Как выбрать инвертор для солнечных батарей

Выбор инвертора

Основная функция инвертора заключается в преобразовании стандартного напряжения и постоянного тока аккумуляторных батарей в бытовой переменный ток напряжением 220В. График напряжения на выходе из инвертора имеет синусоидальную форму. И в зависимости от того, какие потребители будут подключены к питанию от СБ, инвертор должен выдавать напряжение либо с правильной синусоидальной формой графика (чистый синус), либо с модифицированным синусом (меандр). Как именно ведет себя график напряжения на выходе из инвертора, зависит от особенностей устройства.

Некоторые электроприборы стабильно работают и на «модифицированном синусе»: электронагреватели, компьютеры, устройства с импульсными источниками питания (определенные модели телевизоров). Опытные пользователи нашего портала рекомендуют приобретать инверторы, дающие на выходе «чистый синус». Форма выходного сигнала указывается в характеристиках устройства.

Выбирая инвертор, следует обращать внимание не только на форму выходного сигнала, но и на мощность устройства

Номинальная мощность (рабочая) должна быть на 25-30% выше суммарной мощности постоянно задействованных в работу потребителей.
Пиковая мощность инвертора должна превышать мощность возможной кратковременной нагрузки на прибор. Речь идет о нагрузке, которая возникнет в случае одновременного включения нескольких потребителей, обладающих большой пусковой мощностью (холодильник, электродвигатель насоса и т. д.).
В характеристиках инвертора указывается еще и максимальная мощность. Она меньше пиковой, но больше номинальной. Этот параметр обозначает допускаемую кратковременную нагрузку, при которой устройство проработает в течение нескольких минут (5-10 мин) и не выйдет из строя.

Пусковой ток холодильника может не потянуть инвертор, но у меня, к счастью, мощности инвертора вполне хватает. Мощность постоянная – 2,5 кВт, пиковая – 4,8.

КПД инвертора также имеет большое значение при выборе устройства. Он определяет потери электроэнергии во время работы устройства и может варьироваться в следующих пределах: 85-95% (в зависимости от модели). Рекомендуется выбирать устройство с КПД – от 90% и выше. Ведь за инвертор мы заплатим один раз, а за его низкий КПД платить придется постоянно.

Инверторы, подключаемые напрямую к свинцово-кислотным аккумуляторам, должны защищать АКБ от глубокого разряда. В большинство современных инверторов подобная функция встроена. Порог отсечки нагрузки может быть установлен заводом-изготовителем, а может регулироваться пользователем.

Нижний порог отсечки нагрузок от АКБ – 10В-10,5В (в 12-ти вольтовых системах) стандартен По сути, это аварийная защита от глубокого разряда батареи. Теперь про регулируемые настройки: есть инверторы с регулируемыми настройками, есть – без настроек. Бюджетные модели имеют меньше функционала, дорогие – больше. Потребитель сам определяет, что ему больше нужно и по какой цене.

Помимо обычных преобразователей, в системах автономного питания часто используются гибридные и комбинированные инверторы. Комбинированные – способны совмещать функции контроллера и инвертора. Гибридные – позволяют осуществлять питание потребителей как от сети, так и от аккумуляторов.

О сечениях проводников, которые соединяют различные элементы автономной системы электроснабжения, о параметрах защитных устройств и о способах монтажа используемого оборудования вы узнаете в заключительной часте настоящей статьи.

Сетевой инвертор для солнечных батарей

Сетевой инвертор – э прибор без которого не может обойтись ни одна сетевая солнечная электростанция.
Он служит для преобразования постоянного 24-48 в. тока исходящего от батарей, в переменный, который используется в обыкновенных бытовых электросетях.
Преобразование энергии является основной работой инвертора в цепи сетевой электростанции, поскольку в чистом виде, сгенерированная электроэнергия практически бесполезна для современного оборудования.

Что значит сетевой? – это означает, что принцип его работы транзитный, напрямую с общей электросетью без аккумуляторного блока.

Какие бывают виды инверторов

В зависимости от поставленных задач, существуют такие виды:

однофазный солнечный инвертор
гибридный сетевой инвертор
трехфазный сетевой инвертор

Однофазные 220в. инвертора для солнечных батарей – используются исключительно в электростанциях мощностью до 15 кВт/ч.

Трехфазный 380в. сетевой прибор – стандартно монтируют в более мощные сетевые станции, с выработкой свыше 15 кВт/ч.

Гибридные сетевые инвертора – позволяют создать комбинированную схему подачи электроэнергии, дают возможность установить резервный аккумуляторный блок. Зачастую такой прибор с накопителем, применяются для домашнего использования, поскольку решают две задачи: можно продавать излишки энергии а так-же обрести полную автономность при веерных отключениях света.

Принцип подключения гибридного инвертора к системе довольно прост.

Качественные сетевые инверторы – как правило обладают правильной синусоидой, встроеным контроллером для солнечных батарей, это серьезные дорогие приборы, к выбору которых, необходим профессиональный подход. Часто спецы отдают предпочтение немецкой марке grid.

Если вы к примеру, решили купить сетевую солнечную электростанцию, вам необходимо четко понимать перспективу этого дела, предусмотреть возможные варианты модернизации системы, согласовать модель с организациями РЭС во избежание всяких недорозумений.

Ведь инвертор кроме всего прочего, нужно брать с большим запасом мощности, чтобы в яркие дни солнцестояния, система могла выдержать максимальную нагрузку – тем самым заработать больше денег.

Работа сетевых инверторов

Принцип работы – синхронное преобразование постоянного тока DC от батарей, в переменный AC, стабилизация выходного напряжения и тока со внешней стационарной сетью. Преобразование происходит благодаря PWM – широтно-импульсной модуляции.

Очень важную роль играет, максимальный входной ток – это то количество постоянного тока, которое может принять и переработать инвертор. Соотношение зависит от количества подключенных солнечных батарей – их сумарной мощности.

Максимальный КПД сетевых приборов обычно составляет не более 94% – что считается достаточно эффективной работой.

Инверторы сетевого напряжения, традиционно выпускаются мощностью от 10 кВт. и выше. Купить устройства различных торговых марок, сегодня можно без труда, стоит только заказать на специализированных сайтах в интернете.

Конечно же сетевой инвертор можно собрать своими руками, для етого есть много народных умельцев, однако такое устройство не имеет шансов для легальной регистрации в организациях РЭС, потому рассматривать такой вариант не стоит.

Подключение сетевого инвертора и настройку системы. должны делать сертифицированные специалисти, иначе система не может быть сдана в эксплуатацию, потому мы нерекомендует подключать сетевой инвертор самостоятельно.

Какой прибор лучше

Синхронные инверторы – предназначены для передачи энергии в сеть.

Последние преобразовывают электрический ток забирая его из аккумуляторов, питающих сам автономный инвертор. Такой ток используют в бытовых целях и как способ резервного электроснабжения.

Инвертор – это сердце всей системы преобразования солнечной энергии в электрический ток. Его выбирают исходя из предполагаемого количества фотомодулей, которые способны генерировать свет, потому перед выбором необходимо определиться со своими финансовыми возможностями, амбициями на этот счет – поскольку переделывать систему или можернизировать в будущем, будет очень затратно.

Виды инверторов и их конструктивные особенности

Существует три вида инверторов для солнечных батарей, отличающихся по принципу своего действия: сетевые, автономные и гибридные (многофункциональные).

Сетевые

Сетевой инвертор для солнечных батарей работает совместно с централизованным электроснабжением. Помимо преобразования энергии в задачи таких установок входит контроль за напряжением и частотой тока внешней сети. Также они передают лишнее электричество в основную электросеть. Кстати, владелец фитоэлектростанции может неплохо на этом заработать, продавая излишки энергии частным компаниям.

Сетевые преобразователи электроэнергии создаются на основе емкостных диодов с низкочастотным модулятором. Чаще всего их используют для солнечных панелей в виде тарелок. Преимущества устройств в их компактности, высокой степени защиты и относительно быстрой скорости преобразования, при низком уровне энергопотребления.

Кроме своей основной функции сетевые инверторы имеют ряд дополнительных возможностей:

регулировка частоты напряжения;
регулировка амплитуды тока;
защита оборудования от перегрева;
защита сети от коротких замыканий;
некоторые модели оснащены Wi-Fi-связью, благодаря которой можно выводить информацию на экран телефона, планшета или ПК.

Сетевые устройства монтируются в электрическую цепь между солнечной батареей и электрической сетью 220-380 В. Их использование предполагает работу гелиостанции без накопительных аккумуляторов. Функционировать они могут только в дневное время, когда есть солнечный свет.

Автономные

Инверторы автономного типа включены в общую конструкцию солнечной электростанции и обеспечивают постоянное поступление к потребителям электроэнергии. Устройства данного вида преобразуют накопленную в АКБ энергию до требуемых параметров и направляют ее для дальнейшего использования.

Автономный инвертор для солнечных батарей

Автономные инверторы в зависимости от формы выходного сигнала по току, делятся на синусоидальные и квази-синусоидальные. Первые установки отличаются повышенными техническими параметрами, но при этом они более габаритные и стоят дороже. Это сужает круг потребителей, которые могут позволить себе такие устройства.Однако они обеспечивают надежную работу электроприборов, которые чувствительны к перепадам напряжения.

Автономные инверторы квази-синусоидального более востребованы нежели синусоидальные. Они меньше в размерах и стоимость их более доступная. Минус в том, что такое оборудование нежелательно устанавливать в местах с нестабильным электроснабжением, иначе чувствительные приборы могут просто сгореть от скачка напряжения.

Многофункциональные

Гибридный инвертор для солнечных батарей включил в себе преимущества первого и второго вида. Это самое надежное оборудование, обладающее большим количеством настроек:

повышает мощность сети при перегрузках;
продолжает работу при снижении напряжения;
исключает проблемы со счетчиками.

Многофункциональный тип инвертора подойдет как для домашней, так и для промышленной солнечной станции. Он может параллельно получать нагрузку из сети и от аккумуляторной батареи, выбирая, что в данной ситуации наиболее приоритетно. Единственный его недостаток — дороговизна.

Обзор популярных моделей

Инверторы отечественного производства

Российские инверторы от компании «UMA», это устройства высокого качества с номинальной мощностью 2,5 кВт и максимальной — 5 кВт. Рабочее напряжение таких установок 24 В при мощности системы в 220 В. Объединяет в себе функции не только инвертора, но и бесперебойника, контроллера и сетевого зарядного устройства, мощностью 20 А-30 А.

Устройство SV15000s от российской фирмы «Sunville». Относится к трехфазному сетевому типу инверторов с номинальной мощностью 15,0 кВт. Максимальный КПД — 97,8%. Номинальное рабочее напряжение составляет 720 В.

Отдельного внимания заслуживает компания МАП «Энергия». Она предлагает широкий ассортимент преобразователей мощностью от 800 до 1200 Вт.

Инверторы от «Энергии» подходят для аккумуляторов всех типов. Устанавливаются они в частных домах, а также во многих отраслях промышленности, медицинских центрах, на метеостанциях, применяются в строительстве.

Именно «Энергия» выпустила первый инвертор с повышенной мощностью — 20 кВт, выдерживающий максимальную нагрузку 25 кВт. Данное устройство способно подавать электроэнергию в многоэтажный дом с большим количеством различной техники и приборов.

Зарубежные инверторы

Хорошо зарекомендовали себя инверторы от французского производителя «Schneider Electriс». Фирма выпускает оборудование для солнечных электростанций, обладающее высоким функционалом. Использовать такие инверторы можно в регионах с разными климатическими условиями.

Корпус преобразователей покрывают специальными составами, стойкими к образованию коррозии, а также воздействию агрессивных веществ. Использовать установки от «Schneider Electriс» можно в частных домах, многоэтажках и на частных производствах.

Инвертор для солнечных батарей «Schneider Electriс»

Инверторы серии «Conext» выпускаются с КПД более 96% даже с учетом максимальных нагрузок. Некоторые модели оснащены распределительным блоком, поэтому монтаж внешнего электрощитка необязателен. В ассортименте изделий можно найти модели с разными показателями мощности — от 4 до 20 кВт.

Тайваньские инверторы «ABi-Solar» на рынке России представлены серией автономных преобразователей с КПД не менее 94%, а также многофункциональными устройствами НТР и НТ. Установки комплектуются контроллерами заряда от фитопанелей. Также они совмещают в себе три функции:

преобразовывают энергию;
выполняют функцию контроллера;
работают, как зарядное устройство.

Вмонтированный ЖК-дисплей позволяет отслеживать основные показатели всей гелиосистемы.

Сетевые инверторы для гелиосистем «Kostal» — это высококачественные одно- или трехфазные устройства нового поколения с мощностью от 1,6 до 25 кВт. В конструкцию входит автоматический выключатель переменного тока, МРР-трекеры, дисплей, счетчик и многое другое, что делает работу преобразователей удобной и надежной, а также позволяет подключать их к системе «умный дом».

Благодаря материалам корпуса, инверторы от «Kostal» можно устанавливать как на доме, так и внутри помещения. В любом случае, повредить их достаточно сложно. Все модели собираются в Европе и соответствуют мировым стандартам качества.

Голландская фирма TBS Electronics уже более 20 лет производит инверторы разной мощности. Модели линейки Powersine характеризуются чистым синусоидальным выходным сигналом, поэтому их применение гарантирует бесперебойную и длительную эксплуатацию приборов, чувствительных к перепадам напряжения. Оборудование оснащено защитой от перепадов температур и скачков напряжения. С такими преобразователями можно давать нагрузки до 500 В с пусковой силой, которая в десятки раз превышает рабочую.

Завершающий этап работы

Если тест показал, что батарея полностью работоспособна, ее герметизируют специальным силиконовым герметиком или более дорогим и прочным эпоксидным компаундом.

Работа предусматривает два способа проведения:

Полная заливка – когда всю поверхность покрывают герметическим составом.
Частичная обработка – когда герметик наносят только на крайние элементы и пустое пространство между элементами.

Первый вариант считается более надежным и обеспечивает системе полноценную защиту от воздействия внешних факторов. Фотоэлементы четко фиксируются на своих местах и корректно работают с максимальной отдачей.

Для проклейки фотоэлементов внутри корпуса желательно использовать морозостойкий герметик, способный выдерживать резкие температурные перепады и низкие минусовые показатели

Когда заливка осуществлена, герметику дают «схватиться». Затем прикрывают прозрачным элементом и плотно прижимают к пластинам.

С целью обеспечения дополнительной защиты и амортизации некоторые мастера рекомендуют между поверхностью кремниевой плиты и задней частью каркаса размещать плотный поролон. Это сделает конструкцию более цельной и предохранит от лишней нагрузки хрупкие фотоэлементы

Потом на поверхности размещают груз, который воздействует на слои и выдавливает из них пузырьки воздуха. Готовый генератор тестируют еще раз и окончательно монтируют на заранее подготовленное место.

Виды инверторов для СЭС

Существует несколько разновидностей сетевых инверторов, отличающихся некоторыми особенностями конструкции и назначением. При сборке комплекса солнечных батарей используются различные варианты, требующие от владельца правильного понимания специфики и особенностей их работы. Прежде всего, инверторы различают по форме выходного сигнала:

синусоидальные
прямоугольные
псевдосинусоидальные

Синусоидальные

Наиболее предпочтительным вариантом конструкции является синусоидальный инвертор солнечных батарей. Он способен выдать наиболее качественную форму сигнала, оптимальную для всех бытовых приборов, технических и электронных устройств.

Прямоугольные

Инверторы с прямоугольным сигналом — самые дешевые, но их рекомендуют применять только для простых осветительных приборов. Многие виды бытовой техники от таких источников не могут работать.

Псевдосинусоидальные

Псевдосинусоидальные приборы — это компромисс между первым и вторым видами, способными работать с любыми устройствами. Однако, для работы с некоторыми чувствительными видами потребителей их лучше не использовать. Кроме того, от псевдосинусоидальных инверторов могут возникать помехи и шумы.

Кроме этого, есть инверторы, предназначенные для работы в разных условиях. Рассмотрим их внимательнее:

Сетевые

Обычно сетевой энергией пользуются в дневное время, когда аккумуляторы солнечных батарей заряжаются. Ночью происходит переход на автономное питание, до того момента, когда заряд АКБ будет исчерпан. В дневное время возможна отдача энергии в сеть, если заряд батарей полон. Эту функцию также используют, если мощность солнечных батарей значительно превышает потребности дома.

За рубежом существуют такие программы и тарифы, где отданная энергия учитывается и оплачивается владельцу солнечной батареи. В нашей стране таких возможностей пока нет, поэтому сетевые инверторы для солнечных электростанций используются только для питания потребителей и переключения режима подачи энергии.

Этот вид приборов считается наиболее удачным, поскольку работает с перерывами и обладает высокой долговечностью. Его недостаток состоит в необходимости иметь параллельное подключение к централизованному источнику.

Автономные

Такая схема предполагает высокие нагрузки, поэтому мощность инвертора подбирается с определенным запасом. Кроме того, необходимо обеспечить параметры инвертора, превышающие пусковой ток наиболее мощного потребителя

Это важно, поскольку пиковое значение способно вывести устройство из строя

Например, холодильник или кондиционер при запуске превышает рабочую мощность в 10 раз, поэтому иметь определенный запас надо обязательно. Перед покупкой следует выполнить подсчет суммарной мощности всех потребителей и учесть пиковые пусковые нагрузки. Кроме того, надо прибавить запас на компенсацию падения выходной мощности со временем.

Солнечный инвертор Sila 3000

Одним из наиболее востребованных устройств считается гибридный солнечный инвертор Sila 3000, отзывы о котором свидетельствуют о высоких эксплуатационных возможностях. Например, при номинале 2,4 кВт, эти инверторы способны кратковременно давать 3 кВт без отрицательных последствий для себя. При возникновении пиковых пусковых нагрузок, гибридные солнечные инверторы Sila 3000 могут выдержать изменение режима работы. Несмотря на то, что они изготовлены в Китае, долговечность и надежность приборов весьма положительно оцениваются пользователями.

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.

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.

Гибридных («hybrid») моделей.

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.

Характеристики и примеры моделей солнечных панелей

Технические характеристики солнечных панелей производители указывают в паспорте к оборудованию. Основными параметрами гелиопанелей являются:

мощность и генерируемое напряжение;
энергетическая эффективность (КПД);
габариты;
температурный коэффициент (показывает зависимость мощности, тока и напряжения на выходе от значения температуры).

Пример характеристик

Среди моделей гелиопанелей, отмеченных потребителями, значатся следующие:

Поликристаллическая AS–6P30 280W (производитель Amerisolar). Ее габариты 1640х992 мм, мощность 280 Вт, КПД 17, 4 %, цена примерно 7000 руб. (бюджетный вариант), гарантийное обслуживание – 2 года.
RS 280 POLY (производства Runda). Мощность 280 Вт, но цена около 6000 руб.
LP72–375M PERC (от компании LEAPTON SOLAR). При параметрах 1960х992 мм выдает 375 Вт. КПД составляет 19, 1 %. Цена находится в области 10000 руб.
NeOn 340 W (от LG) – это панель уменьшенного размера 1686х1016 мм. КПД модели 19,8 %. Ее мощность 340 Вт. Но цена составляет около 16000 руб.
SunForte PM096B00 333W (выпускается тайваньской BenQ) – монокристаллическая панель. Выдает 333 Вт при КПД 20,4 % и габаритах 1559х1046 мм. Стоимость модуля примерно 35000 руб.
Для покрытия потребностей дома в электроэнергии (5 кВт) подойдет, например, готовая электростанция от «Хевел» С3.

Цены на солнечные батареи и готовые комплекты (с аккумулятором, инвертором, контроллером и прочими комплектующими) варьируются в широком диапазоне. Стоимость комплектов лежит в примерном диапазоне 30000÷2000000 рублей. Если отдельно, то батареи обойдутся приблизительно от 5000 до 30000 руб.

Цена панелей составляет примерно третью часть от стоимости электростанции вместе с монтажом. Срок окупаемости также колеблется: в среднем составляет от 4 до 10 лет.

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.

Инверторы для солнечных батарей: виды и критерии выбора

Выбор инвертора