Типы инверторов для солнечных батарей: сравнение моделей и правила подключения

Развитие солнечной энергетики наблюдается во всех уголках земного шара с впечатляющей скоростью. Согласно годовому отчету Международного энергетического агентства, в 2016 году объем введенных в эксплуатацию объектов по производству электроэнергии из солнца впервые оказался больше, чем у угольных станций.

В сердце системы солнечной энергетики находится инвертор для солнечных батарей, преобразующий постоянный ток в переменный. Мы покажем, как подобрать оптимальный вариант устройства и правильно его установить. Следуя нашим рекомендациям, вы сможете собрать исправно работающую мини-электростанцию.

Виды инверторов для солнечных панелей

Без инвертора солнечная электростанция не сможет обеспечить бытовые потребности. Существуют три типа инверторов по способу применения:

  • автономные;
  • сетевые;
  • многофункциональные.

Инверторы первого вида с обозначением «off grid» подключаются к солнечным модулям, образуя самостоятельную фотоэлектрическую систему. Взаимодействия с внешней электросетью отсутствуют. Мощность этих устройств находится в диапазоне от 100 до 8000 Вт.

Синхронные или сетевые инверторы работают в унисон с централизованной системой электроснабжения. Преобразователи марки «on grid» выполняют роль преобразователя и регулируют параметры сети, такие как колебания амплитуды, показатель частоты и другие.

Для создания автономной солнечной электростанции необходим набор устройств; частью этого набора служит инвертор.
Основная задача инвертора – преобразовать постоянный электрический ток от фотоэлектрических панелей в переменный ток, необходимый для работы бытовых приборов.
В схемах с солнечными батареями функцию инвертора может выполнять обычный частотный преобразователь. Впрочем, приобретать его специально для мини-электростанции на основе солнечных панелей нецелесообразно, так как у него больше возможностей, чем требуется.
Солнечные батареи генерируют электроэнергию с напряжением обычно 12 или 24 вольта, а также до 48 вольт. Для питания большинства домашних устройств требуется напряжение 220 вольт, и эту трансформацию осуществляет инвертор.
В случае интеграции источника бесперебойного питания в инверторную систему, она будет автоматически переходить на питание от общей электрической сети при отсутствии достаточной освещенности и возвращаться к использованию солнечной энергии после выхода облаков.
Использование преобразователя напряжения не требуется, если энергия, генерируемая солнечными панелями, предназначена исключительно для подзарядки мобильных гаджетов, питания сварочного оборудования или обеспечения освещения на улице посредством гелиопанелей.
Возможность подключения модулями дает возможность применять несколько инверторов вместо одного при необходимости подачи тока на напряжение 380 В.
В схеме инвертора трансформатор необязателен. Его наличие увеличивает стоимость и сложность системы. При необходимости сигнала высокого качества целесообразнее приобрести инверторный аппарат с трансформатором.

В случае возникновения проблем в общей электросети, преобразователь автоматически деактивируется. Такие системы способны сохранять энергию в аккумуляторных батареях.

Когда суммарная мощность работающих в доме устройств меньше потенциальных возможностей солнечной станции, излишки энергии поступают в розетки вне дома. При нехватке мощности для обычной работы бытовой техники проводится подключение к внешним источникам.

Характеристики инвертора на стороне переменного тока устанавливаются в зависимости от общего объема потребляемой мощности всех подключенных устройств. Параметры устройства на постоянной составляющей выбираются с учетом номинальной производительности солнечных панелей.

Если электропитание отсутствует, питание осуществляется от аккумулятора, который был предварительно заряжен. Если аккумуляторные батареи не подключены к системе, то вырабатываемая солнечными панелями энергия направляется в централизованную электрическую сеть.

Сетевые фотоэлектрические инверторы с большой эффективностью преобразуют энергию солнечных батарей в электроэнергию, обеспечивая стабильное электропитание и обладаю высокой производительностью более 90%.

Гибридный или многофункциональный инвертор — надёжное устройство. Его отличают свойства первых двух преобразователей, а также большое количество настроек. Это оптимальный выбор для обустройства домашней солнечной станции, однако и самый дорогой.

Читать также:  Альтернативные системы обогрева загородных домов: сравнение

Существующие солнечные инверторы разделяют на виды по напряжению на выходе. В зависимости от этого параметра бывают синусоидальными и меандровыми. Синусоидальные инверторы, так как величина выходного напряжения почти такая же, как у питающей электрической сети, подходят для домов с высокочувствительной техникой.

Постоянное напряжение обеспечивает безопасность домашних электроприборов. Выходной сигнал этого инвертора синусоидального типа отображается как чистая синусоида.

При работе оборудования наилучшей формой меандра является идеальный синус. Это особенно важно для телекоммуникационного оборудования, медицинской техники и высокоточных измерительных приборов. Поэтому, даже несмотря на высокую цену сложных инверторов, других вариантов в этом случае нет. Информация о форме выходного сигнала производители указывают в его характеристиках.

Инверторы несинусоидального типа или меандровые преобразователи формируют сигнал прямоугольной формы, который часто называют модифицированной синусоидой. Использование таких устройств ограничено определенными видами нагрузки, но они могут быть применимы для оборудования, потребляющего реактивную мощность.

Критерии выбора преобразователя

При подборе инвертора для солнечной электросистемы необходимо учитывать не только форму выходного сигнала, но и его номинальную мощность. Эксперты рекомендуют… солнечные батареиИспользование преобразовательного оборудования с мощностью, превышающей общую потребляемую мощность системы на 25–30 процентов, является распространенной практикой.

Важно принимать во внимание дополнительную нагрузку, возникающую при одновременном запуске нескольких устройств, характеризующихся значительной пусковой мощностью.

Эффективность инвертора – ключевой показатель, влияющий на потери энергии в процессе его работы. Этот параметр варьируется от модели к модели и обычно находится между 85% и 95%. Рекомендуется выбирать устройства с эффективностью не менее 90 процентов.

Существуют однофазные и трехфазные инверторы. Однофазное оборудование более доступно по цене, однако его применение целесообразно при потреблении энергии до 10 кВт. Напряжение таких устройств обычно составляет 220 вольт с частотой 50 герц. Трехфазные модели предлагают широкий спектр напряжения: от 315 до 690 вольт.

Изготовители высококачественного оборудования обычно интегрируют в свои продукты трансформаторы для обеспечения стабильной работы. Существует корреляция между массой инвертора и его производительностью: при соотношении мощности к массе, равном 100 Вт на килограмм веса, можно предположить наличие трансформатора в цепи устройства.

Количество используемых преобразователей также может варьироваться. При определении этого параметра следует учитывать следующие аспекты: если общая мощность солнечных панелей не превышает 5 кВт, то для функционирования системы достаточно одного инвертора. В случае с более мощными установками потребуется два или большее количество устройств. Наиболее эффективным является использование по одному преобразователю на каждые 5 кВт мощности.

Читать также:  Создание небольшой гидроэлектрической станции в домашних условиях: руководство по сборке

Для работы в сетях, использующих как стандартную электроэнергию, так и энергию от солнечных батарей, применяются. гибридные инверторы. Дополнительную информацию об устройстве этих компонентов и принципах их выбора можно найти в статье, которую мы рекомендуем к прочтению.

Преобразователи могут иметь различные схемы и геометрии выходного сигнала. Некоторые модели поставляются с зарядными устройствами. Неисправность одного инвертора не останавливает работу системы.

Особенности подключения инвертора

Эффективность работы солнечной электроустановки напрямую зависит от корректного подключения инвертора. Важно учитывать, что проводка для передачи постоянного тока должна быть максимально короткой и иметь подходящее сечение.

При удаленном расположении потребителя от солнечных элементов необходимо удлинить кабель для переменного тока 220 В путем наращивания. Расстояние между инвертором и солнечной панелью должно быть не более 3 метров.

Наиболее оптимальным решением является размещение инвертора рядом с солнечной батареи. Особенно строгие требования предъявляются к подключению инверторов с мощностью выше полукиловатта.

Провода необходимо подсоединять прочно, поскольку слабое соединение приводит к искрению, которое может спровоцировать пожар.
При установке автономного инвертора для непрерывного электроснабжения участка цепь постоянного тока должна быть полностью укомплектована.
автоматическими выключателями.

При присоединении инвертора наилучшим вариантом служит использование обвязки гибридного типа для постоянного и переменного тока. В ее сердце — особенная схема подключения преобразователя. контроллер для солнечных батарей после того, как зарядятся аккумуляторы.

Это решение повышает эффективность работы техники. В местностях с частыми перебоями электричества и в домах, освещённых преимущественно слабым солнцем, это решение проявляет себя особенно удачно.

Обзор моделей инверторов

Различные компании, как российские, так и международные, осуществляют производство преобразователей для солнечных батарей. Каждое устройство обладает уникальными параметрами, разной степенью надежности, определенным комплексом возможностей и техническими спецификациями.

Инверторы от отечественного производителя

Российский производитель МАП «Энергия» выпускает широкий ассортимент изделий мощностью от 800 до 1200 Вт.

Предприятие выпускает различные серии инверторов.

  1. Инверторы типа МАП SIN генерируют синус-сигналы.
  2. Синусоидальные преобразователи с возможностью извлечения дополнительной энергии от аккумуляторов — МАП HYBRID.
  3. Трехфазные инверторы — МАП HYBRID 3 фазы.

Производимые этим предприятием инверторы способны подзаряжать аккумуляторы различных конструкций. Для этого они оснащены зарядное устройство большой мощности.

Компания создала инвертор мощностью 20 кВт, рассчитанный на нагрузку до 25 кВт. Такая модель обеспечит стабильным электричеством большой жилой дом с большим количеством электроприборов.

Инверторы от МАП «Энергия» используются не только в индивидуальных домах, но и на предприятиях различных секторов экономики. Их можно встретить в медицинских учреждениях, строительных организациях, а также на метеорологических станциях.

Преобразователи Conext от Schneider Electric.

Компания Schneider Electric из Франции производит инверторы с превосходными рабочими качествами, подходящими для эксплуатации в разных климатических зонах.

Читать также:  Тепловые насосы "воздух-воздух": работа, конструкция, выбор и расчёты

Защитное покрытие корпуса обеспечивает устойчивость к коррозии и успешное прохождение испытаний в условиях соленого тумана. Эти преобразователи подходят для солнечных электростанций, расположенных как на домах частной застройки, так и многоэтажных зданиях.

Изготовитель оценивает надёжность техники различными методами и испытаниями. В устройствах Conext отсутствуют электрохимические конденсаторы, что обеспечивает долговечность работы.

Инверторы Conext демонстрируют эффективность в 97,5%, даже при работе на предельных значениях потребляемой мощности. Некоторые версии уже содержат распределительный элемент, что исключает необходимость установки дополнительного внешнего электрощита.

Широкий выбор моделей подходит для гелиосистем от 3 до 20 кВт мощности.

Инверторы компании TBS Electronics

С 1996 года голландская компания выпускает синусоидальные преобразователи для солнечных панелей Poversine мощностью от 175 до 3500 Вт, как маломощные, так и более мощные.

На фото инвертор Powersine PS3500-24. Его можно использовать для бесперебойного снабжения энергией котлов отопления, насосов, компьютеров и других небольших устройств.

Инверторы Powersine благодаря чистой синусоиде на выходе обеспечивают надёжную и долгосрочную работу чувствительных приборов. Оборудование защищено от короткого замыкания, перепадов температуры, перегрузок. С помощью этих инверторов можно запускать нагрузки до 500 В с пусковой силой, которая в десятки раз превышает номинальную.

Сетевые инверторы Kostal

Компания производит инновационные высококачественные инверторы мощностью от 1,5 до 20 кВт, как однофазные, так и трехфазные. В конструкцию встроен автоматический выключатель переменного тока, МРР-трекеры, монитор, счетчик S0 и другие опции в базовой комплектации. Благодаря этому возможно подключение инвертора в систему «умный дом».

Инверторы Kostal отличаются простотой монтажа и удобством использования. Встроенный интерфейс обеспечивает наглядное представление информации о текущем состоянии работы устройства.

Из-за высокого качества материала корпуса преобразователь можно размещать как снаружи, так и внутри помещений. Сборка производится в Европе, что обеспечивает соответствие европейским стандартам качества. Производитель предоставляет гарантию на 5 лет.

Инверторы ABi-Solar из Тайваня

Тайваньские инверторы реализованы на российском рынке сериями автономных преобразователей SL/SLP, автономно-сетевых гибридных инверторов (НТР) и линейки гибридов НТ.

Автономные преобразователи оснащены контроллерами для управления процессом заряда от солнечных панелей. Данное оборудование обладает тремя основными функциями: оно функционирует как инвертор, регулятор зарядки аккумулятора и устройство для подзарядки.

В состав оборудования интегрирован жидкокристаллический экран, обеспечивающий мониторинг ключевых показателей солнечной энергетической системы. Эффективность преобразователей SL/SLP составляет приблизительно 93%. Модели серии SLP имеют защиту от попадания пыли внутрь.

К бюджетному варианту относится инвертор ABi-Solar HTP из новой серии. Его работа возможна только при наличии аккумулятора. Большой популярностью пользуется серия НТ, включающая гибридные однофазные и трёхфазные инверторы, отличающиеся высоким качеством сборки.

Модели SL0912 и SL1524 также входят в число доступных по цене устройств. Они поддерживают два режима функционирования – как обычного источника питания при отключении электричества, так и совместно с солнечными панелями. Предусмотрены две опции стабилизации напряжения: от 180 до 260 вольт и от 100 до 300 вольт.

Второй режим продлевает срок службы аккумуляторов за счёт их минимального потребления, однако подходит лишь для устройств, не требующих стабильного напряжения.

Инвертор ABi-Solar SL 1012 PWM мощностью 800 В выдаёт ток с немодифицированной синусоидой. Может использоваться для получения электроэнергии от солнечных панелей по «зеленому» тарифу.

Благодаря инверторам ABi-Solar расширяется диапазон допустимых рабочих температур. аккумуляторов и автоматизировать процесс заряд-разряд.

Сетевые инверторы компании GoodWE

Китайский производитель предлагает широкий ассортимент сетевых инверторов различной мощности, реализуя их по доступным ценам. Вместе с оборудованием предоставляется программное обеспечение для проектирования солнечной электроустановки, учитывающее расположение фотоэлектрических панелей относительно направления сторон света и других значимых объектов.

Работа преобразователя доступна для наблюдения с помощью планшета или смартфона после установки соответствующего приложения под управлением Android.

Выводы и полезное видео по теме

Специалист по продаже из компании объясняет правила подбора инверторов.

Этот видеоматериал посвящен вопросу подключения инвертора:

Солнечный инвертор, являясь ключевым элементом системы использования солнечной энергии, даёт возможность отказаться от подключения к общей электросети и избежать повышения тарифов на электричество.

Интеллектуальные решения с сетевыми преобразователями обеспечивают удобство, стабильность и контроль над использованием энергии, сохраняя привычный уровень комфорта в жилище.

Расскажите о создании мини-электростанции с инвертором для гелиобатарей. Поделитесь ценной информацией, которая может быть полезна посетителям сайта. Для этого оставляйте комментарии в блоке ниже, загружайте фотографии и задавайте вопросы.