10 важных параметров. © Солнечные.RU

Наверное каждый человек, впервые столкнувшийся с проблемой выбора инвертора для солнечной электростанции или системы резервного питания, задается следующим вопросом. Какой же инвертор выбрать — дешевый с псевдосинусоидой или дорогой с чистым синусом на выходе? Однако, за этим немаловажным вопросом можно упустить множество факторов, о которых сначала даже и не задумываешься.

Входное напряжение.

Выбор входного напряжения необходимо согласовывать с мощностью инвертора, поскольку с увеличением выходной мощности растут входные токи, что приводит к более тяжелым условиям работы транзисторов выходного каскада и к большим потерям на соединительных проводах. Снизить входные токи и соответственно уменьшить потери позволяет выбор более высокого входного напряжения, которое бывает одним из следующих: 12, 24, 48 В.

Мы рекомендуем выбирать напряжение:

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

Номинальная и пиковая выходная мощность.

В идеале, номинальная выходная мощность инвертора должна быть равна сумме мощностей всех нагрузок. Однако, в реальности чаще делают выбор по нагрузке с максимальной мощностью. При этом необходимо учитывать и пусковые токи всех нагрузок, которые могут быть в 10 раз больше рабочих (например у холодильников или насосов). Умножив пусковой ток на напряжение (220 В) мы получим пусковую мощность, которая должна быть меньше пиковой.

Стоит отметить, что если производитель не указывает отдельно пиковую выходную мощность, то скорее всего указанная в качестве номинальной в действительности является пиковой.

Форма выходного напряжения (чистый синус, квазисинусоида, прямоугольная).

Если Вы хотите избежать большинства проблем, то покупайте качественный синусоидальный инвертор, поскольку все индуктивные нагрузки (холодильники, насосы, кондиционеры и т.п.) просто не будут работать при прямоугольной форме выходного напряжения.

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

Вес.

Одним из косвенных признаков качественных инверторов является их вес. Дело в том, что в дешевых некачественных моделях используют бестрансформаторную схему, которая подвержена выходу из строя в момент включения нагрузки из-за очень больших переходных токов. Соответственно, такие модели очень легкие.

Все, без исключения, качественные инверторы используют выходной трансформатор, который имеет большой вес. Грубо можно оценить вес по простой формуле — 1 килограмм на 100 Ватт выходной номинальной мощности, т.е. например 600 Вт — 6 кг. Если же 600-Ваттная модель имеет вес всего лишь 2-3 кг, то в ней точно нет выходного трансформатора.

Вентилятор охлаждения.

Если выбранная Вами модель оснащена вентилятором для принудительного охлаждения, то стоит поинтересоваться, работает ли он всегда или только при перегреве, регулируется ли его скорость? В качественных моделях вентилятор отключается при небольшой нагрузке, делая работу инверторов абсолютно бесшумной, что бывает немаловажным при домашнем использовании.

Защиты.

Качественный инвертор должен обладать максимальным количеством защит:

• от высокого и низкого напряжения аккумуляторной батареи,
• от короткого замыкания (КЗ) по выходу,
• от перегрузки по выходу,
• от перегрева.

Наличие защит предотвратит выход из строя в экстренных ситуациях.

КПД.

Коэффициент полезного действия солнечного инвертора в конечном счете определяет сколько энергии будет потрачено впустую (просто на то, чтобы он работал). Современные модели имеют КПД 90-95%. При КПД ниже 90% более 10% энергии будет истрачено впустую, что не допустимо для солнечной электростанции, где каждый Ватт на счету.

Потребляемая мощность без нагрузки и в режиме ожидания.

Одним из важных параметров также является потребляемая мощность без нагрузки. Этот параметр должен быть в районе 1% от номинальной мощности. То есть, например, если номинальная мощность равна 600 Вт, то потребление без нагрузки должно быть около 6 Вт.

Если Вы не собираетесь каждый раз выключать инвертор для солнечной батареи после использования, то нужно выбирать модель с минимальным потреблением в режиме ожидания, чтобы минимум энергии тратился на поддержание работы системы. Большим плюсом в этом случае является наличие дежурного режима, потребление в котором сокращается еще более значительно.

Наличие дежурного режима (режима ожидания).

Наличие дежурного режима позволяет значительно сэкономить энергию, запасенную в аккумуляторах. Однако и здесь есть нюанс. Чтобы не возникло проблем с подключением нагрузок малой мощности, нужно, чтобы дежурный режим можно было отключать вручную. Поскольку, если его нельзя отключить, то может возникнуть ситуация, когда инвертор не выйдет из дежурного режима при подключении нагрузки (например зарядника сотового телефона).

Рабочий температурный диапазон.

В случае, если Вы планируете использовать инвертор в неотапливаемом помещении, необходимо обратить внимание на рабочий температурный диапазон выбранной модели. Кроме того, широкий температурный диапазон обычно указывает на то, что подразумевается не только бытовое, но и профессиональное использование устройства, что в свою очередь косвенно говорит о высоком качестве.

Как выбрать солнечные панели, аккумуляторы для солнечных батарей, инверторы и контроллеры

Чтобы ответить на этот вопрос нужно сориентироваться в огромном количестве фотоэлектрических модулей и их комплектующих. За последние несколько лет производство возросло более, чем в 3 раза, и продолжает расширяться — появляются новые бренды, которые наполняют рынок большим количеством моделей.

Электростанция окупится за несколько лет и в дальнейшем сэкономит большие деньги, особенно с постоянным ростом тарификации.

После установки в частном доме для семьи из 5 человек электросистема окупится через 3-4 года, а при переходе с газа — за 8-9 лет.

Мы собрали основные вопросы тех, кто собирается приобрести частную электросистему, и эксперты нашей компании подготовили ответы и рекомендации — на что стоит обратить внимание при выборе оборудования.

Что нужно для солнечной электростанции (из чего состоит полный комплект солнечной батареи)

1. Солнечные панели – основной компонент, который генерирует энергию Солнца в электрическую.
2. Аккумулятор – является компонентом, накапливающим и распределяющим электричество, например, когда элементы отключены или ночью.
3. Контроллер – обеспечивает режимы зарядки: силу тока и уровень напряжения
4. Инвертор – трансформирует постоянный ток в переменный, с необходимым напряжением и частотой.

Для эффективного функционирования нужно точно рассчитать характеристики всех компонентов, из которых будет состоять система.

Первое, что нужно рассчитать — суммарное потребление. Самое простое — посмотреть расход по счетчику, либо сложить суммарную мощность необходимых электроприборов. Плюс, стоит делать 20% надбавку для менее ясных месяцев, в средней полосе — это зимние месяцы.

Затем при выборе элементов стоит ориентироваться на мощность. Из этого складывается — сколько нужно батарей, чтобы покрыть суточный расход, если происходит полный переход или покрытие необходимой мощности в неполном внедрении автономной энергии.

• Среднесуточное потребление электричества.
  
• Размер — отметим, что если стоит рассматривать альтернативу между одной большой и несколькими маленькими, более надежным будет установка большой. Материал изготовления.
• Оптимальная температура: от 40°С до +85°С.
• Срок эксплуатации — качественные модули бесперебойно функционируют на протяжении 25 лет, с уменьшением эффективности каждые 10 лет на 6-7%.

Важно понимать, что каждая характеристика отражается на оптимальности выбора подходящего оборудования именно под индивидуальные условия: начиная от климатических и заканчивая площадью размещения и нужной мощностью.

Как устроена солнечная панель?

Панель — это генератор постоянного тока. Основным компонентом модулей являются кристаллы кремния, обладающие эффектом полупроводников.

1. Алюминиевая рамка — стандартный элемент, отвечает за прочность и долговечность конструкции.
2. Закаленное стекло с антибликовой поверхностью — этот компонент практически не отличается у разных производителей.
3. Передняя ламинирующая пленка — один из ключевых компонентов, именно от качества этой пленки зависит, насколько мощной и долговечной будет панель. Ламинирующая пленка оберегает от внешних воздействий и препятствует преломлению света, что позволяет накопить больше энергии.
4. Элементы (полупроводники) — центральный компонент, представляет собой последовательные соединения кремниевых полупроводников. Различают: монокристаллические, поликристаллические и аморфные. Чуть ниже рассмотрим отличия и основные преимущества этих видов.
5. Задняя ламинирующая пленка — обладает аналогичными свойствами передней ламинирующий пленки.
   
6. Задняя защитная пленка — пленка, защищает и создает необходимую герметизацию.
7. Коробка с защитными диодами и соединительными кабелями — диоды обеспечивают защиту от перегрева и делают фотомодуль более функциональным и стабильным, за счет независимости элементов друг от друга: при отказе одного из них, батарея продолжит функционировать практически не потеряв в мощности.

Какие бывают типы солнечных панелей?

Выделяют 3 основных вида:

Монокристаллические солнечные панели

Внешне они отличаются от остальных квадратными фотоэлементами со скошенными углами. Все компоненты направлены в одну сторону и выглядят так:

+ Самые эффективные из всех видов: КПД 15-25%.

+ Занимают мало места, т.к. размеры минимальны в сравнении со всеми остальными.

— Высокая цена.

— Плохо работают в условиях низкой освещенности, для лучшей эффективности должны быть повернуты лицевой поверхностью к Солнцу.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические батареи оптимальны для уличной электростанции, так как, к примеру, установка в стеклянной теплице снижает КПД за счет отражения лучей от стекол. Такие модули устанавливают на ровную открытую поверхность.Внешне поликристаллические панели имеют вид темно-синих квадратных пластин:

+ Сочетание эффективности и экономичности — основное преимущество этого вида, за счет которого на сегодняшний день такие батареи являются самыми популярными в мире.

+ Они могут быть продуктивными без прямых лучей, что делает актуальной установку в регионах с высокой облачностью.

— Имеют большую площадь в сравнении с монокристаллическими.

— КПД чуть ниже монокристаллических: 12-15%.

Аморфные солнечные панели

Каждая аморфная панель имеет вид пленки с синими фотоэлементами:

+ Самые дешевые из всех фотоэлектрических модулей.

+ Хорошее поглощение рассеянного света, оптимальны для установки в регионах с высокой облачностью.

— Самые большие по площади в сравнении с другими.

— Минимальный КПД: всего 6%.

— Кремниевое напыление постепенно прогорает под прямыми лучами.

Выбор производителя солнечных панелей

С увеличением объемов производства стоимость оборудования для электростанций становится меньше, и за счет переноса выпуска продукции из Европы и Америки в страны Азии, стоимость производства также снижается. Практически все крупные западные производители уже имеют филиал или полностью производят свои товары в Азии.

Китай занимает лидирующее место по объемам производства и реализации продукции. Оборудование, произведенное в Китае большими корпорациями с многолетним опытом, обладает долговечностью и эффективностью в сочетании с привлекательной стоимостью.

Японская и Российская продукция может соперничать с Китаем, но значительно уступает в стоимости. Большинство реализуемых батарей в России импортируются как раз из Китая.

Как ухаживать за солнечными панелями?

Для эффективной работы электростанции необходимо, чтобы поверхность была чистой. Загрязненные панели можно очистить из шланга при плюсовой температуре или шваброй с резиновой насадкой в зимнее время.

При установке лучше выбрать места без высоких зелёных насаждений, но если это невозможно, надо своевременно обрезать ветки деревьев, чтобы избежать тени и возможных повреждений из-за падения веток и плодов на модули.

Два раза в год нужно проверять состояние крепежей модулей. При своевременных заменах частей оборудования система прослужит дольше и более эффективно.

Аккумулятор необходим для накапливания и сохранения, он обеспечивает доступ к электричеству как днем, так и ночью.

Первым параметром является количество накапливаемой электроэнергии (емкость), это значение всегда указывается в характеристиках товара и требует учета дополнительных 10% на потери при преобразовании.

Вторым важным свойством является срок службы, так как, по факту, это — “сменная батарейка” для автоматической электроустановки.

Правильно подобранный накопитель прослужит дольше и, в конечном итоге, это значительно снизит затраты.

Какие бывают типы аккумуляторов?

Автомобильные аккумуляторы (кислотные/стартерные)

+ Самые дешевые из всех.

+ Большая емкость.

— Автомобильные АКБ ориентированы на короткий разряд и быструю подзарядку до полной емкости, что не соотносится с циклом электростанции и глубокой разрядкой.

— Недолговечность: срок службы 2-3 года.

Щелочные аккумуляторы

+ Предназначены для циклической модели, что оптимально для электростанции.

+ Могут раздавать всю электроэнергию до полного разряда.

+ В начале использования нужно несколько раз полностью зарядить и полностью разрядить АКБ, а для обеспечения максимальной эффективности надо продолжать заряжать и разряжать устройство до конца.

+ Срок службы щелочных АКБ около 20 лет.

— Когда такое устройство получает небольшой ток, оно может плохо заряжаться, что решается при помощи контроллера и правильных расчётах мощностей.

— Высокая стоимость.

Гелевые аккумуляторы (свинцово-кислотные)

+ Хорошая эффективность.

+ Срок службы около 10 лет.

+ Практически не требуют обслуживания.

— Высокая стоимость.

Литий-ионные аккумуляторы (литий-железо-фосфатные)

+ Этот тип является хорошим решением для электростанций.

+ Срок службы около 15 лет.

+ Отличаются от других стабильностью напряжения.

+ Безопасность использования.

+ Морозостойкие и выдерживают такие температуры как -30°C для работы и -60°C для хранения.

— Высокая стоимость.

Литий-титанатные аккумуляторы (LTO)

+ Самый компактный из всех.

+ Большая емкость.

+ Быстрая зарядка: пары минут хватает, чтобы литий-титанатный накопитель зарядился на 80%.

+ Морозостойкий — эффективно функционирует до -40°C, что превосходит литий-ионные.

— Высокая стоимость.

Как заряжать аккумулятор от солнечной электростанции?

Часто в современных автономных системах одного АКБ бывает недостаточно, поэтому нужно подключать дополнительные.

Подключения в группе из нескольких накопителей бывают:

Последовательные — емкость всех будет аналогична емкости одного, а напряжение складывается из напряжений всех.

Параллельные — емкость накопителей будет равна сумме всех, а напряжение является номинальным напряжением одного.

Комбинированные — в этом подключении задействуются последовательные и параллельные подключения.

Важно учитывать, что лучше всего использовать накопители одинакового типа, емкости и напряжения, а также, рекомендуется использовать устройства одинакового времени эксплуатации и фирмы производителя.

За уровнем заряда следит контроллер, который не позволяет превысить необходимый для полноценной работы заряд и разряд. Наличие контроллера значительно увеличивает срок службы АКБ, а также позволяет настроить бесперебойную работу фотомодулей.

Как правило, при работе электроустановок накопитель самостоятельно заряжается по ходу ежедневного цикла.

Как защитить аккумулятор для СБ? (техника безопасности)

1. При перемещении или падении на поверхности может выделиться электролит, который создает большой саморазряд, что отрицательно сказывается на правильной работе. Избежать эту проблему возможно протиранием поверхности слабым раствором мыла или соды.
2. Также на функционирование оборудования отрицательно влияет высокая температура, что ведет к увеличению напряжения. Эта проблема решается контролем необходимого уровня воды.
3. Низкие температуры могут быстро истощить оборудование. Чтобы избежать этого, при подборе нужно обращать внимание на диапазон температур, рекомендуемый для использования конкретного прибора и учитывать статистику колебания температуры воздуха в том регионе, где планируется использовать АКБ.
4. Важно обслуживать АКБ специализированными компонентами — очищенной кислотой и дистиллированной водой, так как примеси при попадании в систему могут снизить эффективность.

Инвертор необходим для преобразования постоянного тока в переменный. Ключевой характеристикой является мощность, потому что инвертор напрямую подключается к панелям. Важно отметить, что лучше брать инвертор с запасом мощности 15-20% для полноценной работы в случае перегрузок.

Характеристики, которые стоит учитывать при выборе:

• Форма тока. В основном, устройства производят модифицированный синус, что подходит для всех бытовых приборов.
• Максимальное КПД позволяет минимизировать потери электричества. Как правило, КПД всех производимых в настоящее время аппаратов около 95%.
• Инвертор должен соответствовать требованиям АКБ.
• Рекомендуем подбирать инвертор с максимальным набором индикаторов, так как важно контролировать все компоненты.

Какие бывают инверторы?

Автономные инверторы

Применяются в автономных системах, когда возможно параллельное использование и накопление.

Сетевые инверторы

Этот тип подсоединяется к центральной сети и использует ее как источник. Такие аппараты не могут работать совместно с накопительными приборами.

Комбинированные инверторы

Наиболее оптимальны, особенно при не полном переходе на автономную энергию, так как такие устройства могут выполнять функции сетевых и автономных инверторов, а также позволяют выбирать ведущий источник электроэнергии.

Как выбрать контроллер?

Контроллер обеспечивает оптимальный уровень напряжения в сети и сохранность аккумулятора. Ключевой характеристикой при выборе является  пропускная мощность — тот объем мощности, который проходит через контроллер.

Основные функции контроллера:

1. Автоматический заряд АКБ, когда он полностью или частично разряжен, и отключение от модулей, когда он полностью заряжен, для предотвращения перезаряда. Что, в свою очередь, продлевает срок службы.
2. Контроль напряжения в сети — произойдет отключение электроприборов, если уровень заряда будет меньше порогового значения.
3. Включение и выключение подачи энергии в накопитель происходит по заданным параметрам.

Виды контроллеров

Контроллеры типа on-off

Это самый простой вид, который работает только на включение и отключение панелей от накопителя при полном разряде и заряде. В настоящее время используются более сложные устройства для обеспечения более продуктивной работы.

Контроллеры ШИМ

Приборы этого типа автоматически устанавливают показатели напряжения и силы тока, а также отличаются четырех стадийным циклом для максимальной сохранности электроэнергии:

1. При разряженном аккумуляторе на первом этапе используется вся возможная мощность батарей.
2. Второй этап — зарядка с поддержанием и медленным ростом постоянного напряжения.
3. Третий этап — при значениях заряда, близких к максимальным, контроллер уменьшает силу тока, а напряжение продолжает быть стабильным, что позволяет довести заряд до 100%.
4. Сохранение максимального заряда путем перехода на четвертом этапе в режим уравновешивания.

Контроллеры МРРТ

Этот вид устройств наиболее оптимально подходит для электростанций и помогает повысить эффективность на 25-35%.

МРРТ в реальном времени определяет напряжение и силу тока и подает нужное соотношение с учетом уровня заряда.

За счет своих свойств МРРТ делают возможным сочетание в одной системе высокомощных панелей и среднего по мощности аккумулятора, что позволяет рационально использовать и распределять электричество в облачную погоду (работа на полную мощность) и при активном Солнце (контроллер будет понижать напряжение до оптимального).

Основные критерии, на которых стоит строить выбор контроллер заряда:

1. Параметр максимального напряжения стоит подбирать с учетом дополнительных 20-25% для полноценной работы в условиях, отклоняющихся от нормы.
2. Общая мощность элементов должна быть меньше произведения силы тока и напряжения, с учетом дополнительного запаса в 15-20%.
3. Чем больше показателей может учитывать контроллер, тем меньший процент электроэнергии будет потерян при использовании системы.

Подведем итоги

Технологии не стоят на месте, и оборудование для электростанций становится меньше по площади и мощнее.

Мы советуем выбирать только качественное оборудование, чтобы батареи работали долго и эффективно.

Наши специалисты всегда помогут подобрать и рассчитать подходящий комплект, основываясь на характеристиках оборудования и желании заказчика.

При правильном подборе оборудования и грамотной установке и подключении, электростанция будет обеспечивать вас электричеством от 15 до 30 лет без замены оборудования! А при профессиональном и своевременном профилактическом обслуживании срок службы установок достигает 50 лет!

Статью подготовили эксперты компании solarworks.ru

При цитировании ссылка на первоисточник обязательна.

Как выбрать инвертор для солнечных батарей

Все виды солнечных батарей могут вырабатывать только постоянный ток.

Есть большое количество потребителей, которые используют именно его (множество электронных схем, сварочный электрод, старые автомобили, освещение, электрическая передача на некоторых типах судна, зарядка аккумуляторов, радиоаппаратура и др.).

Тем не менее, в повседневной жизни приходится сталкиваться с не меньшим количеством приборов, которые потребляют 220В-ное переменное напряжение. Для них требуется преобразователь прямого тока в переменный, то есть инвертор.

Принцип работы и разновидности

Схема работы системы с инвертором. (Нажмите для увеличения)Инвертор является полупроводниковым прибором. (Полупроводник – это вещество, которое имеет электропроводимость среднюю между той, которую имеет металл (высокая) и диэлектрик (не проводит электрический ток)).

В зависимости от типа фотоэлектрической системы, а также и от способа подключения к солнечной электростанции, существуют следующие виды этого аппарата:

1. Инвертор, предназначенный для автономной системы солнечных панелей. У него есть генератор частоты.
2. Сетевой инвертор. Работает синхронно с основной электрической сетью.
3. Гибридный. Подходит для двух видов подключения. Работает как с аккумулятором, так и непосредственно с самой станцией, вместе или по отдельности.

Важные характеристики

1. Высокий КПД (обязательно выше 90%, тогда энергия не будет тратиться впустую).
2. Недопустимость каких-либо помех на радиочастотах.
3. Стабилизация выходного напряжения (желательно трапециевидный тип).
4. Низкий коэффициент гармоник.
5. Широкий температурный диапазон. Чем он шире, тем выше качество прибора.
6. Способность переносить перегрузки.
7. Прибор должен быть защищён от перегрева.
8. Маленькие потери при маленьких нагрузках на холостом ходу. (Холостой ход – такой режим работы прибора, при котором отключено напряжение).

Модели для солнечных электростанций

Сегодня у многих возникает необходимость в автономной системе энергоснабжения дома. Чаще всего для этого используют домашние солнечные электростанции, как наиболее доступные и наименее сложные в установке, к тому же ее можно сконструировать своими руками.

И если сами солнечные панели можно сделать самостоятельно, закупив по частям необходимые элементы, то инвертор и аккумулятор стоит купить фирменный, потому как цена на них невысока, и сделать их качественно в домашних условиях достаточно затруднительно.

При выборе инвертора важно обратить внимание на характеристики, которые были перечислены выше. Все они должны быть указаны в описании товара.

Зарубежные производители предлагают большое разнообразие инверторов, специально предназначенных для солнечных электростанций.

Данные инверторы уже имеют как блок регулятора, что позволяет отбирать максимальную мощность, так и блок регулятора заряда. В случае необходимости есть также возможность подключения дизельного генератора (если срочно надо подзарядить аккумулятор панели).

Следует опасаться дешёвых подделок из Китая, потому как они довольно популярны на рынке. Экономить на этом не следует, так как качество всей системы может сильно пострадать.

Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет, как правильно выбрать инвертор для солнечной батареи:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как выбрать инвертор для солнечных батарей?

Инвертор – это один из основных составляющих частей системы солнечной батареи, он трансформирует постоянный ток в переменный.

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.

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.

Составные части инвертора

Блок бесперебойного питания – снабжает и проводит напряжение с помощью аккумуляторной батареи, которая является сердцем прибора. От батареи электрический импульс проходит в аккумулятор, дальше в инвертор, а после в электроприборы.

В конструкции присутствует зарядное устройство для зарядки аккумулятора. Микроконтроллер – входит в состав бесперебойного питания, который отключает и подключает аккумуляторы при скачках напряжения.

Гибридная обвязка

Полезный способ для тех домов, которые время от времени отключают электричество. Или же несколько дней держится пасмурная погода, что исключает возможность зарядить аккумуляторы от электросети.

Для таких случаев, рационально было бы иметь солнечные элементы, которые функционируют от контроллера. Они смогли бы заряжать аккумуляторные батареи. Принцип состоит в том, что инвертор включается после зарядки аккумуляторных батарей с помощью контроллера. Во время запуска инвертора он в автоматическом режиме включает нагрузку в сети.

Как правильно выбрать инвертор для вашей крышной солнечной электростанции? – Sunnik

Как правильно выбрать инвертор для вашей крышной солнечной электростанции? Публикация поможет вам понять основы работы инвертора.

 

Как происходит преобразование постоянного тока в переменный?

Постоянный ток в переменный преобразовывают инверторы. Постоянный ток создает магнитный поток в одном направлении, в то время как переменный ток быстро меняет направление потока с одной стороны на другую. Частота переменного тока в Украине составляет как правило 50 Герц.

Каждый цикл включает в себя движение тока в одном направлении, а затем в другом. Это означает, что направление тока меняется 100 раз в секунду. Изменения в напряжении следуют по закону синуса, таким образом, ток также следует по синусоиде.

Постоянный ток в переменный можно преобразовать разными способами. Лучший способ зависит от того, насколько идеально должны быть похожи их синусоидальные кривые, чтобы гарантировать соответствующую зарядку переменного тока. Такое преобразование может быть осуществлено с помощью различных технологий и концепций. Ниже дан краткий обзор свойств инвертора в зависимости от совместимости с солнечными батареями, а также с доступными на рынке технологиями солнечных батарей.

Инвертор с или без трансформатора

В течение долгого времени на рынке солнечной энергетики доминировали инверторы с встроенными трансформаторами, т.е. с гальванической развязкой. Однако, в течение последних лет на рынке все сильнее продвигаются бестрансформаторные инверторы, которые имеют некоторые преимущества по сравнению с обычным вариантом. Главным аргументом для бестрансформаторного инвертора является отсутствие потерь преобразования в трансформаторе, что нашло отражение в более высокой эффективности до 98% по сравнению с инверторами с трансформатором, КПД которых достигает примерно 96%. К тому же следует учесть и экономию материалов, которая обеспечивает более низкий вес при той же номинальной производительности и, в конечном счете, снижает стоимость инвертора.

Высокое напряжение на стороне постоянного тока, однако, приводит к повышенным требованиям к безопасности, которые следует учитывать при проектировании инвертора. В пользу инвертора с трансформатором говорит то, что при его применении фотогальванический генератор может иметь как положительное, так и отрицательное заземление. Это имеет важное значение при использовании некоторых типов тонкослойных солнечных батарей, так как для них требуется отрицательное заземление генератора. Это не всегда возможно сделать при применении бестрансформаторных инверторов. При этом потенциал генератора задается электроникой, в основном, в виде симметричного деления на положительный и отрицательный. Также электроникой задается определенная доля переменного тока на стороне постоянного тока: как раз наиболее эффективные типы инверторов позволяют потенциалу генератора солнечной электростанции колебаться на половину амплитуды мощности. Такое колебание потенциала, однако, может затем постоянно создавать проблемы, если солнечные батареи проявляют высокие паразитные емкости — в этом случае возникает емкостная утечка. Но некоторые типы тонкослойных солнечных батарей могут быть без ограничений в комбинации с бестрансформаторными инверторами. Поэтому при выборе инвертора для определенного типа солнечных батарей всегда следует учитывать спецификацию производителя инверторов.

Все описанное выше ясно указывает на то, что выбор подходящего инвертора никогда нельзя делать только исключительно на основе желаемой эффективности или размера и окружения солнечной электростанции, но в первую очередь выбор инвертора следует рассматривать в сочетании с используемыми солнечными батареями. Производители солнечных батарей и инверторов для солнечной энергетики все чаще работают вместе именно по этой причине. Некоторые производители солнечных батарей вносят теперь в свою техническую документацию указания по выбору соответствующего инвертора и по заземлению генератора. Большое значение также имеет контроль совместимости диапазонов напряжения солнечной батареи и инвертора. Необходимая информация дана в соответствующих паспортах на оборудование, которые можно загрузить с веб-сайтов производителей. Кроме того, чрезвычайно практическую помощь оказывают бесплатные программы подбора оборудования производителей инверторов, чтобы правильно подобрать инвертор для любого технического окружения, так что в конце концов не только планировщик / монтажник, но и клиент будет полностью удовлетворен своей солнечной электростанцией и ее эффективностью.

Эффективность инвертора

Существенным моментом оценки при выборе инвертора является его эффективность. Чтобы избежать различных условий для расчета эффективности, была создана методика, которая обеспечивает практическое сравнение разных типов инверторов.

Мощность инвертора – с учетом диапазона превышения — не является постоянной величиной. При расчете эффективности определенные части диапазона нагрузки инвертора объединяют в единое целое. Для разных частей диапазона вводятся коэффициенты, соответствующие среднему рабочему состоянию инвертора. В диапазонах низкой мощности эффективность относительно неблагоприятна. С увеличением мощности эффективность также увеличивается и достигает максимального значения в диапазоне нагрузки от 50% до 100% от номинальной мощности.

Однако, не только эффективность инвертора определяет общую эффективность солнечной электростанции, но и другие факторы, такие как последовательное или параллельное подключение.

Обзор преимуществ и недостатков инверторов с / без трансформатора

Инвертор с трансформатором

+ гальваническая развязка между переменным и постоянным током

+ простой принцип работы — низкая эффективность — большое выделение тепла

— большие потери преобразования в трансформаторе

Инвертор без трансформатора

+ высокая эффективность + небольшие размеры/ низкое выделение тепла + новый технический уровень — без гальванической развязки — высокая чувствительность к помехам

Инвертор с трансформатором

Для таких инверторов солнечный генератор, в принципе, является свободно плавающим по отношению к потенциалу земли. Однако, из-за внутренних или внешних сопротивлений напряжение солнечного генератора делится на симметричное или асимметричное к потенциалу земли.

Преимущества:

       + очень незначительные поверхностные токи утечки

• + нет разности потенциалов между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей (с заземленным отрицательным полюсом)
• Недостатки:

       — сравнительно низкая эффективность

       — Для заземления отрицательного полюса чаще всего требуется дополнительное внешнее оборудование

Бестрансформаторные инверторы с повышающим преобразователем и разделенным напряжением промежуточного контура

Для инверторов этого типа напряжение солнечного генератора делится на симметричное и асимметричное по отношению к потенциалу земли. Кроме того, может произойти наслоение пульсации напряжения с частотой в 100 Гц с малой амплитудой.

Преимущества:

       + очень незначительные поверхностные токи утечки

       + высокая эффективность

Недостатки:

       — Разность потенциала между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей

Бестрансформаторные инверторы с повышающим преобразователем

Для инверторов этого типа напряжение солнечного генератора делится асимметрично потенциалу земли. Кроме того, накладывается пульсация напряжения с частотой 50 Гц и половина линейного напряжения.

Преимущества:

       + высокая эффективность

Недостатки:

       — возможны поверхностные токи утечки

       — разность потенциала между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей

Бестрансформаторные инверторы без повышающего преобразователя (прямой преобразователь)

Для инверторов этого типа напряжение солнечного генератора делится симметрично по отношению к потенциалу земли. Кроме того, накладывается пульсация напряжения с частотой 50 Гц и половиной линейного напряжения. Так как такие концепции основаны на одной ступени преобразования, то возможна очень высокая эффективность.

Преимущества:

       + очень высокая эффективность

Недостатки:

       — возможны поверхностные токи утечки

       — разность потенциалов между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей

Бестрансформаторные инверторы с однополярным заземлением солнечного генератора

Для инверторов этого типа солнечный генератор соединяется напрямую с нулевым проводом.

Преимущества:

       + очень низкие поверхностные токи утечки

       + нет разности потенциала между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей

Недостатки:

       — до сих пор сравнительно низкая эффективность

Вывод

       Солнечный инвертор должен обладать следующими функциями, чтобы избежать всех вышеупомянутых проблем:

       Минимальная пульсация напряжения, отсюда только очень низкие поверхностные токи утечки

       Никакой разности потенциала между отрицательным полюсом солнечного генератора и землей

       Высокая эффективность

       Никакого внешнего заземления через дополнительное оборудование

       Максимально возможный диапазон входного напряжения

       Небольшой вес

Источники: SMA, TÜV Rheinland, PV Konferenz Bad Staffelstein 2011