвертор – на подиум!

И вспомнили современники опыт тысячелетней давности: использование энергии ветра и солнца в своих целях. Ветрогенераторы вышли на подиум для всеобщего внедрения. Как бы там не отворачивались и криво не усмехались скептики и пессимисты, а ветрогенераторы прочно и уверенно занимают достойное место в ряду источников дополнительной электроэнергетики.

Их использование для разного применения потребует инверторы трёх видов:

• генерирующие ток для лампочек, обогревательных батарей,
• генерирующие ток, который предназначен для работы приборов,
• преобразующие ток в трёхфазный.

Какой инвертор потребуется, скажем, для выработки мощности 4 квт? В таком случае данный прибор должен иметь следующие параметры:

• мощность на выходе до 6 квт;
• в часы «пик» его мощность должна быть не ниже 9 квт;
• частота на выходе 50 гц.

А когда требуется трёхфазный ток, то надо бы установить дополнительный инвертор, который способен постоянный ток из аккумулятора в 12 в преобразовать в трёхфазный переменный 380 в. Словом, в каждом отдельном случае потребуется расчёт мощности, сколько и какие приборы нужны для работы каких потребителей. Такой расчёт по плечу только специалисту.

Место инвертора в общей схеме

Чтобы чётко представлять место инвертора в расширенной схеме ветроустановки, мысленно, с помощью схемы (см. рисунок) пройдём путь от рождения энергии до потребителей. При вращении лопастей начинает вырабатываться электроэнергия. Трёхфазное напряжение от ветрогенератора через выпрямитель превращается в постоянный и поступает на аккумуляторную батарею. Затем инвертор для ветрогенератора даёт на точки потребления однофазный переменный ток.

К самой батарее подключаются ещё потребители постоянного тока через делитель напряжения, который выполняет функцию получения трёх напряжений. Контроллер заряда следит за уровнем зарядного напряжения и предохраняет батарею от перезарядки. Избыток электроэнергии, остающийся при зарядке батареи, идёт для обогрева воды в теплоэнергонагреватель. Если батарея подходит к критическому уровню зарядки, контроллер отключает её от нагрузок постоянного тока.

Роль инвертора такая же, как и контроллера: он предохраняет аккумуляторную батарею от перезаряда по линии переменного тока. Но первой и основной ролью этого прибора является превращение постоянного тока в переменный. Таким образом, инвертор выполняет в общей сети двойную функцию.

Как видно по схеме, к инвертору подходят провода от резервной дизельной электростанции на случай, когда наступает на длительное время полное безветрие. Мощность ветроустановки по данной схеме не должна превышать 5 квт/час. Всё зависит от входного напряжения инверторов серийного выпуска, которое не превышает 48 в. Это считается самой оптимальной величиной, превышение которой снижает эффективность энергоустановки.

Обзор и демонстрация работы преобразователя напряжения (инвертора) Prime-X 1500 Вт :

Мнение пессимиста

Недаром говорят, что пессимист – это хорошо информированный оптимист. А теперь послушайте мнение пессимиста, который с большой осторожностью подходит ко всеобщему ликованию по поводу внедрения ветроэнергетики и не спешит бросать в воздух свой чепчик от восторга.

Вполне объяснимо стремление многих применять альтернативные источники электроэнергии. То нет рядом линии электропередач где-нибудь вблизи загородного дома, то такое подключение стоит столько, что можно новую автомашину купить, то частые перебои с электроснабжением, то стремление сэкономить и получать постоянно бесплатную электроэнергию толкают сотни новых Кулибиных на путь изобретательства. Поэтому с каждым годом появляется всё больше «мастеров-самодельщиков» ветроустановок, которые толком не разобрались, успев установить только одну мачту ветрогенератора, как бросились учить других.

Попробуй разберись во всей этой сложнейшей кухне аэромеханики и электротехники. Слепо повторять ошибки новоявленных «учителей-практиков» вряд ли оправданно. По опыту известно, что при наличии вблизи вашего дома самой захудалой сети, городить самодельную установку при слабых ветрах данной местности равносильно сливанию времени и денег в решето. То есть, удовольствие не из дешёвых. И браться за изготовление и установку ветряков при средних ветрах до 4 м/сек надо лишь тогда, когда отсутствуют другие возможности, то есть, в самых крайних и безвыходных случаях.

Некоторые компании навязывают парусные ветрогенераторы с использованием асинхронных генераторов. Дескать, такие асинхронники разрешается подключать к постоянным сетям и лишняя электроэнергия может быть продана. А кто-нибудь из вас слышал о том, что где-то «энергосбыт» раскошелился и заплатил кому-то за слитую в сеть лишнюю энергию?

В любой ветроустановке самым значимым прибором является инвертор, на входе которого постоянный ток, на выходе — переменный. И если вы не знаете, какого характера напряжение выдаёт этот прибор – синусоидальное или какой-то суррогат, то пользоваться им рискованно. Потому что все потребители рассчитаны только на синусное напряжение и при любых других параметрах тока они не дадут нормальной работы и могут выйти из строя.

Инвертор по праву считается важной частью системы ветрогенератора, без правильного подбора которого можно все усилия движения воздуха пустить «на ветер». И пора запомнить всем, кто конструирует автономные системы энергоснабжения: без правильно подобранного мощного инвертора никакой удачи вам не видать, как своих ушей.

В следующем видео рассказано, как использовать инвертор для освещения дома от автомобильного аккумулятора:

Источник

Предназначение, виды, схема подключения и цена инвертора для ветрогенератора

Зеленая энергетика — это тренд будущего. Получать электричество из возобновляемых источников энергии не только полезно для экологии, но и выгодно для человека. И один из таких способов — установка ветрогенератора.

Однако одной установки ветряка зачастую недостаточно. Ведь стандартные сети рассчитаны на 220 В переменного тока, а ветрогенератор не может вырабатывает такую мощность в постоянном режиме. Для получения нужных характеристик тока вам потребуется инвертор, и именно о нем пойдет речь в данной статье.

Предназначение

Для начала нужно понять, что такое инвертор и для чего он нужен. Инвертор — это электротехническое устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный, при этом может выдавать напряжение необходимое для обеспечения местной сети.

Теперь рассмотрим место данного устройство в цепочке системы автономного питания дома от ветряного генератора:

• Первое — сам ветряк, он вырабатывает постоянный ток при вращении лопастей.
• Второй элемент — выпрямитель тока.
• Третий — аккумуляторные батареи.
• Наконец, последний — инвертор. Он задает току приемлемые характеристики, которые подходят для работы бытовых приборов в домашней сети.

Также устройство выполняет ряд задач:

1. Преобразует постоянный ток в переменный.
2. Выравнивает напряжение сети до 220 В 50 Гц.
3. Работает как источник бесперебойного питания. Может переключать питание бытовых приборов на аккумулятор и обратно при отключении сети 220В и её «появлении».
4. Может автоматически заряжать аккумуляторы.

Таким образом, инвертор становится одним из главных компонентов системы бесперебойного питания дома.

Энергия от ветра или солнца может накапливаться в аккумуляторных батареях, а при необходимости будет подана в сеть. При этом инвертор может получать энергию и от обычной городской сети.

Отсюда появляется два вида устройств, которые могут по-разному работать и распределять сетевую нагрузку:

1. Обычный инвертор. Работает с источниками постоянного и переменного тока, при этом выбирается приоритет по одному источнику питания.
2. Гибридный инвертор. Это 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.

Получается, что основное отличие гибридного инвертора заключается именно в том, что он способен работать параллельной с любым источником переменного тока — сетью или генератором. При этом он будет брать энергию от аккумуляторных батарей, которые заряжаются от возобновляемого источника энергии, одновременно питаясь энергии сети или генератора.

Некоторые производители предлагают потребителям, заинтересованным в выборе гибридного типа устройства, инверторы, которые включают в себя контроллеры для заряда АКБ разных источников постоянного тока — ветряного генератора или солнечной батареи. Однако подобные аппараты корректнее назвать «комбинированными», а не гибридными.

Классификация

Среди инверторов различают:

• Сетевые. Преобразовывают постоянный ток в переменный 220 В 50Гц. В общей системе электрификации дома работают без накопителей энергии (аккумуляторных батарей). При недостаточной генерации электричества, переключаются на питание от городской сети. При переработке энергии могут отдавать ее обратно в сеть.
• Автономные устройства. Так же как и сетевые перерабатывают постоянный ток в переменный. При этом их подключают к аккумуляторным накопителям, и когда происходит нехватка возобновляемой энергии — включается питание от батарей.Данные инверторы могут выдавать обычную и модифицированную синусойду переменного тока. Устройства с модифицированной синусойдой стоят много больше, так как они способны питать разные бытовые приборы без вероятности их поломки.
• Комбинированные устройства. Объединяют в себе достоинства сетевых и автономных аппаратов. Выдают ток синусоидальной формы высокого качества. Могут работать в цепочке с аккумуляторными батареями. Отдают излишки электроэнергии на экспорт.

Раньше избыток производимого электричества от ветряных генераторов или солнечных панелей необходимо было «выпускать» в защитные электрические потребители.

Например, излишки электричества от ветряков пускали на обогрев водяных тенов, чтобы снять нагрузку с мотора генератора. С 6 февраля 2019 года все избытки электроэнергии можно продать государству на договорной основе. Обзор конструкций и схема подключения

Рассмотрим более подробно принцип работы инвертора с синусоидальной формой выходного напряжения.

Предварительный высокочастотный преобразователь изменяет напряжение постоянного тока, делая его очень похожим значению амплитуде синусойды выходного напряжения инвертора. Дальше с помощью мостового инвертора постоянный ток преобразуется в переменный, также близким по своим параметрам к синусоидальному. Это делается при помощи принципа «многократной широтно-импульсной модуляции» (ШИМ).

Причём длительность этих высокочастотных импульсов коммутации изменяется по синусоидальному закону. Затем с помощью высокочастотного фильтра нижних частот выделяется синусоидальная составляющая выходного напряжения инвертора.

Схема работы мостового инвертора напряжения с трансформатором:

Теперь рассмотрим схемы коммутации инвертора в сетевом и автономном варианте.

Вариант подключения инвертора без использования городской или иной сети. В данной схеме электричество получают из работы ветряного генератора или из запасов аккумуляторных батарей:

Данная схема позволяет получать электроэнергию как от ветряной установки, так и от АКБ и городской сети.

При таком виде коммутации можно использовать обычные или гибридные инверторы:

Правила подбора мощности

Несмотря на то, что все вместе они работать не будут, расчет производят именно из суммы показателей всех потребителей в один момент.

1. Лучше всего составить подробную таблицу всех электроприборов в два столбца. В первом столбце написать название прибора, во втором — его мощность.
2. После этого нужно найти сумму значение данных по второму столбцу и к полученному результату прибавить еще 25%. Получится мощность пиковой нагрузки, которую сможет выдать инвертор в при стационарной работе.
3. Если вы планируете использовать инвертор к генератору в автономной работе как АКБ, тогда для расчета нужно умножить полученный результат на необходимое количество часов автономной работы.

Приведем пример. В доме есть 5 основных потребителей энергии:

• световые приборы 200 Вт;
• холодильник 300 Вт;
• телевизор 160 Вт;
• ноутбук 340 Вт;
• электрочайник 1100 Вт.

Суммарное значение равняется 2100 Вт, с учетом пиковой нагрузки 2,6 Квт. Если вы рассчитываете использовать инвертор в качестве АКБ, нужно перемножить полученные результаты на количество часов бесперебойной работы.

При подсчете мощности инвертора в автономной работе лучше брать значения потребления не всех устройств разом, а только тех, кто будет работать постоянно. Например: осветительные приборы, холодильник и ноутбук.

Какой преобразователь напряжения купить: производители и цены

Рынок инверторов довольно насыщен. Можно выбрать устройство под любые задачи и цели. На отечественном рынке популярностью пользуются как российские, так и зарубежные аналоги.

Рассмотрим стоимость инверторов от разных производителей:

1. Швейцария. «Xtender XTH/XTM/XTS». Цена: от 75 000 до 90 000 рублей.
2. Германия. «Sunny Island 5048». Цена: 240 000 рублей.
3. Германия. «Schnieder Electric Conext серии XW+». Цена от 240 000 до 500 000 рублей.
4. Китай. «Prosolar PV Hybrid». Цена от 80 000 рублей.
5. Россия. «МАП «Энергия» SIN». Цена от 35 000 рублей.

Стоимость инвертора зависит от его типа, мощности, а также систем защиты и страны производителя. Если вы хотите получать зеленую энергию без сбоев и поломок оборудования — обязательно уделите должное внимание выбору инвертора. Он способен не только защитить приборы от нестабильной работы сети, но и выступить в качестве АКБ.

Внимательно рассчитывайте потребление приборов, а также пиковую нагрузку потребления. Отдавайте предпочтение моделям с модифицированной синусойдой. Так вы обезопасите все электрические приборы у себя в доме.

Источник