Гибридный инвертор для солнечных батарей: виды, обзор лучших моделей + особенности подключения

Краткий обзор известных брендов инверторов

ChintPower Systems Co., LTD

Данный тип инвертора достаточно дорогой. Страна производства Китай. Выдает чистый синус с пониженным шумом около 30 децибел. Мощность 1000 ВА, напряжение до 230 вольт. Мощность СБ с данным преобразователем доходит до 1200 ват. Ценник варьирует в пределах 40 000 р.

Инвертор фирмы Cyber Power

Считается бюджетным микроинвертором для солнечных батарей. Выдает сигнал в виде чистого синуса. Отлично подойдет для приборов малой мощности. Может автоматически выполнять переключение. Выходная мощность 200 ВА. Напряжение на выходе 220 v. Выполняет переход на АКБ за 4 мс. Его стоимость всего около 5000 р.

Voltronicpower

Устройство этой компании имеет встроенный контроллер заряда. Так же имеет чистый синус. Он обладает максимальной мощностью в 1600 ват. На выходе напряжение 230 v. Частота 50 герц на выходе. Чтобы его приобрести придется выложить около 20 000 р.

Чтобы получить максимальный выхлоп со всей электростанции необходимо чтобы каждый компонент системы гармонизировал друг с другом.

МАП «Энергия»

Данная фирма выпускает преобразователи российского производства. Она создает инверторы мощностью от 800 – 1200 Ват.

С ее конвейера выходят следующие варианты преобразователей:

  • 3-х фазные.
  • Инверторы генерирующие чистый синус.
  • Приборы заимствовавшие дополнительную энергию с АКБ.

Каждый из этих приборов способен выполнять зарядку аккумулятора. Данный тип используют повсеместно как для домашних нужд, так и для промышленных.

Данная фирма выпустила прибор мощностью до 20 квт. Это ее гордость! Он держит нагрузку до 25 квт.

Schneider Electric

Данная фирма производит инверторы для солнечных батарей с хорошими эксплуатационными характеристиками. Эти устройства спокойно можно использовать в пасмурную погоду. Корпус покрыт антикоррозийной защитой, это позволяет противостоять соляным осадкам.

При изготовлении французская компания отказалась от электрохимических конденсаторов. Это дало ей преимущество на рынке потребителей.

КПД устройств выпускаемых этой компанией составляет 97,5%. Используя инвертор от этой компании вполне можно соорудить солнечную электростанцию на 3-20 квт.

TBS Electronics

Предприятие изготавливает преобразователи с 1996 года. Их приборы подойдут к солнечным модулям Poversine мощностью от 175 до 3500 ват. Металлическая поверхность защищает его от разных вредных факторов. Хорошая электроника позволяет ему работать очень надежно.

Данный тип устройств защищен от короткого замыкания и перегрузок.

Kostal

Производит преобразователи разного типа и мощности. В некоторых приборах имеется встроенный выключатель переменного тока. Множество приборов уже встроены в данное устройство.

Овладеть этим прибором сможет любой желающий. Он легко ставиться и очень удобен в эксплуатации. Производитель дает гарантию целых 5 лет. Его создают по Европейским Гостам.

Тайваньские инверторы ABi-Solar

Это автономники SL/ SLP и гибриды. В них встроены контроллеры для подзарядки АКБ. Тайваньские разработчики совместили в одном устройстве 3 прибора: контроллер, инвертор и зарядник.

Встроенный экран позволит наблюдать за поступающими данными. КПД 93%. В некоторых подобных приборах есть защита от разной пыли.

Модель ABi-Solar SL 1012 PWM выдает мощность 800 вт. С ним легко сделать автоматическим процесс зарядки.

Производитель GoodWE

Китайский изготовитель выполняет качественные устройства и продает их за небольшую цену в России. С помощью специального программного обеспечения можно произвести расчеты. Это позволит выжать из солнечной станции максимальный КПД.

Контролировать работу установки можно с помощью обычного мобильника.

Таким образом поставив нужный инвертор для солнечных батарей можно полностью не зависеть от стандартного электроснабжения.

Из чего состоит Инвертор

Сегодня существует большое разнообразие инверторов. Для организации обеспечения электроэнергией в частных домах своими руками, составляющие такие:

  1. Панель с фотоэлектрическими элементами.
  2. Контроллер солнечной батареи, снабжающий нормирование выходного напряжения батареи, зарядку аккумуляторов и подачу низковольтного постоянного тока в нагрузку.
  3. Электрохимические аккумуляторы, которые запасают энергию в период её излишка и подающие её в систему в период дефицита при недостаточном освещении фотоэлементов или при временном возрастании потребления.
  4. Инвертор, обеспечивающий преобразование постоянного низковольтного тока от аккумуляторов и фотоэлементов к бытовому или промышленному стандарту.

В идеале, солнечная электростанция получающая питание от разных инверторов при разной нагрузке, при этом мощность инвертора соответствует мощности и количеству выключателей на щитке распределения. Примерно это выглядит так: 4 инвертора мощностью 16А х 220В=3520Ватт и 2 инвертора мощностью:

25 А х 220 В=5500 Ватт

Инверторы будут получать питание от одной группы аккумуляторных батарей, а они заряжаться от одной группы солнечных батарей.

Различия инверторов и их свойства могут быть в выходном сигнале, схемных решениях, компенсации нагрузок и прочие. Существуют инверторы, которые направляют полученную солнечную энергию в сеть. Фирмы изготовители указывают мощность в вольт-амперах, так как это на порядок выше, чем в Ватт.

Возможные схемы подключения

При построении фотоэлектрического комплекса, комбинированного с центральной сетью, существуют разные варианты подсоединения инвертора.

Вариант #1 – схема с контроллером заряда DC

Наиболее популярный вариант, где заряжение аккумуляторной батареи осуществляется через солнечный контроллер МРРТ (анализ точки пиковой мощности).

В схеме используется преобразователь, поддерживающий передачу электричества в сеть или нагрузку, если напряжение аккумулятора превосходит заданный пользователем параметр

Особенности решения:

  • эффективное использование возобновляемой энергии при наличии/отключении сети;
  • возможность активации работы от солнечной системы после разрядки аккумулятора.

А также еще одним решением является несколько увеличенные потери на преобразование энергии на участке «контроллер-аккумулятор-инвертор».

Вариант #2 – схема с гибридным и сетевым преобразователем

Сетевой преобразователь на выходе батарейного инвертора. Согласно схеме два конвертера подсоединены к разным солнечным батареям.

Гибридный преобразователь подведен к опционной фотоэлектрической панели для подзарядки аккумулятора, сетевой – соединен с основным солнечным модулем.

При нормальных условиях (наличие сетевого тока) сетевой преобразователь питает резервируемую нагрузку, КПД преобразование – около 95%. Излишек энергии поступает на аккумулятор, а при его наполнении – в общую сеть

  • бесперебойная работа независимо от наличия центрального сетевого напряжения;
  • высокий КПД и минимизация потерь на стороне DC благодаря достаточному уровню напряжения солнечной батареи;
  • аккумуляторы почти всегда функционируют в буферном режиме, что увеличивает их срок службы;
  • использование гибридных инверторов, рассчитанных на заряд аккумулятора с выхода;
  • необходимость регулировки работы сетевого инвертора.

Суммарная мощность сетевого преобразователя не должна превышать мощность гибридного «конвертера» – это позволяет утилизировать энергию солнечных батарей в случае разряда аккумулятора, отключения сети.

Независимо от выбранной схемы, при подключении инвертора следует учитывать ряд нюансов:

  1. Проводные соединения для DC не должны быть длинными. Инвертор желательно располагать в близости (до 3-х м) от солнечных батарей, а далее «наращивать» магистраль с AC.
  2. Преобразователь недопустимо монтировать на конструкции из горючих материалов.
  3. Стеновой инвертор располагается на уровне глаз для удобства считывания информации с дисплея.

К подключению моделей мощностью более 500 Вт предъявляются особые требования. Соединение должно быть жестким с надежным контактом между клеммами прибора и проводами.

Также на нашем сайте есть другие статьи по солнечной энергетике и подключению отдельных компонентов и модулей при сборке автономной системы.

Рекомендуем к ознакомлению следующие материалы:

  • Схема подключения солнечных батарей: к контроллеру, к аккумулятору и обслуживаемым системам
  • Зарядное устройство на солнечных батареях: устройство и принцип работы зарядки от солнца
  • Как сделать солнечную батарею своими руками: способы сборки и монтажа солнечной панели

Виды инверторов

Виды инверторов определяют по конфигурации сигнала выходного напряжения. Существуют такие виды сигналов:

  • синусоидальные – предназначен для пользования чувствительной техникой. Вы обезопасите себя от внезапных скачков напряжения и от дальнейшего ремонта техники. Цена довольно высокая, но оно того стоит. Установка его на дорогостоящую технику такую как холодильник, стиральную машину или же кондиционер, окупает их стоимость при ремонте.
  • инверторы с прямоугольным сигналом – самый бюджетный вариант, так как использование их подходит для осветительной техники. Они не предотвращают скачки напряжения в сети.
  • инверторы с псевдосинусоидой – это среднее между двумя верхними формами сигнала. Они справляются с поставленными бытовыми задачами, но все же не являются вариантом использования для чувствительной нагрузки. Форма сигнала, которую они создают, является причиной помех в телефонах, а также вызывает «шум» в электроприборах.

Инвертор обязан создавать постоянный и переменный ток, не допускать разрядки аккумуляторных батарей, обладать защитными функциями от замыканий и высокий запас по перезагрузке. Нынешние инверторы могут обладать многочисленными функциями, но избыток функций может затруднять результативную работу прибора.

Что такое гибридный инвертор

В последнее время возникла путаница в определении этого понятия, так как многие производители называют свои инверторы гибридными, хотя на самом деле они таковыми не являются.

Инвертор может включать в себя контроллер для заряда аккумуляторов от источника постоянного тока — солнечных батарей или ветроустановок. Очень часто и такие инверторы производителя называют «гибридными». Основанием для этого является тот факт, что в этом инверторе совмещены 2 различных устройства — инвертор и контроллер для солнечных панелей или ветрогенератора. Однако такие устройства лучше называть «комбинированными«, а не гибридными.

Особенностью гибридного инвертора является именно возможность параллельной работы с источником переменного тока — сетью или генератором — в режиме инвертора. Гибридный инвертор может использовать энергию от аккумуляторов, заряжаемых от возобновляемого источника энергии, одновременно с энергией от сети/генератора, не отключаясь от сети. При этом должна быть возможность выставлять приоритет для источника постоянного или переменного тока; например, при выставлении приоритета для источника постоянного тока в первую очередь нагрузка питается от аккумуляторов, а недостающая энергия берется от источника переменного тока. Часто имеется возможность ограничивать ток или мощность, которые берутся от сети или генератора.

Приоритет для источника постоянного тока возможен только путем полного отключения сети от входа и переходом на работу полностью от аккумуляторов. Это приводит к «дерганной» работе системы и дополнительному циклированию аккумуляторов. Хорошо, если имеется возможность выбирать напряжение, при которых сеть отключается и подключается. Но во многих недорогих ББП такой возможности нет и пороговые напряжения жестко заданы без возможности регулирования.

Некоторые гибридные инверторы имеют функцию добавления мощности инвертора к мощности источника переменного тока. Эта функция очень полезна, если источник переменного тока имеет ограниченную мощность, которая недостаточна для электроснабжения пиковой нагрузки. В этом случае в ББП устанавливается максимальный ток, который можно брать от сети или генератора, а недостающая мощность берется от аккумуляторов и подмешивается к сетевой. Таким образом можно питать нагрузку мощностью, равной сумме мощностей инвертора и источника переменного тока (сети или генератора). Различные производители называют эту функцию по разному — например, в инверторах Studer Xtender она называется Smart Boost, в инверторах Schnieder Electric Conext XW — Power Shaving, в инверторах Outback G(V)FX — Grid support и т.п.

Сравнение блока бесперебойного питания и гибридной установки

Некоторые компании непроизвольно вводят потребителя в заблуждения, именуя блок бесперебойного питания (ББП) гибридным инвертором. Казалось бы, оба прибора выполняют схожие задачи, но есть существенное отличие.

ББП представляет собой инвертор с зарядным приспособлением. Модуль в первую очередь обеспечивает расходование энергии от фотоэлектрической установки, а при ее недостатке – переключается на потребление от сети.

ББП не способен выполнять функцию «подмеса» накопленной электроэнергии от аккумуляторных батарей с сетевой. Приоритетное потребление от источника DC реализовано путем отключения от сети и переходом на работу от аккумулятора

Функционирование системы в «дерганом» режиме провоцирует дополнительное циклирование аккумулятора и ускоряет его износ. В большинстве недорогих ББП пороговое напряжение установлено без возможности регулирования.

В моделях гибридных инверторов для солнечных батарей подобные скачки исключены – агрегат подстраивается под требуемую мощность и работает одновременно с разными источниками тока.

Можно самостоятельно выбирать приоритетное потребление. Как правило, упор делается на расходование энергии от солнечных батарей. В некоторых гибридных агрегатах предусмотрена опция ограничения мощности, поступающей от городской сети.

Сравнение функций популярных модификаций гибридных «конвертеров» и ББП. В серии моделей Victron предусмотрена возможность увеличения инверторной мощности за счет сетевой

Как рассчитать мощность инвертора

Мощность этого оборудования зависит от номинальной мощности солнечных батарей (по стороне постоянного тока) и максимальной мощности нагрузки по стороне переменного тока.

Другими словами, нужно учесть полную мощность всех солнечных панелей (допустимая погрешность от 90% до 120%) в сети и мощность всех устройств, которые могут быть одновременно запитаны в эту сеть.

Если с панелями все понятно, их номинальная мощность указана в характеристиках, то с потреблением все сложнее. Определять нужно потребляемую пиковую или пусковую мощность устройств, которая может быть в 5-7 раз больше рабочей.

Даже непродолжительная нагрузка во время запуска 2-3 секунды, превышающая мощность инвертора, не позволит запустить через него такой прибор.

Выбираем по напряжению

Такой параметр как входное напряжение также важен, поскольку напрямую влияет на эффективность работы системы. Рекомендуемые параметры:

  • 12 В при мощности системы до 600 Вт,
  • 24 В при мощности системы  от 600 до 1500 Вт,
  • 48 В при мощности системы  более 1500 Вт.

Выбираем по КПД

Такой показатель определяется количеством энергии, которую прибор потратил впустую, например на свою работу. Энергопотребление самого инвертора не должно превышать 5-10% проходящей через него энергии. Иначе это устройство можно считать малоэффективным.

Большинство современным инверторов имеют КПД 90-95%.

Вес оборудование

Качественный инвертор не может быть легким, так как использует трансформатор. Условно можно взять следующие цифры: 1 килограмм на 100 Ватт.

Меандровые и синусоидальные, тип сигнала

Слева- синусоиндальная система, справа – меандровая.

Меандровые, более дешевый вариант, однако такие приборы не защищают сеть от перепадов напряжения и допускают его резкие скачки, что может негативно сказаться на работе бытовой техники и много оборудования. Это проблему можно решить установкой дополнительного стабилизатора.

Синусоидальные более дорогие, но напряжение на входе и выходе практически одинаковое, а колебания более плавные и не вредит технике.

Синусоидальный инвертор подойдет для частного дома поскольку все индуктивные нагрузки (холодильники, стиральные машины, насосы, кондиционеры и т.п.) просто не будут работать при прямоугольной форме выходного напряжения.

Квазисинусоид — это своего рода компромисс между прямоугольной формой и чистым синусом. Большинство синусоидальных моделей являются качественными, однако встречаются и ненадежные экземпляры.

1 или 3 фазный

Здесь все просто, для частного дома подойдет любой из них. Если даже вам не нужны 3 фазы, будете использовать одну. Для промышленности необходимо только 3х фазный, так как большинство оборудования работаю именно по такому принципу.

Материал

Для изготовления корпуса преобразователя могут использоваться разные материалы:

  • Алюминий.
  • Сталь.

Также существуют комбинированные варианты (алюминий с пластиком и сталь с пластиком).

Алюминиевый корпус лучше других обеспечивает пассивное охлаждение. Изделия из стали обладают повышенной прочностью. Вариант из пластика подходит только для маломощных инверторов.

Мнение эксперта
Кузнецов Василий Степанович

Вне зависимости от материала корпуса и типа охлаждения, устанавливать инвертор необходимо только на открытом пространстве, чтобы обеспечить беспрепятственное отведение тепла.

Солнечная электростанция своими руками

Стоимость солнечных панелей ежедневно снижается. Приобретение или самостоятельная сборка и установка автономных солнечных систем стали доступными для простых потребителей. Мы решили создать это руководство, чтобы потребители разобрались с нужными компонентами, и смогли собрать солнечную электростанцию для дома своими руками.

Для самостоятельного проектирования автономной системы нужны знания основ электротехники и определенные познания в математике. Для сборки самой простой солнечной электростанции потребуется 4 компонента:

Кроме вышеуказанных компонентов, потребуется медный кабель, коннекторы, устройства защиты и кое-какая мелочевка. Дальше мы пошагово объясним, как можно выбрать компоненты именно под ваши потребности.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий