Инвертор для домашней солнечной электростанции

СОДЕРЖАНИЕ:

Поддержка сети солнечными батареями

Очень часто нам задают вопрос — насколько эффективно и нужно ли вообще использовать солнечные батареи, если уже есть подключение к сети. Ответ на это вопрос зависит от многих факторов. Ниже рассмотрены некоторые типичные случаи и даны рекомендации по применению солнечных батарей в этих случаях.

1. Сеть есть, качество электроэнергии отличное, перерывов в электроснабжении не бывает.

Вы счастливчик! В этом случае экономического эффекта от применения солнечных батарей, скорее всего, сразу не будет. Стоимость электроэнергии, генерируемой от солнечных батарей, в настоящее время выше, чем при покупке от местных энергосетей. Поэтому возможна только экономия потребляемой электроэнергии, но не денег.

Точнее, стоимость электроэнергии выше, если брать срок окупаемости 10 лет. Если разделить затраты на покупку солнечных батарей на весь их срок службы, то стоимость 1 кВт*ч будет примерно равна той цене, которую мы имеет сейчас от сетей — 2,5-3 рубля за кВт*ч. Поэтому, на самом деле, солнечные батареи, вопреки распространенному мифу, уже сегодня не убыточны. Этот миф возник около 20 лет назад, когда стоимость солнечных батарей была в разы больше, а стоимость электроэнергии от сетей — в разы дешевле.

Учитывая стремительный рост тарифов на электроэнергию после реформы РАО ЕЭС, вполне возможно, что экономический эффект от соединенной с сетью солнечной электростанции станет положительным в ближайшие годы. Если вспомнить, что срок службы кремниевых фотоэлектрических модулей составляет как минимум 30 лет, то вполне возможно, что ваша фотоэлектрическая станция принесет вам существенную прибыль в течение времени ее эксплуатации.

Если вы решаете поставить солнечную батарею у себя в доме даже при наличии надежного централизованного электроснабжения, наиболее оптимальный вариант — это соединенная с сетью система, состоящая из:

  • солнечных фотоэлектрических панелей необходимой мощности
  • сетевых инверторов соответствующей мощности.
  • опционально можно поставить дополнительные счетчики электроэнергии (если такая функция не встроена в инвертор)

Все! Больше ничего не нужно для того, чтобы вы начали вырабатывать свою экологически чистую и, в каком-то смысле, бесплатную электроэнергию. Стоимость электроэнергии от соединенных с сетью фотоэлектрических станций гораздо ниже, чем в автономных системах, за счет того, что:

  1. Нет необходимости в аккумуляторах — сеть является бесплатным аккумулятором практически бесконечной емкости. Она принимает излишки энергии когда есть избыток солнечного электричества, и дает энергию, если солнечной энергии не хватает
  2. Сетевые инверторы дешевле батарейных
  3. В сетевой системе гораздо меньше элементов, чем в батарейной — не нужно аккумуляторов, соединителей аккумуляторов, контроллеров заряда, защитных устройств постоянного тока и т.п.
  4. Соединения на стороне переменного тока также проще — не нужно выделять в щитке нагрузку, которую нужно резервировать, не нужно заботиться о соответствии мощностей нагрузки и инвертора и т.д. Вы просто подключаете выход сетевого инвертора к щитку.
  5. Обслуживание практически не требуется

Все вышеперечисленное объясняет, почему во всем мире самыми распространенными системами являются соединенные с сетью.

Следует учитывать некоторые требования, которые имеют местные энергосети к подключению дополнительных источников энергии к сети. Обычно, для генерации энергии в сеть необходимо оформлять довольно дорогостоящее разрешение, да и дело это хлопотное. К сожалению, в отличие от продвинутых в отношении солнечной энергетики стран, наше законодательство пока не предусматривает безусловное подключение солнечных генерирующих мощностей к общей электросети.

Несмотря на то, что солнечные инверторы вырабатывают очень качественное напряжение, зачастую намного лучшее, чем напряжение в сети, сети не разрешают вашему электросчетчику просто крутиться в обратную сторону. И это даже невзирая на тот факт, что никакой опасности для сетей солнечные сетевые инверторы не представляют — они прекращают генерацию энергии как только в сети пропадает напряжение (например, его отключают для проведения ремонтных работ на линии электропередач).

Поэтому, для исключения претензий со стороны местных энергосетей, нужно обеспечить потребление всей электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями.

Справедливости ради нужно сказать, что в последнее время стало все больше таких объектов — люди просто хотят иметь у себя на крыше солнечные батареи. Тем самым они показывают, что заботятся о сохранении окружающей среды, думают о том, что они оставят своим детям после себя. К счастью, иметь солнечные батареи у себя дома становится даже модным! Это подтверждает в очередной раз известный закон развития рынка — на первом этапе новые технологии применяют «продвинутые» люди, которые уловили тенденции развития техники, и которые пользуются этими новыми технологиями несмотря на то, что они пока еще дороже традиционных решений.

2. Сеть есть, но выделенной мощности не хватает. Есть кратковременные перерывы в электроснабжении.

В этом случае есть достаточные основания рассмотреть введение в систему электроснабжения солнечных батарей и аккумуляторов. Очень часто выделяемой мощности электрических сетей недостаточно для питания всей нагрузки в доме. Это бывает связано как с лимитом на выделяемые мощности (например, в садовом товариществе ставят трансформаторную подстанцию определенной мощности, и каждому участку достается максимум 3 кВт), или с прогрессивной стоимостью подключения мощности сверх лимитированной (например, до 5 кВт одна цена, а все, что свыше 5 кВт — в 10 раз дороже).

Мы предлагаем различные комплекты систем резервного электроснабжения с поддержкой солнечными батареями и ветроустановками, с обвязкой как по переменному току, так и по постоянному.

Эти комплекты позволяют обеспечить резервное электроснабжение в доме при пропадании энергии в сети, а также уменьшить потребление электроэнергии от сети за счет солнечной энергии. Система работает параллельно с сетью централизованного электроснабжения в полностью автоматическом режиме.

Для того, чтобы обеспечить электроснабжение во время аварий в сетях централизованного электроснабжения в системе применены аккумуляторы. Их емкость зависит от количества электроэнергии, которое необходимо обеспечить во время перерывов в централизованном электроснабжении. Наличие аккумуляторов также позволяет перейти при желании на полностью автономную работу; однако в этом случае может потребоваться увеличить емкость аккумуляторов и мощность солнечных батарей.

Работа параллельно с сетью имеет неоспоримые преимущества.

  1. Аккумуляторы должны запасать энергию только в количестве, достаточном для обеспечения нагрузки во время перерывов в электроснабжении. А они, при наличии сети, бывают не часто.
  2. Так как аккумуляторы работают в буферном режиме и при наличии сети практически всегда полностью заряжены, можно применять более дешевые AGM аккумуляторы. Применение аккумуляторов глубокого циклирования позволяет закладывать допустимый разряд до 80% (изредка такие АБ допускают глубоких разряд).
  3. Выработка энергии солнечными модулями повышается примерно на 15-30% за счет наиболее полного использования солнечной энергии. Солнечные модули работают всегда в точке максимальной мощности. Энергия потребляется в первую очередь резервируемой нагрузкой, излишки направляются на питание других потребителей в доме. Если ваш счетчик может учитывать электроэнергию, поставленную в сеть (т.е. считать в обратную сторону) , то можно «отматывать» счетчик в периоды, когда генерация энергии солнечными батареями больше потребления нагрузкой в доме. Этот режим является настраиваемым и может быть запрещен или разрешен настройками блока бесперебойного питания (ББП ).
  4. Система при необходимости может добавлять мощность от солнечных батарей и от ББП к мощности сети. Это бывает необходимо при недостаточной подключенной мощности централизованной сети.
  5. Возможно ограничить потребление от сети настройками ББП . Если в системе применен ББП Xtender, можно также динамически ограничивать потребление от сети в зависимости от падения напряжения в сети — это очень полезно, если сеть «плохая» и напряжение просаживается при подключении мощной нагрузки. Это также полезно при питании от генератора небольшой мощности.
  6. В предлагаемой системе солнечные батареи работают через сетевой фотоэлектрический инвертор. Это позволяет повысить эффективность работы солнечных батарей на 20-30%.

Состав системы

  1. Солнечного фотоэлектрического инвертора мощностью 2-5 кВт
  2. Фотоэлектрических модулей общей мощностью от 2 до 5 кВт.
  3. Блока бесперебойного питания на 6 кВт
  4. Устройств защитного отключения (автоматы постоянного и переменного тока, предохранители и т.п.)
  5. Солнечный провод (специальный, с двойной изоляцией и стойкий к ультрафиолету) — для соединения солнечных панелей между собой и с коммутационным боксом
  6. Коннекторы для присоединения к модулями и инверторам
  7. Дополнительное электромонтажное оборудование (провода, кабельные наконечники, боксы, байпас и т.д.)

В системе могут применяться различные комплектующие. Некоторые варианты приведены в таблице ниже.

Провода переменного тока для подключения к розетке или щитку, а также автоматы переменного тока не входят в комплект. Используются уже имеющиеся в щитке или покупаются дополнительно.

Типовые комплекты таких систем есть в нашем Интернет-магазин в разделе «Комплекты — СБ +сеть«. Дополнительная информация по комплектующим — на страницах с описанием соответствующих товаров.

Инверторы для солнечных батарей: виды и критерии выбора

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.

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:

Совместимость электросети с современными инверторами для солнечных батарей

При постоянном росте рынка альтернативной энергетики особое внимание уделяется не только элементам по выработке электроэнергии (ветряки, солнечные батареи), но и электронным компонентам, выполняющим преобразование этой энергии, таким как инверторы. КПД инвертора указывает на процент энергии, которая поступит от источника энергии непосредственно в сеть. Некоторые смарт-инверторы (умные инверторы) способны достигать КПД порядка 98%. Для достижения высокой эффективности используют самые надежные компоненты, такие как полупроводниковые элементы (IGBT, MOSFET транзисторы), конденсаторы (электролитические большой емкости или пленочные конденсаторы), трансформаторы и другие не менее важные компоненты.

Инвертор – очень требователен к силовым электронным компонентам. Признавая важную роль интеллектуального преобразователя частоты для рынка солнечной энергетики, компания ABB заявила о создании многомиллионной установки для тестирования солнечных инверторов в этом году.

Лаборатория оснащена уникальной большой климатической камерой, способной моделировать погодные условия для электрических испытаний начиная от арктической тундры, и заканчивая тропическими лесами. Камера позволяет форсировать процесс испытания преобразователя частоты, так как он рассчитан на срок службы более 20 лет. Лаборатория, которая находится в Хельсинки, испытывает и проверяет преобразователи частоты для безопасной эксплуатации, совместимость с требованиями возобновляемых источников энергии конкретной сети, измерение гармоник сети, а также различные сетевые взаимодействия.

Европа активно работает над модернизацией электросетей довольно длительное время, а США принимают первые шаги по реализации смарт-сетей.

Например, Министерство энергетики США объявило о выделении $18 миллионов на финансирование шести новых проектов на фотоэлектрических элементах, с использованием станций хранения электрической энергии и преобразователей частоты с сетью интернет, работающих с помощью смарт-зданий, а также утилит связи и систем управления. Результатом этого проекта будет интеграция сотен гигаватт солнечной энергии в энергосистему США.

Интернет – инверторы или смарт инверторы, имеют цифровую архитектуру и способность двунаправленной передачи данных, надежную программную инфраструктуру, способную обеспечить следующие функциональные возможности по улучшению сети:

  • Дистанционное включение/отключение – умные преобразователи частоты способны самостоятельно подключатся или отключаться от сети;
  • Контроль коэффициента мощности – способность преобразователя в динамическом режиме регулировать увеличение или уменьшение cos φ, устанавливая отношение реальной мощности к средней;
  • Контроль реактивной мощности – способен поддерживать заданный уровень генерируемой или потребляемой реактивной мощности;
  • Вольт/реактивное управление питанием – регулирование напряжения путем модуляции реактивной мощности;
  • Вольт / реальное управление питанием — регулирование напряжения путем модуляции реальной выходной мощности.
  • Управление частотой – выходная мощность изменяется в зависимости от частоты выходного напряжения;
  • Низкое / высокое напряжение и частота – преобразователь остается подключенным к сети и подстраивает выходное напряжение при высоких и низках частотах, а также при нулевом, низком и высоком напряжениях;
  • Регулирование выходной мощности – инвертор задает верхний предел активной мощности для уменьшения суммарной выходной мощности;

Классификация инверторов для солнечных батарей

Инверторы для солнечных батарей (часто называют сетевые инверторы) классифицируют как стринг-инверторы, центральные инверторы и микро инверторы:

  • Стринг инверторы применяются, как правило, в системах до 100 кВт, таких как дома или небольшие коммерческие проекты, где работает система слежения за точкой максимальной мощности(MPPT);
  • Центральные инверторы применимы для систем свыше 100 кВт, таких как большие массивы солнечных батарей установленных на крышах зданий и промышленных объектов, а также специальных площадках;
  • Микро-преобразователи представляют собой преобразователи типа стринг с системой слежения за точкой максимальной мощности (MPPT) для максимальной оптимизации мощности каждой солнечной панели вместо всей системы, как при использовании центрального инвертора, но при более низкой мощности (как правило, 300 Вт).

Микро-инверторы лучше стринговых? На этот вопрос невозможно ответить однозначно — да или нет. Этот зависит от многих факторов – количество панелей, освещение, диапазон рабочих температур, мониторинг работы системы, возможности последующей модернизации, затраты на обслуживание и другие факторы. У микро-инверторов главным преимуществом является то, что они могут изолировать одну панель, не влияя при этом на производительность всей системы. А с другой стороны преобразователи типа стринг предлагают более низкую стоимость за ватт мощности и проще в установке.

Пример смарт-инверторов

В США наиболее популярные инверторы, находящиеся в эксплуатации, IEEE1547 и UL 17451. Некоторые из них имеют встроенные смарт-функции, но согласно действующим нормам и правилам они отключены. Давайте рассмотрим некоторые смарт-преобразователи, которые в ближайшее время могли бы удовлетворить растущие требования функциональности электрических сетей.

Eaton Corp. предлагает свой Power Xpert Solar Inverter:

Он имеет большую мощность (1,5 МВт и 1,67 МВт) и состоит из консервативно разработанных критических компонентов, таких как IGBT, конденсаторы, выключатели постоянного и переменного тока и других компонентов. Имеет также широкий диапазон слежения за точкой максимальной мощности (500 – 1000 В постоянного тока), что максимизирует время работы инвертора. Также у него прочный корпус, не требующий установки в закрытых помещениях.

Солнечные инверторы Xpert сертифицированы Intertek на UL174 и соответствует стандарту IEEE 1547 (общие гармонические искажения при номинальной мощности). Максимальное КПД инвертора составляет 98%.

SMA предлагает преобразователь типа стринг для применение в сетях до 1000 В постоянного тока в децентрализованных коммерческих приложениях.

SMA Sunny TriPower 30000TL –US представляет собой 30 кВт бестрансформаторный трехфазный инвертор с пиковой эффективностью выше 98% и независимыми MPP трекерами, подключающими восемь строк OptiTrac Global Peak для смягчения тени.

В последнее время также отмечается и рост популярности микро-инверторов, даже не смотря на то, что это далеко не новая технология и стоимость ватта мощности у них выше, чем в строковых. Рост популярности объясняется широким применением их для коммерческих проектов и проектов жилых зданий, так как присутствует возможность управлять каждой панелью отдельно. ABB MICRO, с мощностью 0,25 – 0,3 кВт, обещают уменьшить влияние эффекта затемнения и других факторов, что позволит достигать максимальной эффективности в 96,8%.

Выводы

Солнечные инверторы – сердце всей солнечной энергетики. Солнечные инверторы всегда будут опережать электрические сети по своим возможностям, стимулируя тем самым развитие энергосистем. Для того чтобы раскрыть полностью возможности смарт-инверторов необходимо постоянно улучшать качество электрических сетей.

Инвертор для домашней солнечной электростанции

В предыдущей статье мы рассказали, как рассчитать потребляемый домом объем электроэнергии и номинальную мощность солнечных батарей, которые полностью обеспечат потребности хозяйства. А здесь будут представлены некоторые советы о том, как самому подобрать комплектующие для домашней солнечной электростанции.

Если вы решите для своего дома самостоятельно собрать автономную систему энергоснабжения на основе солнечных батарей, вам потребуются следующее оборудование:

  • Фотоэлектрические модули (панели);
  • Контроллер заряда, который нужен для нормирования выходного напряжения аккумулятора, его зарядки и подачи слабого тока.
  • Аккумуляторы, которые обеспечивают накопление, сохранение и подачу энергии в тех случаях, когда энергопотребление резко возрастает или погодные условия оставляют желать лучшего.
  • Инвертор, который преобразует постоянный низковольтный ток, делая его соответствующим выбранному стандарту.

В процессе выбора оборудования необходимо учитывать два показателя. Один из них – максимальная мощность нагрузки, второй – номинальная мощность панели. При этом надо не забывать про тот факт, что данные параметры практически не взаимосвязаны между собой. Допустим, в течение суток аккумуляторы способны заряжаться от батареи в 200 Вт, которая будет менять угол наклона в зависимости от движения Солнца. Таким образом удастся накопить около 2,5 кВт*ч энергии. Этого хватит для того, чтобы расходовать их в процессе сварочных работ за 30 минут, пользуясь мощным инвертором. Также хотелось бы сказать о том, что перед выбором тех или иных устройств, необходимо установить, какое именно низковольтное напряжение ляжет в основу работы системы.

Как определить напряжение?

Выбор выходного напряжения не вызовет ни у кого вопросов, ведь в данном случае существует единый стандарт. Это 220 В переменного тока, имеющего частоту в 50 Гц. С низковольтным показателем ситуация более сложная. Объясняется это тем, что входное напряжение инвертора равное номинальному напряжению аккумуляторов и солнечной батареи и не имеет постоянного значения. Модули бывают следующими:

Что касается номинального выходного напряжения панелей, мощность которых составляет более 50 Вт, то оно или превышает 12 В, или равно 24 В. Также надо заметить, что этого показатель можно увеличить самостоятельно. Для этого соединение батарей должно быть последовательным.

Ассортимент солнечных инверторов просто огромен. На современном рынке встречаются 12-, 24-, 48- и 96-вольтовые модели. Показатель напряжения определяется на основе того, какой является мощность. Если первая величина равна 12 В, а вторая – 1 кВт, то сила тока должна будет составлять более 83 А. Это слишком много. С учетом того, что в ходе работы инвертор теряет часть энергии, значение силы тока может быть равно сотне ампер. Подобный показатель встречается только в стартерах автомобилей, но носит кратковременный характер.

Мы же говорим о постоянном токе для бытового использования. Если его значение будет чрезвычайно высоким, тогда придется применять толстый провод небольшой длины. К примеру, медный с сечением около в 25 мм². Если пренебречь данным условием, то потери энергии значительно возрастут. Это приведет к перегреву, который способен отрицательно сказаться на работоспособности всей системы. Чтобы вы лучше понимали, насколько это опасно, просто умножьте приведенные показатели и представьте себе результат.

Если взять силу тока в тысячу ампер, то мощность составит 10 кВт. Это вынудит нас использовать в качестве провода толстый прут из меди, имеющий диаметр около 50 мм. Очевидно, что соединение получится слишком массивным и недолговечным, поэтому вероятность того, что оно выдержит высокие нагрузки на протяжении длительного времени, минимальна. Отсюда с легкостью можно сделать вывод, что ограничение входного тока, которое потребляет инвертор, работая на номинальной мощности, является необходимостью. В моделях, рассчитанных на 100-200 А, рост мощности приводит к увеличению входного напряжения.

Последовательное соединение контроллеров и инверторов невозможно, ведь это не панели или аккумуляторы. Исходя из этого при выборе комплекта для домашней солнечной электростанции следует в обязательном порядке учитывать напряжение постоянного тока при той мощности на выходе, что вам требуется.

Поскольку речь идет об автономной системе энергоснабжения для бытовых нужд, то подойдет инвертор, способный выдерживать напряжение в 24 В. Если же питаться электроэнергией, получаемой благодаря Солнцу, будут довольно мощные приборы, то можно увеличить количество этих составных частей до двух и более. При этом необходимо следить за тем, чтобы входное напряжение оставалось в пределах допустимой нормы, а номинальная мощность каждого устройства составляла менее 1 кВт. Это гарантирует то, что при поломке одного инвертора система продолжит функционировать, потребовав снижения общей нагрузки. Что касается установки более мощного инвертора и перехода на повышенное напряжение, то это может потребоваться только в том случае, когда один из потребителей превысил порог выходной мощности уже использующегося устройства.

Выбираем инвертор для солнечных батарей

Главное требование, выставляемое к данному типу устройств, – обеспечение необходимой мощности на выходе. Этот показатель очень тесно связан с низковольтным напряжением на входе. Между тем, инверторы обладают массой характеристик, о которых мы расскажем ниже.

Перед покупкой описываемой части автономной системы необходимо обратить внимание на форму импульсов тока, который будет вырабатываться. Недорогие модели устроены таким образом, что позволяют получить переменный ток, имеющий форму треугольника или прямоугольника (меандра). Он подойдет для питания нагревательных приборов, в строении которых отсутствуют электронные блоки, и лампы накаливания. Если же попробовать запитать таким током трансформатор или мотор, то это приведет к нестабильной работе устройства или его поломке, даже несмотря на то, что напряжение будет стандартным.

Существует ток, импульсы которого напоминают трапеции. Он считается более качественным, но инверторы, которые могли бы его произвести, сегодня практически не выпускаются. Большинство популярных моделей предназначены для получения тока в виде «модифицированного синуса», который по внешнему виду напоминает синусоиду. Данная форма совместима с большинством видов современной техники и электрическими инструментами. Примечательно лишь то, что потребление подобного тока способно стать причиной появления различных звуков в момент работы приборов, например, звона.

Это указывает на то, что при выработке тока появляются некоторые неровности. Чтобы избавиться от них, следует произвести монтаж специальной фильтрационной системы. Самыми качественными считаются инверторы, которые преобразуют ток в форму «чистого синуса». Он настолько хорош, что электричество с легкостью можно назвать идеальным. В данном случае какие-либо претензии к прибору отсутствуют, но основная проблема заключается в самих инверторах: они имеют довольно большие размеры и дорого стоят.

Важная роль отводится коэффициенту полезного действия. Если у выбранной модели эта характеристика является довольно привлекательной, то объем потерь будет минимальным. КПД подавляющей части современных инверторов превышает 90%.

Еще одна характеристика – это функционирование в том режиме, когда аккумуляторы заряжаются. Подобные модели вызывают неподдельный интерес за счет того, что даже при отсутствии подключения к солнечным панелям остаются источниками бесперебойного питания. Это значит, что, используя их, можно получить ток, который подойдет, к примеру, для питания стационарного компьютера. Основной недостаток таких инверторов в том, что без солнечных батарей их мощность и энергетическая емкость минимальны.

Если же подключить одну или несколько панелей, то вы получите сплошные плюсы. Главный из них – сокращение запаса мощности батарей и емкости аккумуляторов. Накопленная вследствие этого энергия станет своего рода резервом, который можно будет использовать при неблагоприятных погодных условиях. Кроме того, появится возможность в качестве источника подзарядки аккумуляторов применять внешние электросети и аварийные генераторы.

Выбирая инвертор, обратите внимание на его индикацию. Она должна быть максимально подробной. Желательно наличие системы, защищающей от короткого замыкания и перегрузки, а также контроллеров напряжения на входе в аккумуляторах и на выходе в сети.

Отличным выбором станет модель, которая сможет выдержать краткосрочное превышение номинальной нагрузки примерно в 1,5-2 раза. Это подарит вам возможность пользоваться нагревательными приборами и блоками питания с силой, которая совпадает с номинальной мощностью инвертора. Это происходит из-за того, что в момент подключения подобных устройств наблюдается резкий скачок электрического тока, который заметно выше установленной нормы. Если настройки защитной системы инвертора ориентированы исключительно на номинальный показатель мощности, то предохранитель активируется, что приведет к отключению выбранного прибора, несмотря на то, что в действительности он обладает допустимым параметром.

Весьма полезной считается функция, благодаря которой после полной зарядки аккумулятора осуществляется подключение дополнительной нагрузки к новой линии. Это позволяет наиболее эффективно использовать переизбыток солнечной энергии, т.е. в хорошую погоду ее расход будут большим и пойдет на выполнение второстепенных целей, допустим, питание водонагревателей, а в пасмурные дни эти затраты сами собой сократятся.

Напоследок хотелось бы сказать о том, что, если показатель мощности потребления не достигает 10 кВт, то более рациональным станет использование 1-фазного напряжения, а не 3-фазного. Это сделает разводку более простой и исключит появление проблем, возникающих вследствие необходимости распределения фаз между потребителями. Вдобавок вы сможете сэкономить в момент покупки, ведь стоимость 3-фазных инверторов традиционно остается высокой.

Видео: как выбрать инвертор для солнечной электростанции, построенной своими руками:

Особенности выбора аккумуляторов для солнечной электростанции в доме

Наиболее широкое распространение получили 12-вольтовые модели. Залогом их популярности стала возможность сборки аккумуляторных батарей в единую систему, работающую при любом напряжении, которое кратно стандартному показателю. Это значит, что оно может составлять 24, 48 и 96 В. Говоря об аккумуляторном блоке автономной системы, следует подчеркнуть, что его работа напрямую зависит от трех основных параметров: емкости, тока разряда и заряда.

Рассмотрим следующую ситуацию. Рабочее напряжение превышает 12 В. Это потребует от вас последовательного соединения аккумуляторов, но при этом суммарное значение их напряжений по номиналу должно соответствовать нормальной рабочей мощности блока. В случае, когда энергетические запасы и сила тока малы, подключать аккумуляторы надо параллельно, но и здесь не забудьте о соответствии упомянутых выше напряжений.

Что касается типа устройства, то лучше всего отдать предпочтение свинцово-кислотным аккумуляторам высокой мощности. Именно они в настоящее время считаются наиболее надежными, эффективными и, что очень важно, доступными.

Говоря о емкости и энергетическом запасе, следует отметь то, что на начальном этапе от вас потребуется расчет общей энергоемкости аккумуляторного блока. Как правило, данное значение определяется на основе информации о минимальном среднесуточном энергопотреблении. Здесь все зависит от выбранного режима энергоснабжения. Показатели таковы:

  • Аварийный – 2 кВт*ч;
  • Базовый – 4 кВт*ч;
  • Умеренный – 5 кВт*ч.

У многих возникают сложности, связанные с емкостью каждого из аккумуляторов. Допустим, блок на 2 кВт*ч работает с напряжением в 24 В. Его составными частями могут стать 8 аккумуляторов на 12 В по 50 А*ч, 4 по 100 А*ч или 2 по 200 А*ч. В данном случае лучше всего предпочесть второй вариант, купив модели, способные выдерживать 100 А. Обычно такой аккумулятор весит порядка 40 кг, поэтому с его установкой любой физически крепкий мужчина справится в одиночку. Также плюсом такого АКБ является сравнительно невысокая стоимость. 50-амперные аналоги слишком малы, поэтому их подключение будет довольно трудоемким, а сам блок получится ненадежным. 200-амперные аккумуляторы обладают большими габаритами и весом, поэтому их использование не очень рационально.

Обратите внимание, что речь шла исключительно о выборе емкости аккумулятора на предварительном этапе. В связи с этим проверка обязательна! В ее ходе надо будет выяснить то, насколько заявленная емкость соответствует токам разряда и заряда.

Выбор емкости АКБ в зависимости от токов заряда и разряда

Общий ток зарядки – это максимальный показатель силы тока панели. Он должен быть менее максимально допустимого тока заряда аккумулятора, умноженного на количество параллельных соединений. Некоторые люди пренебрегают этим правилом в том случае, когда мощность батареи остается высокой, а аккумуляторный блок слаб. Это служит причиной поломки составных частей последнего. Иногда они даже могут загореться и взорваться.

Если сила тока заряда будет низкой, то возникнут проблемы с зарядкой аккумуляторов. Как правило, в подобных ситуациях фотоэлектрический модуль обладает небольшой мощностью, а аккумуляторный блок является слишком энергоемким. Изначально это выливается в потерю энергетических запасов. Если оперативно не решить проблему, то в конечном итоге она приведет к тому, что АКБ перестанут заряжаться до максимума, что отрицательно скажется на продолжительности их службы.

Работая на максимально допустимой мощности, инвертор потребляет ток. Значение силы последнего должно быть меньше тока разряда аккумуляторов, умноженного на число их сборок, которые соединены параллельно. Если вы хотите, чтобы аккумуляторный блок функционировал без сбоев, а отдача была высокой, тогда во время его продолжительной работы сделайте ток разряда равными 20-50% от разрешенного значения.

Каждый электрик должен знать:  Строим объект. Не хватает опыта.

Вместе с аккумулятором вы получите инструкцию к нему, в которой будут приведены значения силы тока. Если вы желаете произвести предварительные расчеты, а необходимое оборудование еще не куплено, тогда воспользуйтесь следующей информацией:

  • Максимальная сила тока разряда численно равна емкости. Работа возможна только очень небольшой срок. Он не должен превышать одну минуту;
  • Оптимальная сила тока разряда – не более 20% емкости, но если нагрузка является длительной и исключает перерывы, то лучше сократить ее до 5-10%;
  • Оптимальная сила тока заряда – 5-10% емкости;
  • Максимальная сила тока заряда – 20% емкости (возможно увеличение до 30%).

Выбирая аккумулятор, желательно приобрести модель, которая была бы надежной и безопасной. В подобной ситуации важнейшую роль играет ток заряда. Воспользовавшись перечисленными выше данными, вы без труда подсчитаете, что в сумме емкость аккумуляторного блока должна быть в 5-10 раз больше в сравнении с максимальной суммой тока сборок батарей. При этом в момент расчетов следует помнить о том, что надо брать показатели не каждой из составных частей системы по отдельности, а их сборок, которые работают на номинальном низковольтном напряжении. Полученные цифры позволят установить то, какой энергетический запас вам требуется. Также хотелось бы сказать, что сегодня на рынке встречаются модели, устройство которых допускает расширение границ установленного по умолчанию диапазона в 3-20 раз. Но при этом существует зависимость от максимального значения тока, который производят батареи.

Видеообзор аккумуляторов для домашней электростанции на солнечных панелях:

Что учесть при выборе солнечных панелей?

Чтобы сделать правильный выбор солнечных батарей нужно принять во внимание следующие параметры:

  • Номинальное напряжение;
  • Геометрию;
  • Разновидность фотоэлементов.

Номинальное напряжение – с этим пунктом определиться довольно просто и здесь редко возникают сложности. Чаще всего предпочтение отдается панелям на 24 В. Это объясняется тем, что в сравнении с 12-вольтовыми аналогами силы тока у них примерно в 2 раза меньше. Компании, занимающиеся производством солнечных батарей, выпускают модели, которые работают на одной и той же мощности, но требуют разного напряжения. Устройства отличаются друг от друга в зависимости от внутренней коммутации фотоэлементов. Составными частями панелей, рассчитанных на номинальное напряжение более 24 В, являются низковольтные детали, но их ассортимент невелик. Покупка панелей на 12 В будет рациональной только в паре случаев. Во-первых, они подойдут для систем, которые работают на небольшой мощности. Во-вторых, такие панели способны стать частью архитектуры здания.

Имея все необходимые фотоэлементы, можно самостоятельно собрать панель. Сделать это не так уж сложно. Самое главное – включить в электрическую цепь защитные диоды, которые предотвратят появление обратного тока, если засветка будет неравномерной. Если упустить этот момент из виду, то мощность, которая появится благодаря работе освещенных секций, начнет свое выделение на тех участках панели, что не попадают под солнечные лучи. Это спровоцирует возникновение перегрева и станет причиной поломки оборудования. Что касается силы тока диодов, то ее показатель должен превышать значение тока короткого замыкания, которое способно возникнуть на защищаемой цепи фотоэлементов в условиях оптимальной освещенности.

Такой параметр, как геометрия, зависит от заданных условий монтажа, поэтому посоветовать что-то дельное трудно. Скажем, если вы не можете определиться, что лучше несколько компактных панелей или одна большая, то стоит сделать выбор в пользу последнего варианта. Так вы гарантируете себе то, что использование площади будет максимально эффективным, а отсутствие дополнительных соединений увеличит уровень надежности системы. Если говорить о конкретных размерах, то наиболее популярные солнечные модули обладают мощностью в 200-250 Вт и имеют площадь в пределах 1,5-2 м². В ситуации, когда требуется получение определенных номинальных значений напряжения и мощности, можно последовательно соединить несколько панелей, а потом коммутировать их параллельно. Это очень похоже на то, как создается аккумуляторный блок.

Последний из критериев выбора касается структурной разновидности фотоэлементов. В последнее время они изготавливаются из поликристаллического и монокристаллического кремния. Второй вариант считается более приемлемым, хотя он и дороже. Коэффициент полезного действия у фотоэлементов из кремниевых монокристаллов составляет примерно 16-18%. У поликристаллов он ниже и равен 12-14%. В случае с автономной системой энергоснабжения важную роль играет себестоимость ватта. Учитывая незначительные различия в цене панелей с теми или иными фотоэлементами, можно посчитать, что зачастую более дешевым выходит ватт электроэнергии, полученной за счет работы монокристаллов. Вдобавок при пасмурной погоде фотоэлементы, произведенные из монокристаллического кремния, сохраняют номинальное напряжение более длительное время. Что касается преимуществ поликристаллов кремния, то главное из них – это пониженное напряжение холостого хода. Однако если при соединении панели с инвертором использовался контроллер, то повышенное напряжение не сможет нанести какой-либо ущерб системе.

В завершении хотелось бы добавить, что мощность панелей необязательно должна превышать мощность инвертора. Этот момент следует учитывать только в тех случаях, когда система постоянно будет подвергаться повышенной нагрузке, или число пасмурных дней в году велико.

Видео: Выбираем солнечные панели для автономного элеткроснабжения дома:

Для чего нужен контроллер?

Автономные системы энергоснабжения строятся по такой схеме, при которой контроллер заряда обычно занимает место между аккумуляторами и солнечными панелями. Это электронное устройство обеспечивает нормирование напряжения, которое вырабатывается фотоэлементами, по отношению к напряжению, требующемуся для накопления энергии аккумуляторным блоком с учетом его состояния. В случаях когда, например, аккумулятор полностью зарядился, контроллер снизит напряжение во избежание перезарядки. Их ассортимент очень широк: встречаются как недорогие модели, предназначенные для автоматического подключения и отключения панели, так и довольно сложные устройства, которые могут даже увеличивать напряжение в условиях плохой инсоляции.

Какими бывают контроллеры заряда?

Если солнечные панели подобраны правильно, то повышать напряжение в системе необязательно. Несмотря на это, сохраняется необходимость в снижении так называемого «оптимального» напряжения батареи. Данная величина соответствует максимальному показателю получаемой мощности. Если ее понизить, то переизбыток напряжения будет преобразован в дополнительную силу тока. Это позволит батарее работать на полной номинальной мощности.

Мы уже упоминали о том, что прямая коммутация выхода фотоэлектрической панели на аккумуляторы в случае повышенной нагрузки является причиной сокращения напряжения примерно на 15-40%, при этом мощность может уменьшится на 25%. Чтобы этого не случилось, нужен контроллер с технологией МРРТ, которая позволяет отследить пиковое значение. Суть в том, что производится регулярное измерение тока и напряжения, а также обеспечивается их оптимальное соотношение. Это гарантирует то, что показатель мощности тоже приблизится к идеальному значению. Потери в таком случае составят менее 3%. Основная проблема в том, что контроллеры МРРТ стоят огромных денег. Отсюда с легкостью можно сделать вывод, что для маломощной системы лучше купить более простую модель.

Встречаются контроллеры заряда, установка которых позволяет обеспечить отключение низковольтной нагрузки при разряженных аккумуляторах. Данная функция хоть и кажется полезной, но уже выполняется инверторами. В связи с этим ее наличие у контроллера необязательно.

Какой должна быть мощность контроллера?

Наибольшее распространение получили устройства, которые способны выдерживать ток в 10-20 А. Можно найти модели на 30 А, но более мощные экземпляры – это настоящая редкость. Подобная ситуация объясняется тем, что контроллер высокой мощности можно собрать своими руками, сделав его составными частями более слабые комплектующие. Самое главное – не ошибиться с выбором. Дело в том, что некоторые контроллеры устроены таким образом, что не предназначены для подключения друг к другу. В частности, это касается моделей МРРТ и их аналогов с множеством функций.

Присоединяя солнечную панель к контроллеру, вы должны в обязательном порядке следить за тем, чтобы общий ток батарей был не более 75-85% от тока контроллера по номиналу. Это значит, что если вы используете устройство на 20 А, то сумма токов панелей должна составлять порядка 15-17 А. Наличие небольшого запаса служит своего рода подстраховкой, которая пригодится в той ситуации, когда КПД батарей неожиданно возрастет. Отсюда делаем заключение, что контроллер на 20 А можно сделать частью системы с 24-вольтовыми панелями и общей мощностью 600 Вт.

Теперь вы знаете, какие именно комплектующие нужны для создания автономной системы энергоснабжения дома на солнечных батареях. Собрать ее самостоятельно, при желании – вполне возможно, ведь на рынке в достатке представлено все необходимое: будь то инверторы, контроллеры, панели или аккумуляторы.

Видео: мощный контроллер для частной СЭС, результаты тестов:

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Как выбрать инвертор для солнечных панелей

С каждым днем все больше развиваются альтернативные источники получения энергии. Их стали использовать не только в научных или промышленных целях, но и в домашних условиях. Наиболее популярными являются солнечные батареи. С их помощью можно получать переменный ток. Однако для их полноценной и правильной работы требуется инвертор. Это своего рода «сердце» системы солнечных батарей. Сегодня их на рынке представлено огромное многообразие, поэтому сначала нужно определиться с выбором.

Зачем нужен инвертор для солнечных батарей

Что такое инверторы? Инвертор – это специальное устройство полупроводникового типа, которое выступает чем-то средним между диэлектриками и проводниками. Более понятными словами: на солнечную батарею попадает солнечный свет и преобразовывается в электрический ток. Этот постоянный ток поступает в аккумуляторную систему и за счет работы инвертора перерабатывается в переменный, только с силой напряжения выше, то есть такой, каким мы привыкли пользоваться в наших домах, 220В.

Солнечные панели генерируют электроток с максимальным напряжением до 48 В. То есть отсутствие инвертора приведет к бессмысленному использованию солнечных батарей. Главная его цель – это получение переменного тока мощностью 220 В. Но при этом очень важно подобрать необходимое устройство с учетом характеристик, а именно выработки тока на пике активности солнечных радиаторов.

Виды инверторов

Различают несколько видов инверторов. Они отличаются между собой не только способом работы, но и набором технических характеристик. Только так можно обеспечить надлежащую работу солнечной электроэнергии.

Автономный

Этот тип инвертора предназначен для солнечной системы с панелями разной мощности. Основным преимуществом такого устройства является стабильность выработки электротока даже при низкой проводимости. Они также экономичнее по цене, чем другие инверторы, поэтому среди покупателей пользуются спросом. При приемлемой стоимости автономные инверторы отличаются скоростной работой и стабильностью даже при повышенной влажности. Их различают несколько видов в зависимости от формы преобразования тока:

С прямоугольным сигналом

Специалисты советуют выбирать такой тип инвертора для подачи тока к осветительным приборам. Но они не пользуются большой популярностью в связи с узким кругом применения, зато отличаются простотой использования и подключения.

Виды инверторов для солнечных батарей

С синусоидальным сигналом

Универсальный инвертор для солнечных батарей, который вырабатывает высокомощный ток, подходящий для розеток общего применения. Обеспечивает питанием даже мощные бытовые приборы с большим потреблением энергии. Помимо подачи электротока, защищает приборы от перенапряжения во время скачков, но относятся к высокому ценовому диапазону.

С псевдосинусоидальным сигналом

Это комбинированный вариант из двух вышеописанных. Инвертору свойственно вырабатывать ток как для освещения дома, так и для питания всех электроприборов, при этом осуществляется полный контроль перепадов напряжения. Из недостатков можно выделить наличие шумовых волн, которые станут помехой для работы с чувствительными приборами.

Сетевой

Сетевые инверторы называются еще синхронными. Такая разновидность идеально подходит для солнечных батарей в виде тарелки. Они преобразовывают поступившие диоды с низкочастотными модулями и создают вариации для использования переменного тока. На сетевые инверторы возложено не только получение тока с напряжением 220 В, но и устранение амплитудных перепадов, сохранение электроэнергии в аккумуляторе при низком уровне энергопотребления. То есть при неполадках в солнечной системе вся нагрузка ложится на сетевой преобразователь.

Многие покупатели делают выбор именно в пользу таких инверторов, так как они выполняют сразу несколько функций: преобразовывают ток, повышают мощность электросистемы, убирают проблему с перепадами тока и продолжают работу даже в случае потери сети. Если быть точнее, такие инверторы называются гибридными. При выработке излишней электроэнергии ее излишки направляются во внешние источники сети.

Многофункциональный

Многофункциональный солнечный преобразователь отличается надежностью, ну и соответственно высокой стоимостью. Он включает все лучшие качества первых двух инверторов, обладает большим количеством настроек и подходит для любых солнечных батарей. После его установки и подключения вы сможете обеспечить электроэнергией необходимые узлы питания, при этом сохранить бесперебойную работу во время изменения мощности подачи постоянного тока. На сегодняшний день это самый оптимальный вариант для устройства солнечной домашней станции.

Что нужно учитывать при выборе инвертора

При выборе инвертора следует учитывать множество значимых факторов и технических параметров, которые смогут полноценно обслуживать солнечную систему и обеспечивать бесперебойным питанием. Основными показателями для выбора являются:

  • КПД – коэффициент полезного действия;
  • номинальная мощность;
  • пиковая мощность;
  • потребляемая мощность;
  • масса устройства;
  • значение температурного диапазона.

Получаемое количество электроэнергии от батареи можно экономить, если выбрать преобразователь с КПД не менее 90%. При этом надо учитывать нагрузку при включении сразу нескольких электроприборов. Ведь мощность расходуется и на работу самого инвертора, около 1% его рабочей номинальной выработки. Специалисты советуют делать выбор инверторов в пользу тех, мощность которых превышает на 25% необходимую номинальную мощность, рассчитанную на основе потребления обязательных электроприборов в доме.

Особенно важным показателем инвертора является зависимость мощности устройства от выходного электропотока, а именно:

  • 12 В – до 600 Вт;
  • 24 В – от 600 до 1500 Вт;
  • 48 В – более 1500 Вт.

При расчете затрата энергии следует знать, что почти все виды техники обладают пусковой мощностью. При этом пусковая мощность, которая необходима для пуска и старта работы электроприбора, в 1,5 раза превышает номинальную, соответственно, нужно при расчетах оставлять небольшой зазор, который как раз и будет направляться на включение прибора. После нескольких секунд электрическое устройство будет работать в штатном режиме. Найти значение пусковой мощности можно в технической документации.

Последнее, на чем стоит акцентировать внимание, это то, что в зависимости от количества батарей понадобится определенное количество инверторов. Здесь все зависит от мощности солнечной батареи. Если ее мощность находится в пределах 5кВт, то достаточно будет одного инвертора. Соответственно, для двух и более батарей нужно будет покупать больше инверторов.

Рейтинг моделей инверторов

Ниже представлен рейтинг лучших моделей инверторов для преобразования постоянной солнечной энергии в переменную для бытовых целей. Перед покупкой внимательно ознакомьтесь с техническими характеристиками каждого с учетом вышеприведенных рекомендаций.

MAP HYBRID 243X3

Это трехфазное устройство, которое обладает следующим набором характеристик:

  • мощность 9 кВт;
  • суммарная рекомендуемая мощность 100 В;
  • пиковое значение 15 кВт;
  • частота 50 Гц;
  • температура минус 25 – плюс 50;
  • размер 630х370х510мм;
  • масса 61,5 кг.

Это тип гибридных инверторов, который работает в автономном режиме как с солнечными станциями, так и бытовой сетью. MAP HYBRID характеризуется высоким значением КПД. В случае отказа одной из фаз прибор продолжает работать, а функция генерации перекладывается на АКБ, при этом работа солнечной батареи никак не изменяется, а на выходе вы все равно получаете максимум – 380 В.

MAP HYBRID 2445X3

Принцип работы этого инвертора не отличается от предыдущего, здесь так же есть возможность аккумулировать энергию в АКБ и использовать ее в случае прекращения работы как одной из фаз, так и всех трех. Отличие устройства заключается в технических характеристиках:

  • общая мощность 24В;
  • мощность наибольшая 13,5кВт;
  • мощность пиковая 21 кВт;
  • мощность номинальная 8 кВт;
  • частота 50 Гц;
  • рекомендуемая емкость батареи min -1200 и 600 А/ч;
  • диапазон температур -25…+50;
  • размер 630×370×501мм;
  • вес 74,7 кг.

MAP HYBRID 246X3

Данная модель идеально подходит как для батареи, так и для бытовой сети. Имеет следующие показатели:

  • наибольшая мощность 18 кВт;
  • пиковая мощность 27 кВт;
  • номинальная мощность 12 кВт;
  • размеры 720/370/510 мм;
  • вес 94,8 кг.

На выходе вы также будете получать максимальное значение напряжения сети – 380 В. В случае отказа работы или исчезновения тока в одной из фаз, на подстраховку подключается АКБ. Частота передачи полностью подстраивается под существующую в сети. После достижения пиковой мощности работа будет продолжаться еще 5 секунд.

Гибридный солнечный инвертор

4 MAP HYBRID 249X3

Несмотря на то, что этот трехфазный инвертор уступает предыдущему, отдельные его значения находятся на порядок выше, но это в первую очередь связано с его увеличенным весом. По остальным своим функциональным характеристикам он полностью идентичен, так же выдает до 380В и может работать без перебоев даже в случае отключения одной из фаз.

  • пиковая мощность 27кВт;
  • наибольшая мощность 27 кВт;
  • номинальная мощность 18 кВт;
  • размер 720/410/560 мм;
  • вес 122,1 килограмм.

5 MAP HYBRID 4845X3

Занимает почетное пятое место и отличается небольшим весом, несмотря на достаточно хорошие качественные и технические характеристики. Что особенно важно, работает с максимальным показателем КПД до 95%.

  • пиковая мощность 21 кВт;
  • номинальная мощность 9 кВт;
  • наивысшая мощность 13,5 кВт;
  • рабочая температура -25…+50;
  • размер 630х370х510 миллиметра;
  • вес 59,3 килограмма.

Инвертор преобразовывает напряжение с одной фазы в трехфазное. Отлично работает с солнечной станцией и переменным током с напряжением в 220В. Также обладает способностью генерировать энергию в АКБ и использовать ее при отключении батареи. Данный инвертор можно использовать в любых целях как для обеспечения освещения независимо от территории и количества осветительных приборов, так и для работы электроприборов.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы и цена на электростанции

Актуальность автономного снабжения дома электроэнергией с различной степенью остроты ощущается многими владельцами загородного жилья. Одних не устраивает неустойчивость работы электросетей в своем населенном пункте – перебои в снабжении или нестабильное напряжение не дают возможности с полным комфортом пользоваться современными приборами. У других и вовсе нет возможности в ближайшей перспективе подключиться к ЛЭП. Третьих настораживают постоянно растущие тарифы, и они, мысля на перспективу, хотят снизить свою зависимость от энергоснабжения, чтобы очередные удорожания не сказывались чувствительно на семейном бюджете. Наконец, ширится круг домовладельцев, которые и вовсе мечтают обрести полную независимость в вопросах энергообеспечения своих владений.

Автономные электростанции для загородного дома

Следует сразу сказать, что реализация подобных задач – дело очень даже непростое, и, на первых порах особенно – довольно затратное. Так что если кто-то собирается заниматься подобным проектом с перспективой получить материальный выигрыш, то полной окупаемости придется радоваться весьма нескоро. Тем не менее, автономные электростанции для загородного дома становятся все популярнее, и прослеживается тенденция к их все более широкому распространению. Особенно в плане использования альтернативных источников энергии.

В настоящей публикации попробуем рассмотреть основные моменты, связанные с установкой автономных источников электроэнергии. Так проще будет ориентироваться в этом вопросе при составлении наметок собственного проекта.

Достоинства и недостатки автономных систем электроснабжения дома

Чтобы, как говорится, очертить горизонты предоставляемых возможностей, но с другой стороны – несколько «приземлить» излишне радужные, «прожектёрские» настроения, имеет смысл для начала вкратце ознакомиться с общими достоинствами и недостатками автономных систем электроснабжения дома.

Итак, в пользу автономных домашних электростанций говорит следующее:

  • При условии проведения правильных профессиональных расчетов, грамотного составления проекта и его качественной реализации, хозяевам загородного дома больше не придется сталкиваться к «капризами» местных электросетей. Имеются в виду случаи внезапного исчезновения напряжения или сильных его скачков, грозящих вывести бытовые приборы или инструменты из строя. Хорошо отлаженная система работает как часы, домашняя техника – в безопасности.

Аварии на линиях электропередач, скачки напряжения и прочие неприятности – ото всего этого владелец автономной электростанции застрахован.

  • Уходят проблемы с возможными лимитами мощности подключения к сетям и объемами потребления энергии. Соответственно – и с оплатой по установленным тарифам. Владелец волен насыщать свой быть любыми приборами в рамках эксплуатационных возможностей своей энергосистемы, то есть создавать любой уровень комфорта.
  • Техника, используемая для выработки электроэнергии, как правило, обладает внушительным запасом надежности, и выходит из строя довольно редко. Естественно, при ее правильной эксплуатации и регулярном обслуживании.
  • Если мыслить масштабно, и учитывать опыт применения домашних электростанций в странах Западной Европы, то можно не только полностью удовлетворять собственные потребности в электроэнергии, но и реализовывать ее излишки. Для того существуют специальные программы взаимодействия с компаниями энергетического комплекса. Естественно, такой подход ускорил бы окупаемость затрат и даже вывел собственный «энергоблок» в прибыльное начинание.

Система «зеленого тарифа», когда хозяин электростанции начинает продавать излишки выработанной энергии государству, наверняка заинтересует многих.

Правда, чтобы выйти на подобный уровень требуется не только реализация тщательно продуманного проекта с весьма значительными стартовыми затратами, но и прохождение целого ряда бюрократических процедур и технических экспертиз. Тем не менее, подобное направление в «частной электроэнергетике» наверняка имеет немалый потенциал будущего развития.

Теперь более плотно коснемся недостатков автономной системы электроснабжения.

Устал, лень, очень холодно, потом – никакие отговорки не принимаются, никто за тебя работоспособность системы не восстановит.

  • Уже не раз говорилось, но – повторимся, стартовые вложения как на разработку проекта, так и на приобретение необходимого комплекта оборудования, его монтаж и отладку, могут быть очень внушительными. Да и эксплуатационные расходы могут оказаться немалыми. И ожидать быстрой окупаемости было бы неправильно.
  • Все риски, в том числе материальные, берет на себя потенциальный владелец электростанции. Это лишний раз говорит о том, с какой тщательностью должен продумываться и прорабатываться проект.
  • На хозяев возлагается и полная ответственность за эксплуатацию оборудования, его своевременное техническое обслуживание, соответствующий уход, соблюдение всех требований безопасности. Если система выходит из строя, и дом остается без электроэнергии – жаловаться некому и незачем. Точнее, никто не мешает обратиться за технической поддержкой к специалистам – но это уже будет исключительно за свой счет.
  • Проведение регулярных профилактических мероприятий (а без этого – никак) также потребует дополнительных затрат, так как для их выполнения требуется профессиональный подход. Ситуация может усугубляться тем, что дома с автономной электростанцией довольно часто расположены на значительном удалении от крупных центров. То есть придется брать на себя и транспортные затраты для вызова специалистов.

Так что тому, кто загорелся идеей перевести свои владения исключительно на автономное электроснабжение, следует десять раз все продумать, просчитать, взвесить все «pro & contra», прежде чем начать вкладывать средства в реализацию столь масштабного проекта. И не ждать при этом сиюминутной выгоды – окупаемость может растянуться на 10 и более лет. И это при том что само оборудование тоже имеет какой-то, пусть и немалый, но все же ограниченный ресурс эксплуатации.

Помимо перечисленных, различные по принципу работы типы генерирующего оборудования имеют еще и собственные достоинства и недостатки – о них будет рассказано в соответствующих подразделах публикации.

А какие источники энергии можно использовать для автономного электроснабжения?

Здесь совершенно очевидно разделение на две группы.

  • К первой можно отнести электрические генераторы, имеющие силовой привод и использующие в качестве источника сторонней энергии один из видов топлива – жидкое (бензин или солярка) или природный газ.
  • Ко второй группе отнесём генераторные установки, которые приводятся в действие совершенно бесплатными, природными источниками энергии. К этому определению подойдут ветровые генераторы, солнечные батареи и гидравлические системы.

А теперь познакомимся с этими источниками электроэнергии поближе.

Генераторы, использующие энергетический потенциал жидкого или газообразного топлива

Самый простой и быстрый в реализации способ обеспечить свой дом автономным источником энергии – прибрести генераторную установку, оснащенную приводом, использующим жидкое топливо или природный газ.

Несмотря на различия в типах используемых двигателей, принцип выдерживается общий. Двигатель внутреннего сгорания обеспечивает выработку кинетической энергии – крутящего момента с определённой скоростью вращения. Вращение передается на ротор генератора. Выработанная электроэнергия поступает на точки ее потребления.

Дизельный генератор – надежный источник электроэнергии, но требующий постоянного питания топливом.

Двигатель оснащен системой запуска (стартером), в зависимости от модели стартер может быть ручным или электрическим. Безусловно, для стационарной установки предпочтение отдается второму.

В чем достоинства таких источников электроэнергии:

  • Они вырабатывает переменный электрический ток, так сказать, в «готовом к употреблению», то есть к подаче на нагрузку виде – 220 вольт. То есть не требуется никаких дополнительных устройств-преобразователей.
  • Топливные генераторы являются отличным решением, если требуется резервный источник энергии на случай перебоев в линиях электропередач. При пропадании напряжении в сети автоматика даст команду на запуск стартера, и спустя непродолжительное время энергоснабжение в доме будет восстановлено. А когда напряжение в подающей линии появится (стабилизируется), произойдет обратное переключение, и двигатель будет заглушен.

Аппаратура ввода резерва может быть уже установлена на бензиновый или дизельный генератор «по умолчанию». Если нет, то можно приобрести ее отдельным блоком – у большинства электростанций имеется адаптированный для ее подключения разъем.

Аппаратура ввода резервного источника энергии часто уже является составной частью приобретаемой силовой установки. Если нет, то предусматривается возможность ее подключения, а сам блок управления приобретается отдельно.

  • Генераторы, работающие на жидком топливе, могут стать и основным источником электроэнергии, если загородные владения посещаются хозяевами эпизодически и на не очень продолжительное время. Понятно, что в таких условиях, как правило, дом не перенасыщен бытовой техникой, и есть возможность приобрести довольно компактную установку, которую несложно привезти с собой. Просто чтобы не переживать за ее сохранность в оставляемом, например, на неделю до следующих выходных доме.
  • Практически незаменимой становится такая электростанция в условиях ведения загородного строительства, если пока нет возможности подключиться к электросети.

Величайшее достоинство жидко топливных генераторов – это их мобильность, возможность работы в полевых условиях, например, при ведении строительства своего загородного дома.

  • Если разобраться, то все другие автономные источники электроэнергии сильно зависимы от времени суток и года, от установившейся на улицы погоды. А вот топливные электростанции способны полноценно работать в любой момент, когда потребуется.

К недостаткам такого подхода в организации автономного электроснабжения дома можно отнести следующее:

  • Требуется постоянный запас топлива, которое, кстати, весьма недешевое и, к сожалению, постоянно растёт в цене. А для хранения хотя бы минимального запаса на непредвиденные ситуации необходимо создание определённых условий. Связанных в том числе и с проблемами безопасности проживания в доме.
  • Работа жидкотопливной электростанции всегда сопряжена с выхлопом отработанных газов. Такое «соседство» может оказаться и неприятным в плане комфорта, и даже весьма опасным, так как выхлопы весьма токсичны для человека. То есть при стационарной установке этот вопрос придётся продумывать заранее.
  • Работа двигателя внутреннего сгорания априори не может быть бесшумной. Это тоже накладывает определенные требования к размещению электростанции. Так как генератор нежелательно оставлять на открытом воздухе, придется для него возводить отдельное помещение на некотором отдалении от жилых построек, с соблюдением требований по его вентиляции и звукоизоляции.

Один из вариантов решения проблемы по стационарной установке автономной дизельной электростанции – расположенный на некотором удалении от жилого дома модуль из сэндвич-панелей.

  • Как и любая другая техника с двигателями внутреннего сгорания, генераторы не могут работать беспрерывно – это оговаривается в их характеристиках. Да, выпускаются модели, способные эксплуатироваться весьма длительное время, но все равно паузы для проведения профилактических мероприятий, технического обслуживания нужны.
  • Стоимость топлива вряд ли дает возможность говорить о перспективах экономии – сетевое электричество все равно получается значительно дешевле.

Уже отмечалось, что такие электростанции могут быть бензиновыми и дизельными. Если предполагается приобретение генератора для стационарной установки, рассчитанного на продолжительную работу, то предпочтение, безусловно, отдается дизелю. Такие агрегаты, хотя и стоят дороже бензиновых, превосходят надёжностью, устойчивостью выдаваемых оборотов, способностью к длительным безостановочным циклам эксплуатации. Для нечастых и непродолжительных включений может быть достаточно и качественного четырехтактного бензинового генератора, как более простого в обслуживании и запуске, да и более дешевого и менее габаритного.

Цены на бензиновые электростанции Huter

Кстати, некоторые существенные недостатки бензиновых и дизельных электростанций в определенной степени снижены в газовых установках. Здесь и шумность поменьше, и выхлопы не столь «агрессивные», и стоимость «голубого топлива» несравнимо ниже.

Генераторная установка, работающая на природном газе.

Но и с ними тоже есть свои негативные нюансы. Так, установка подобной электростанции потребует согласования с организацией, поставляющей газ, составления проекта, а монтаж ее и пусконаладочные работы должны проводиться только специалистами газового хозяйства. Вторым фактором, существенно ограничивающим широкое распространение таких силовых установок, является их очень высокая стоимость, даже без учета предстоящих затрат на проектные и монтажные мероприятия.

Таким образом, рассматривать топливные генераторы в качестве основного источника электроснабжения при постоянном проживании в доме – вряд ли приходится. А вот в качестве надежного резервного, постоянного готового прийти «на выручку» — лучше ничего и не придумать.

Какой выходной мощности потребуется генератор?

Казалось бы – вопрос несложный. Надо всего лишь просуммировать потребляемые мощности приборов, подключаемых к домашней электросети и заложить определенный эксплуатационный запас.

Но при такой методике вполне можно очень сильно ошибиться как в одну, так и в другую сторону. И то, и другое – плохо. Электростанция с недостаточной мощностью будет глохнуть при высокой нагрузке. Работа с избытком невостребованной мощности негативно влияет на сам генератор. Кроме того, с ростом этого параметра весьма сильно увеличивается и стоимость оборудования.

В чем же особенности расчета?

  • Прежде всего, нельзя забывать, что многие бытовые приборы и электроинструмент потребляют не только активную, но еще и так называемую реактивную мощность. И общий показатель получается выше – он определяется отношение номинальной мощности к коэффициенту, называемому cos φ. Этот коэффициент обычно тоже указывается в технических характеристиках изделия. И чем он меньше, тем выше итоговый показатель.

Показатели номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателя. И 180 Вт номинала превращаются в 265 Вт общей мощности с учетом реактивной составляющей.

  • Многие бытовые приборы и инструмент характеризуются пиковыми показателями пускового тока, которые превосходят номинальные порой в несколько раз. Да, они непродолжительные, но вероятность того, что суммарное сиюминутное потребление превысит возможности неправильно просчитанного генератора – все же есть.

Если просто просуммировать показатели потребляемой мощности (тем более, с учетом реактивной и пусковой поправки) все х имеющихся в доме электроприборов, то наверняка получится очень большое значение. Но вероятность того, что вся нагрузка включается одновременно – крайне невелика. Кроме того, если генератор используется в качестве резервного источника питания (как оно обычно и бывает), на время его работы потребуется все же соблюдать определенную «энергетическую дисциплину».

Имеется в виду, что ряд приборов, безусловно, остаются включёнными практически всегда – это холодильник, система обеспечения работы газового котла, освещение в требуемых объёмах. Вряд ли хозяева захотят остаться без телевизора или (и) компьютера. Но вот с остальными приборами требуется осмотрительность. Скажем, если в данное время готовиться пища на электроплитке, то, по всей видимости, стоит подождать с запуском стиральной или посудомоечной машинки, с микроволновкой или обогревателем. И так далее – должны задействоваться те приборы, без которых на период работы резервного источника электроэнергии действительно нельзя обойтись.

Аналогичный подход должен распространяться и на электроинструмент, если генератор используется в период строительства, или же требуется срочное выполнение каких-то работ по хозяйству. Вряд ли имеет смысл, например, одновременно проводить сварочные работы и запускать какое-то обрабатывающее оборудование. Впрочем, решать хозяевам.

Безусловно, хозяева дома сам вольны выбирать режим потребления энергии, то есть составлять перечень приборов и инструментов, одновременную работу которых должен обеспечивать генератор. Но во всем должна быть осмотрительность и «трезвый» взгляд.

Ниже читателю предлагает онлайн-калькулятор, который поможет быстро и с достаточной степень точности просчитать требуемую мощность генератора. Пользователю предстоит лишь указать тип и количество ламп, используемых для освещения, а затем галочками отметить те приборы или инструменты, которые, по его мнению, должны одновременно обеспечиваться электроэнергией. В алгоритм расчеты внесены средние показатели мощностей приборов и инструментов уже с поправками на реактивную составляющую и на пусковые токи.

Калькулятор расчета необходимой мощности топливного генератора

Вот на этот показатель, учитывающий еще и эксплуатационный запас, следует ориентироваться при выборе модели топливного генератора.

Электростанция на солнечных батареях

Одним из наиболее перспективных направлений в развитии автономной электроэнергетики является использование солнечных батарей. Специальные полупроводниковые фотоэлементы способны преобразовывать энергию солнечных лучей в электрическую. У каждого из элементов не особо выдающие показатели вырабатываемой мощности, но они составляются в большие по площади панели, а определенное количество таких панелей уже способно обеспечивать энергией домашнее хозяйство.

Солнечные панели на крыше дома

Что можно сказать о достоинствах такой системы:

  • Оборудование не нуждается в топливе – для получения электрическая используется исключительно энергия солнечных лучей.
  • Отсутствие каких-либо сложных механических кинематических узлов делает такие электростанции очень надежными и долговечными. Срок их службы исчисляется десятилетиями.
  • Солнечные электростанции не требуют сложных профилактических работ – достаточно содержать в чистоте рабочую поверхности панелей.
  • Если генераторы, преобразующие кинетическую энергию (вращение) в электрическую, имеют какое-то конечное значение своей мощности, то солнечная электростанция при необходимости и достаточности места может наращиваться дополнительным количеством панелей. То есть система получается более гибкой и имеет широкий потенциал к дальнейшему развитию.
  • Солнечная электростанция совершенно бесшумна, не имеет ограничений по месту установки. Точнее, для монтажа панелей может подойти любой незатенённый участок как на крыше дома и хозяйственных построек, так и на придомовой территории
Каждый электрик должен знать:  Как выбрать мультиметр и какой лучше для дома, работы, авто

Теперь несколько слов о недостатках:

  • Совершенно очевидно, что работоспособность такой станции имеет выраженную цикличность – в темное время суток выработки энергии не происходит. Кроме того, прослеживается очень высокая зависимость от продолжительности светового дня и погодных условий. Для работы с полной эффективностью панелям требуется прямой солнечный свет. В пасмурную погоду выработка резко падает.
  • Существенным недостатком является и высокая стоимость самих панелей. Даже без учета монтажных работ и приобретения всего необходимого для организации полноценной электростанции оборудования. Так, один ватт выработанной энергии потребует самих панелей на сумму, сопоставимую с 1,5 доллара. Несложно подсчитать, во что примерно обойдется приобретение фотоэлементов для, скажем, гелиосистемы с отдачей в 1 и более кВт – многих это отпугивает сразу.
  • Солнечные панели вырабатывают электричество с небольшим показателем напряжения, и его требуется привести к стандартам потребления.

В силу последнего пункта, а также из-за нестабильности выдаваемой мощности, солнечная электростанция организуется по принципу аккумуляции и дальнейшего преобразования выработанной энергии. Примерно эта схема выглядит так:

Примерная схема домашней солнечной электростанции

Выработка электроэнергии происходит в установленных в требуемом количестве солнечных панелях (поз. 1). Специальный прибор – контроллер системы (поз. 2), направляет выработанный потенциал на заряд аккумуляторных батарей (поз. 3). При включении нагрузки постоянный электрический ток напряжением 12 или 24 В поступает в инвертор (поз. 4), где преобразуется в переменный напряжением 220 В/50 Гц, и уже в таком виде передается на точки потребления (поз 5).

Схема, понятно, дана с большим упрощением. Так, на ней показан один аккумулятор, а на деле это обычно целая батарея из нескольких накопителей энергии, обладающая очень высокой ёмкостью.

Несколько аккумуляторов высокой ёмкости, собранные в одну батарею.

Нередко непосредственно от аккумуляторов (точнее, от контроллера) отводится низковольтная линия, минующая инвертор. К ней можно подключить систему освещения дома, укомплектованную, например, светодиодными лампами, требующими напряжения всего в 12 вольт.

Выходную мощность инвертора рассчитать можно по тому же принципу, что и мощность генератора, применив тот же калькулятор. Но это, как говорится, сиюминутная мощность, показывающая возможность одновременного подключения той или иной нагрузки. А вот расчет количества самих солнечных панелей и аккумулирующего блока все же стоит поручить специалистам. Здесь немало тонкостей, сложных для неискушённого в этих вопросах человека.

Система расчета основана на том, что скрупулезно просчитываются все точки потребления энергии (освещение, бытовые приборы и т.п.), с учетом их мощности и средней продолжительности работы за определенный период (допустим, сутки). После суммирования получается результат, выраженный в киловатт-часах (кВтч) – такое количество энергии необходимо обеспечить ежедневно для полноценной устойчивой работы всего электрического оборудования дома.

Исходя из этого показателя и напряжения аккумуляторов просчитывают их необходимую суммарную емкость, выраженную в ампер-часах (Аh). При этом учитывается и эксплуатационный запас, и определенный уровень, ниже которого разряжать АКБ не рекомендуется (скажем, 25÷30 % от полной зарядки). Соответственно, по суммарному показателю подбирается требуемое число аккумуляторов, из которых собирается общая батарея.

Наконец, рассчитывается число солнечных панелей определённой мощности, которое будет способно обеспечить систематическое восполнение заряда аккумуляторов. При этом принимается в расчет множество факторов – помимо характеристик самих панелей, учитываются географическая широта региона, продолжительность светового дня, климатические особенности, специфика места размещения панелей и другое. Конечным результатом должно стать оптимальное количество панелей.

Провести подобные вычисления самостоятельно – тоже, конечно, можно, но велика вероятность совершить ошибку, просто из-за некорректной оценки исходных данных. Впрочем, как уже говорилось, система отличается большой гибкостью, и при необходимости (или при появлении материальной возможности) ее можно наращивать.

Грамотно спланированная и качественно смонтированная система вполне способна стать основным источником электроэнергии для загородного дома. Но если она используется «в чистом виде», то всегда остается вероятность остаться без электричества в силу непредвиденных внешних обстоятельств – затянувшейся непогоды, когда при привычном потреблении приток энергии становится минимальным, что ведет к разрядке аккумуляторов.

Следует быть готовым, что первоначальные затраты будут весьма внушительными, и строить надежды на слишком быструю окупаемость вложенных средств – несколько наивно.

Видео: Пример домашней солнечной электростанции на 6 кВт

Ветровые электростанции

Колоссальную энергию перемещения воздушных масс (ветра) человек использует с древнейших времён. Достаточно вспомнить парусные корабли или, например, ветряные мельницы. Нашла она применение и ветроэнергетике, причем в некоторых странах эта отрасль поставлена буквально на промышленную основу.

Применяются ветровые установки и для обеспечения электроэнергией частных домов.

По сути, такая установка представляет собой обычный генератор, на оси ротора которого установлена крыльчатка с лопастями, приводимыми во вращение потоком воздуха. Как вариант – на ось ротора вращение передается посредством той или иной кинематической схемы (редуктора) – смысла это не меняет. А расположение оси крыльчатки может быть как горизонтальным, так и вертикальным.

Компоновка ветрового генератора может быть горизонтальной (на рисунке — слева) и вертикальной.

Что можно сказать о достоинствах ветровой электростанции?

  • Источник энергии – совершенно бесплатный.
  • Работа электростанции не сопровождается никакими выбросами в атмосферу.
  • Существуют технологии самостоятельного изготовления энергетических установок, например, с использованием обычных электродвигателей или даже просто мощных неодимовых магнитов.

Недостатков больше, причем – они весьма существенные.

  • Ветровая установка также очень зависима от установившейся погоды.
  • Для того чтобы поймать хороший ветер иногда приходится поднимать ветряк на значительную высоту, что усложняет и без того непростой монтаж.
  • Работа такой станции может сопровождаться весьма неприятными звуковыми эффектами.
  • Не стоит ожидать от домашнего ветряка слишком высокой отдачи – позднее мы посмотрим на этот вопрос чуть пристальнее.
  • Стоимость готовых ветровых станций – весьма высокая, и окупаемости, если рассчитывать только на энергию ветра, ожидать вообще не приходится.

Ветровую энергетическую установку в принципе следует рассматривать всерьез в качестве варианта только в том случае, если среднегодовой показатель ветра составляет не менее 4-5 м/с. В противном случае такая станция вообще не принесет никакой ощутимой пользы.

Карта примерного распределения показателей среднегодовой скорости ветра на территории России.

Этот показатель выводится по результатам многолетних метеорологических наблюдений, с учётом и максимальных значений, и полностью безветренных дней. Таким образом, он позволяет с достаточной степенью достоверности рассчитывать выработку «ветровой» электроэнергии на определенный период: неделю, месяц, год и т.п. На карте-схеме показаны лишь приблизительные значения, но узнать конкретное для своего населенного пункта несложно – достаточно обратиться в местную метеослужбу.

А вот в технических характеристиках ветровых генераторов обычно фигурирует другой показатель – расчетная скорость, которая обычно превосходит среднегодовую в 1,5 — 2 раза. Ориентироваться на него при расчетах на перспективу – будет неверным. Он, скорее, показывает номинальную мощность генератора при оптимальной скорости вращения ротора.

Чтобы убедиться в том, что вряд ли стоит надеяться только лишь на «ветровую» электроэнергию, достаточно провести расчет возможной ее выработки.

Следует правильно понимать, что каким бы совершенным ни был сам ветряк или подключенный к нему генератор, объем энергии все равно определяется площадью, с которой она будет «сниматься». В случае с «классическим» горизонтальным ветряком эта площадь ограничена площадью круга, описываемого вращающимися лопастями. А ветровая энергия лежит в прямой зависимости от скорости перемещения потока и плотности воздуха. То есть никак «выше головы не прыгнешь».

Интересно, что при этом не имеет значения количество лопастей (выпускаются установки даже с одной лопастью). Наоборот, когда лопастей больше трех, появляются негативные аэродинамические моменты, снижающие общую производительность системы.

Цены на популярные бензиновые электростанции

Итак, существует формула, учитывающая упомянутые параметры, а также коэффициент использования ветровой энергии, коэффициенты полезного действия самого генератора (как правило, он не выше 0,85) и редуктора. КПД редуктора тоже бывает обычно не выше 0,9, но если вращение с крыльчатки на генератор передается напрямую, то можно принять его и за единицу.

Формулу приводить не станем – она заложена в алгоритм расчета предлагаемого вниманию онлайн-калькулятора:

Калькулятор прогнозируемой мощности, вырабатываемой ветровым генератором

Не составит трубе провести самостоятельный расчет, чтобы убедиться в весьма невысоких показателях выработки энергии. И это еще – для идеальных условий, когда практически полностью отсутствуют какие-то естественные или искусственные помехи ветру. И еще без неизбежных потерь в системе преобразования выработанной энергии.

Так как и ветровые, и солнечные источники энергии, для того чтобы стать полноценной электростанцией, требуют примерно одинаковой аппаратной оснащенности, их обычно объединяют в одну систему с общим управлением

Понятно, что ветровая электростанция, как сильно зависимая от внешних условия, должна оснащаться системой накопления и преобразования энергии. По этому критерию она мало чем отличается от солнечной. Поэтому очень часто их даже объединяют в общую систему, значительно повышая тем самым ее эксплуатационные возможности.

Ветровой источник электроэнергии – «за» и «против»

Установка ветрового генератора – довольно неоднозначное решение, требующее особого подхода к планированию и оценке работоспособности и рентабельности. Подробнее об этом, а также о возможности изготовления ветрогенератора своими руками – в специальной публикации нашего портала.

Наилучший выход – комплексное использование различных источников электроэнергии

Если владелец дома все же одержим желанием полной автономизации в вопросах электроснабжения, то оптимальным вариантом следует считать создание комплексной энергетической системы. Она будет включать в себя ветровой генератор (один или несколько), требуемое количество солнечных панелей, аккумуляторную станцию, всю необходимую аппаратуру коммутации и преобразования (контроллер, инвертор). И плюс к этому – резервный источник энергии в виде стационарно установленного дизельного или бензинового генератора.

При таком подходе полноценно используются все преимущества каждой из рассмотренных схем, сглаживаются имеющиеся недостатки. И в целом домашняя электростанция предстает полноценным «организмом», способным полностью удовлетворить энергетические потребности загородного дома.

Расширенная схема домашней электростанции с несколькими источниками энергии.

Нумерация позиций на этой схеме сохранена, по аналогии с рассмотренной в разделе солнечных электростанций. Но, как видно, есть и существенные отличия.

Итак, в качестве внешнего источника бесплатной энергии одновременно используются и солнечные панели, и ветровой генератор (поз. 1а). При идеальных условиях, то есть в ясный ветреный день они одновременно будут работать на заряд аккумуляторов. Ничего страшного – если уровень заряда достигнет верхнего предела, котроллер или выберет приоритет, отключив один из источников, или даже временно отключит оба.

Понятно, что в ночное время или при длительной пасмурной погоде работать будет только ветряк. Аналогично, при безветрии основным источником энергии становятся солнечные батареи.

Если же обстоятельства складываются таким образом, что ни один из источников не работает полноценно, а накопленного заряда становится недостаточно (аккумуляторы приближаются к нижнему допустимому пределу разрядки), автоматически запускается жидкотопливный или газовый генератор (поз. 6). Он, в зависимости от конкретных условий или произведенных настроек, будет работать или только на подзарядку аккумуляторного блока, или возьмет на себя одновременно и общее энергоснабжение дома.

В итоге хозяева (при наличии достаточного запаса топлива) получаются полностью застрахованными — электроэнергия у них будет при любых складывающихся обстоятельствах.

Безусловно, создание такой универсальной «умной» системы требует профессионального подхода. При составлении проекта предстоит учесть множество исходных критериев, правильно подобрать оборудование, чтобы избежать возможных конфликтов между отдельными узлами и модулями. Реализация проекта потребует очень немалых затрат как в плане приобретения оборудования, так и для проведения монтажных и пусконаладочных работ.

Но зато на выходе будет система, которую при любом рассмотрении можно будет считать полноценной автономной домашней электростанцией.

В публикации были рассмотрены основные источники получения электроэнергии в условиях домашней автономной электростанции. Правда, «за скобками» остались еще несколько вариантов, которые на практике используются нечасто или даже просто существуют пока только в виде экспериментальных образцов.
Так, если крупно вывезло, и через участок протекает речка или ручей, вполне можно установить водяное колесо или турбину, связанные с генератором. Учитывая то, что скорость потока обычно сохраняется стабильной, такой источник электроэнергии будет работать независимо о капризов погоды. Правда, в зимнее время года в условиях нашего климата большинство подобных водоемов замерзает, что затрудняет работу станции или даже делает ее полностью невозможной.

Если территорию участка пересекает ручей или речка, то почему бы не воспользоваться потенциалом движущейся воды?

Другие способы – более экзотичные. Так, в интернете можно найти и чертежи, и обсуждения проектов станций, вырабатывающих ток из атмосферного электричества. Другим направлением является использование неиссякаемой геотермальной энергии. Но говорить о серьезности таких подходов на современном уровне развития технологий и доступности требуемого оборудования – пока не приходится. Тем не менее, надо полагать, что в будущем подобные источники для получения электроэнергии станут обыденным делом.

Домашняя энергосистема на солнечных батареях

Инвертор Ecovolt – основа системы электропитания на солнечных батареях и аккумуляторах

Недавно монтировал систему резервного питания для дома на основе аккумуляторов и солнечных батарей. Система замечательна тем, что позволяет не только экономить электроэнергию, но и стать менее зависимым от городской электросети.

Но по порядку, как всегда – сначала теория, потом практика и реальные примеры.

Итак, когда пропадает электроэнергия, первое, что приходит на ум – генераторы. Кстати, генераторам у меня на блоге посвящено несколько статей, вот они.

Но генераторы могут быть не только бензиновые и дизельные. Генерация энергии может происходить также за счет энергии солнца. Такие системы гораздо более технологичны, бесшумны, не выделяют вредных веществ. В отличие от классических генераторов.

Коротко расскажу, как выглядит система на солнечных батареях для дома.

Получение электроэнергии из солнечных батарей

Энергия солнца преобразуется в электрическое напряжение постоянного тока. Очевидно, что напрямую солнечную батарею к домашней электросети подключить нельзя, поскольку там должно действовать напряжение 220 (230) вольт переменного тока частотой 50 Гц. Для преобразования постоянного напряжения нужен инвертор для солнечных батарей, на выходе которого будут те самые стандартные 220 В.

Гибридная система электропитания на аккумуляторах и солнечных батареях

Но солнечная энергия достаточной интенсивности действует далеко не всегда. Досада ещё в том, что период активности солнца может не совпадать с периодом, когда необходима электроэнергия.

Другими словами, солнечную энергию нужно накопить, а только потом преобразовать. Для накопления солнечной энергии используют аккумуляторы, которые потом в нужный момент отдают электроэнергию через инвертор в нагрузку.

Заправляет всем этим процессом инвертор для солнечных батарей (внешний вид показан в начале статьи), который по совместительству является контроллером сетевого напряжения и заряда аккумуляторов. Он направляет энергию солнечных батарей для зарядки аккумуляторов, а затем, когда это нужно, запасённую в аккумуляторах электроэнергию преобразует в напряжение 220В 50Гц и отдает в нагрузку. Когда аккумуляторы разряжены, напряжение с улицы есть, а солнца нет, они заряжаются от городской сети.

Когда с улицы поступает нормальное напряжение, солнечный инвертор работает в режиме “Байпас”, то есть пропускает ток со своего входа на выход без преобразований.

Фактически, инвертор с аккумуляторными и солнечными батареями может быть частью системы бесперебойного питания. С той лишь разницей, что там энергия берётся (и запасается) только от городской электросети, а в солнечных инверторах – приоритетно от солнечных батарей.

Выбор мощности системы на солнечных батареях

Прежде, чем покупать и устанавливать солнечный инвертор, нужно потратить время на анализ существующей электрической системы дома. Определиться с максимальной и средней потребляемой мощностью, пусковыми токами, системой заземления.

Мощность инвертора должна быть выбрана равной либо больше максимального потребления дома.

Логично, что от аккумуляторных батарей зависит мощность и эффективность всей системы. К инверторам разной мощности нужно подключать АКБ, различные по емкости и подключать их последовательно:

Схема подключения аккумуляторов к инверторам различной мощности

Возможно для получения большей мощности включить инверторы параллельно. Для этого нужно дополнительно применить платы коммуникации (параллельной работы), чтобы инверторы могли работать правильно. Вот пример схемы подключения, когда мощности двух инверторов складываются:

Два инвертора в параллель. Схема подключения инверторов для солнечных батарей

Мощностью инвертора будет определяться мощность всей системы. Но тут не всё так однозначно, и стоит учесть некоторые факторы.

Реальная мощность инвертора

Вся нагрузка сразу никогда не включается, и нужно провести тщательный анализ потребления в течение некоторого времени. Для этого можно воспользоваться токовыми клещами или анализатором качества напряжения. Про примеры использования анализатора качества напряжения HIOKI 3197 я писал здесь и здесь.

Байпас

В режиме “Байпас” инвертор пропускает через себя всю мощность домашней сети. И нужно учитывать, что мощность при байпасе (когда инвертор фактически не работает) и при преобразовании одинакова. По крайней мере, так уверяет производитель.

Перегрузка

Некоторые домашние электроприборы работают кратковременно. Например, чайник, СВЧ-печь обычно включаются на 2-3 минуты. Другие приборы, имеющие электродвигатели, обладают пусковыми токами, которые длятся несколько секунд.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Эти факторы обычно учитываются в инверторах, и они могут держать перегрузку в 2-3 раза в течение нескольких секунд, а перегрузку в 1,5 раза – несколько минут. Значения эти, конечно, ориентировочные, и зависят от модели инвертора.

Приоритеты

Необходимо решить, какие приборы нуждаются в бесперебойном питании, а какие могут “потерпеть”. Поэтому будет разумно через солнечный инвертор подключать не все электроприборы, а только самые важные. Например, электрокотёл, розетки кухни (включая холодильник), освещение.

А очень мощные и не столь необходимые приборы подключать напрямую, минуя инвертор. Это могут быть бойлер, проточный водонагреватель, и т.п.

Учет всех этих факторов поможет правильно выбрать инвертор для дома и разумно сэкономить.

Философия выбора энергосистемы на солнечных батареях

Так же, как и с выбором стабилизатора, нужно честно задать себе вопрос – “Зачем устанавливать солнечные батареи и аккумуляторы с инвертором?” От правильного ответа будет сильно зависеть комплектность системы и цена. По цене можно сэкономить десятки тысяч рублей, и всё будет прекрасно работать.

Итак, нужно решить, для чего будет применяться система.

1. Аварийный резерв

В случае кратковременного пропадания напряжения в городской сети нужно обеспечить работу жизненно важных приборов в доме – отопление, связь, освещение, холодильник. Все остальные приборы по возможности не использовать. Предполагается, что авария – явление редкое и непродолжительное.

В этом случае конфигурация системы с солнечным инвертором и аккумуляторами будет минимальной.

2. Экономия

Если планируется использовать солнечную энергию в целях экономии, то нужно наращивать мощность системы. И выбирать такой режим работы инвертора, когда энергия солнца “подмешивается” к энергии, которую мы оплачиваем по счетчику. Либо некоторые линии питаются постоянно только от солнечных батарей.

Тем самым экономится электроэнергия, которую мы получаем из города, при неизменном потреблении всего дома. И в этом случае можно говорить об окупаемости такой системы на солнечных батареях.

Разумеется, этот вариант включает в себя и аварийное электропитание, т.е. первый случай.

3. Полная замена

Этот вариант – полный отказ от городской электросети. Городская электросеть нужна будет лишь для аварийного резервирования системы на солнечных батареях, если она вдруг выйдет из строя. Такая конфигурация системы будет иметь максимальную мощность и стоимость.

В этом случае желательно также иметь и генератор, который понадобится в случае недостаточной энергии от солнца. Это может происходить, например, зимой, когда активность солнца минимальна. Генератор послужит для зарядки аккумуляторов и питания важной нагрузки.

Пример монтажа однофазного инвертора

Сначала рассмотрим на практике однофазную систему, а потом перейдём к трехфазной.

Внешний вид смонтированного инвертора показан в начале статьи. Его мощность в данном случае – 5 кВА, есть модели и на другие мощности.

А вот, как устроен интерфейс инвертора со всеми входами, выходами и органами управления:

Солнечный однофазный аккумуляторный инвертор для дома. Клеммы для подключения

Подключение аккумуляторных батарей обязательно производится через автоматический выключатель:

Автоматический выключатель для подключения аккумулятора к инвертору

Через эти клеммы АКБ заряжается от солнца или от сети и отдает энергию на преобразование:

Клеммы для подключения аккумуляторов к инвертору

Подключение к электрощитку – через кабель ВВГ4х4, защитный проводник отдельно:

Подключение входа и выхода 220В к солнечному инвертору

Если длина кабельной линии более 10 метров, то лучше использовать кабель сечением 6мм², чтобы избежать лишних потерь в кабеле.

Ещё важное замечание! В отличие от стабилизаторов, входная и выходная нейтрали инвертора гальванически развязаны. И если их соединить, инвертор работать не будет!

В домашнем щитке я провода (черный СИП 2х16) с улицы открутил от вводного двухполюсного автомата, и подал уличное напряжение через клеммник на вход инвертора. А с выхода инвертора – на вход того самого автомата:

Переделка домашнего электрощитка для подключения солнечного инвертора

В результате энергосистема, установленная под лестницей, выглядит вот так:

Монтаж энергосистемы для дома на солнечном инверторе Ecovolt

Используются 4 АКБ, каждая напряжением 12В и емкостью 200 А·ч.

После подключения необходимо настроить инвертор согласно инструкции.

Инструкцию к солнечному инвертору можно будет скачать в конце статьи.

Вот как выглядит экран инвертора при нормальной работе:

Работа солнечного инвертора Ecovolt. Нагрузка питается с улицы через байпас, одновременно идёт заряд батареи

При различных режимах работы и при настройках на экране информативная картинка, которая будет понятна неподготовленному пользователю.

А вот что будет на экране, если пропадает напряжение с улицы:

Работа инвертора с аккумуляторными батареями

В данном случае, как и при работе от солнечных батарей, солнечный инвертор выдает стабильное синусоидальное напряжение 230В, как и положено по стандарту.

Трехфазная система на инверторе с солнечными батареями

Не буду утомлять читателя, приведу несколько фото с монтажа солнечных инверторов трехфазной энергосистемы. Схема подключений такая:

Три фазы – схема подключения солнечных инверторов

В данной схеме применяются три инвертора Ecovolt, каждый на свою фазу. Для связи в них установлены платы параллельной работы, которые подключены через кабели параллельного интерфейса:

Трехфазная энергосистема для дома. Подключение инвертора. Рабочий момент, процесс монтажа

Для всех подключений нужен ещё один щиток, куда приходят все напряжения:

Электрощиток для подключения инверторов

Для повышения надежности системы нужен перекидной рубильник, поскольку при аварии (а у любого электронного устройства есть право на поломку)) даже одного из инверторов выключится вся система. И тогда можно подать напряжение напрямую с улицы.

Это похоже на простейший АВР, когда дом может питаться от городской сети либо от генератора через такой переключатель. Я писал об этом подробно в статье про генератор Huter.

Вот рубильник аварийного переключения поближе:

Рубильник для выбора питания дома – через инверторы либо с улицы, как раньше

А вот поближе и с пояснениями внутренняя схема электрощитка подключений инверторов:

Подключение солнечных инверторов в трехфазной сети

Солнечные батареи в данной конфигурации подключаются к одному из инверторов, который будет главным. Он будет контролировать заряд аккумуляторов от солнечных батарей.

Вот так солнечные батареи закреплены на крыше, есть только такой способ установить солнечные батареи для дома.

Монтаж комплекта солнечных батарей на крыше

Это одна половина, другая – на другом скате. Всего – 12 солнечных батарей, каждая по 24 Вольта, мощность 260 Вт. Каждая такая половина содержит три последовательно соединенных батареи, эти тройки соединены параллельно. В результате теоретически все 12 батарей дадут 3100 Вт. Но это если на все батареи перпендикулярно падают солнечные лучи, чего никак не может быть.

В итоге трехфазная энергосистема имеет такой вид:

Трехфазная система на солнечных инверторах для питания дома

Бонус – инструкция

Такую инструкцию я распечатал для владельца дома:

КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
Система получает электроэнергию от уличной сети и от солнечных батарей, накапливает её в аккумуляторных батареях, и преобразует через инверторы в переменное напряжение 220В.
В нормальном состоянии положение рубильника – вверху, работа происходит через инверторы.
При проблеме с работой инверторов необходимо отключить нагрузку автоматами в нижнем ряду в старом щите, и перевести рубильник через среднее положение вверх. Затем включить все автоматы. После этого система будет питаться только от уличной сети.
При устранении неисправности инверторов также выключить нагрузку и переключить рубильник в нижнее положение, после этого включить все автоматы.
Прерывистый звуковой сигнал от инверторов, как правило, означает перегрузку. В таком случае необходимо уменьшить нагрузку, выключив наименее нужные электроприборы. Также, по возможности просмотреть сообщение об ошибке и выходную мощность инверторов.

Заключение

Тема очень обширная, всего охватить конечно не удастся.

Дополнительную информацию можно почерпнуть в прикрепленных файлах:

  • Инструкция по эксплуатации к солнечному инвертору и его подключению к гибридной энергосистеме – скачать .
  • Теория и практика применения аккумуляторов. Виды аккумуляторов. Лучшее, что можно почитать по теме – скачать .

Если вам нужна дополнительная консультация – как всегда, я рад пообщаться и обменяться опытом в комментариях к статье.

Всё оборудование, показанное в статье, поставляла компания ИК Энергопартнер. Информацию по стоимости, техническим характеристикам и полному перечню оборудования можно узнать на сайте компании: Системы резервного питания – ИК ЭнергоПартнер .

Если вы хотите себе подобную систему – обращайтесь, сделаем всё в лучшем виде!

Рекомендую статьи по теме:

Статья понравилась?
Добавьте её в свою соц.сеть и дайте оценку!

15 комментариев
на “Домашняя энергосистема на солнечных батареях”

Добрый день!
Воплощение Вами данной системы хорошее, как и предыдущие монтажи. Но прежде чем приступать к этому периоду необходимо просчитать экономику, хотя есть и такое, что подключиться к сети нет возможности. Если есть у Вас данные по экономике данной энергосистемы, то изложите ее, пожалуйста.

Cудә по фото при 5ква инвертора и вклөчении на 40А автомат на
сколғко хватит по времени прокормитғ домик при солнечном затмении и отсутствием сети?

Это зависит от ёмкости аккумуляторов и мощности включенной нагрузки.
В инструкции есть эта информация.

Это новое слово в науке и технике!
Сейчас, зарплату получу и куплю себе)

Стоимость системы стоит рассчитывать исходя из потребностей объекта. Для расчета необходимо выяснить номинальные и пиковые нагрузки энергосистемы, и то оборудование которое будет работать в режиме бесперебойного питания.

Есть инверторы которые работают в режиме экономии энергии, т.е. потребляют всю энергию вырабатываемую солнцем и не используют аккумуляторы, но потребление должно полностью покрывать выработку. Такие системы гораздо дешевле, но имеют свои минусы.

Стоимость оборудования можно рассчитать на сайте, или обратившись к Александру для уточнения полной стоимости с работами и пуско-наладкой.
Смотря с чем сравнивать. посчитайте частое включение бензинового генератора с топливом, обслуживанием и другими ТУ. “Экономия должна быть экономной”

Статья безусловно полезная, для энтузиастов – самое подходящее занятие – создать такую систему 🙂

У меня собрана похожая система, только в дом и от сети идёт три фазы, а инвертор один, и подключён к одной фазе. К этой же фазе на выходе инвертора подключена резервируемая нагрузка.

А нерезервируемая нагрузка подключена напрямую к оставшимся двум фазам. В этой ситуации нулевая шина одна, к ней подключена вся нагрузка, а также вход и выход инвертора. И всё работает, то есть нулевой провод входа и выхода инвертора можно соединять на одну шину – всё работает.

Недостаток – в этой схеме нельзя использовать двухполюсное УЗО, так как токи на фазе и на нуле в режиме “байпас” не одинаковые. А трёхполюсное узо также нельзя использовать, так как сам инвертор однополюсный. А в остальном схема нормально работает.

Спасибо!
То, что нули можно объединять – хорошая новость!
Мне продавец сказал, что нужно делать только так, как указано в инструкции (нули входа и выхода раздельно), иначе не будет работать и не будет гарантии.

А почему токи неодинаковые при байпасе? Из-за потребления инвертора?

Токи не одинаковые из-за того, что при байпасе по фазному проводу ток идёт из сети в инвертор, затем из инвертора в нагрузку. А по нулевому проводу, ток идёт из сети в нулевую шину, затем из этой же шины идёт в нагрузку минуя инвертор (нулевая шина единая для всех трёх фаз). Поэтому на выходе инвертора ток в фазном проводе есть, а в нулевом нет. Когда байпаса нет и инвертор сам работает в качестве генератора, тогда ток по нулевому проводу идёт от инвертора в нулевую шину, затем из нулевой шины в нагрузку, то есть точно так же как и в фазном проводе. Потому в инверторном режиме токи на выходе инвертора одинаковые и проблем с УЗО нет, даже при наличии общей нулевой шины.
Возможно что в вашем инверторе есть внутри встроенное УЗО, тогда действительно соединять нули на входе и выходе нельзя, иначе при байпасе УЗО отключится. Но вот мой инвертор нормально работает, то есть у него внутри нет защиты от утечек.
Есть ещё одна проблема, которую я не знаю как решить: в инструкции сказано, что инвертор можно вешать только на негорючую стену. А у меня на участке все строения из дерева и нет ничего из негорючих материалов. Потому инвертор крепить не на что. Сейчас я его закрепил на деревянную стену, которая предварительно была тщательно пропитана противопожарной жидкостью, но всё равно это нарушение инструкции. Что тут можно ещё придумать – не знаю. Сам инвертор выполнен в металлическом корпусе. Насколько вероятно, что из этого корпуса вырвется пламя? Там есть внутри какие либо воспламеняющиеся узлы?

УЗО точно нет, там только защитный автомат.

Пламя может вырваться из любого устройства, где протекает ток. Но вероятность, что загорится стена от инвертора, крайне мала. Гораздо чаще пожары из-за плохих скруток и розеток.

Инверторы для солнечных батарей, их виды и обзор лучших моделей

Солнечные батареи — современная альтернатива стационарным электростанциям. Высокая стоимость их установки вполне окупает себя за счет экономии на услугах электричества. Их устанавливают на теплицах, жилых домах, фермерских комплексах и т.д. Инвертор для солнечных батарей — основная составляющая, так сказать сердце всей системы. Благодаря ему происходит преобразование постоянного тока в переменный, который подходит для освещения помещения, зарядки автомобильных аккумуляторов, сварочных аппаратов и других бытовых и промышленных нужд.

Устройство и принцип работы

Инверторы для гелиостанций — технические устройства, служащие для превращения накопленной в аккумуляторах электроэнергии в переменный ток, параметры которого соответствуют параметрам подключаемых к батареям устройств. Электростанция состоит из панелей, контроллера, аккумулятора и инвертора.

Сам инвертор конструктивно состоит из:

  • адаптера;
  • варикапа;
  • динисторов;
  • трансформатора (не обязательно);
  • вентилятора;
  • обкладки.

Некоторые модели оснащаются блоками-бесперебойниками. Задачей источника бесперебойного питания является отслеживание уровня напряжения за счет микроконтроллера. Если по каким-то причинам остановилась подача основного электричества, он дает команду к подключению резервных источников питания.

Работа гелиостанции предполагает подключение определенного количества бытовые приборы и электротехники, для работы которых требуется переменный ток напряжением 220-380 В. Солнечные лучи, попадая на поверхность панелей, преобразуются в электрический ток. Затем он поступает в контроллер, где происходит его заряд правильным током и напряжением, далее идет в аккумулятор, накапливается и сохраняется. Оттуда поступает в инвертор, преобразовывается в переменный ток и идет для осуществления хозяйственных нужд.

На электростанциях случаются аварийные ситуации, что приводит к отсутствию подачи постоянного тока. Засечет установки солнечных батарей можно не бояться остаться без света, т.к. не они прекратят подачу электричества в аккумуляторную батарею.

Несколько однофазных инверторов можно объединить в нескольких трехфазных установок на 380 В. При этом у них также увеличится мощность и расширятся возможности.

Как выглядит инвертор для солнечных батарей

Как у любого оборудования гелиостанции есть плюсы и минусы. Небольшого размера устройства можно размещать в местах, где нет централизованного электричества или брать с собой в походы для зарядки телефонов и другой техники. К тому же ток, получаемый от таких батарей, абсолютно бесплатный, даже, если они работают параллельно с общим электричеством.

Недостаток фотоэлектростанций в их большой стоимости, а окупятся они только через 10 лет. Для установки большого количества панелей придется пожертвовать дизайном крыши или стены, т.к. они занимают много места. Если электричество будет поступать только от солнечной электростанции, то придется мириться с его непостоянством. Мощность работы устройства зависит от погоды, а в зимнее время года часто бывает пасмурно.

Каждый электрик должен знать:  Термины МПОТЭЭ персонал неэлектротехнический

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.

Критерии выбора

Выбор инвертора для установки солнечной электростанции очень важен. От того, какое устройство будет подключено, зависит будущая работа всей системы. Есть несколько основных технических параметров, от которых стоит отталкиваться перед тем, как выбрать подходящий инвертор.

  1. Мощность — от этой величины зависит мощность работы всей электростанции. Через инвертор проходит весь ток, который потом предается в помещение и питает подключенные приборы. Номинальная мощность указывает на допустимую нагрузку, которую может испытывать преобразователь, как во время подключения, так и на протяжении всей работы. Выбирают мощность исходя из следующих критериев:инвертор в12 В подойдет для системы мощностью до 600 Вт, устройство на 24 В устанавливают при мощности 600-1500 Вт и 48 В при мощности свыше 1500 Вт.
  2. Возможность превышения номинальной нагрузки. Эта крайне важно для таких приборов, как стиральные машины, холодильники и кондиционеры, в которых присутствуют электродвигатели. При их запуске, требуется немного больше электроэнергии, и если мощности инвертора не достаточно для этого, то устройства могу в лучшем случае не запуститься, а в худшем — выйти из строя.
  3. Вид выходного сигнала — синусоидальная форма отвечает за возможность подключения какого-либо оборудования к конкретной модели инвертора. Преимущества в том, что такой тип выходного сигнала защищает электроприборы от перепадов напряжения.
  4. Коэффициент полезного действия — определяется количеством пустой энергии, которую прибор потратил, например, на самого себя. Этот показатель не должен превышать 5-15%, иначе установка солнечных батарей будет невыгодной, а их работа малоэффективной. КПД основной массы поставляемых на рынок инверторов составляет 85-95%.
  5. Однофазные или трехфазные инверторы. Первые стоят дешевле вторых, но они подходят только тогда, когда потребляемая мощность менее 10 кВт. Величина напряжения у таких преобразователей энергии 220 В, частота 50 Гц. Трехфазные инверторы имеют более широкий выбор в плане напряжения — 315 В, 400 В, 690 В.
  6. Количество инверторов в системе. Сколько устройств устанавливать зависит от мощности мощность солнечных батарей. Если она не больше 5 кВт, то достаточно одного инвертора. При большей мощности потребуется от двух устройств. Определяют необходимое количество из расчета, что на каждые 5 кВт необходим один инвертор.
  7. Масса инверторов указывает в первую очередь на их качество. Легкими хорошие устройства не могут быть. Но некоторые производители предлагают низкопробные преобразователи для солнечных аккумуляторов. В них нет трансформатора. Это чревато тем, что, если ток повысится, то вся систем может выйти из строя.

При выборе инвертора для солнечных батарей нужно учитывать его мощность

Кроме этого разные модели имеют ряд дополнительных опций и защитных элементов. Это может быть встроенная розетка, ЖК-дисплей, зарядное устройство и др. При проблемах с электричеством лучше подобрать инвертор с защитой от короткого замыкания и перегрузки.

Также нужно учитывать пусковую мощность преобразователя. Она используется всего в течение нескольких секунд, но очень важна для запуска устройства. После этого инвертор начинает работать в обычном режиме. Пусковая мощность должна в 1,5 раза превышать величину номинальной мощности.

Нюансы подключения инвертора к солнечной батарее

Подключение инвертора, как и установку всей солнечной электростанции лучше предоставить специалисту. Он проведет работу по всем правилам, соблюдая необходимые нюансы. В момент подключения нужно учитывать следующее:

  • соединительный кабель выбирается средней длины, чтобы он доставал от инвертора к остальным элементам цепи, но при этом не путался потом под ногами, если буде слишком длинным. Длина проводов от панелей до инвертора не должна превышать трех метров;
  • сечение кабеля должно быть максимальным;
  • крепление кабеля к преобразователю должно быть очень прочным, иначе при малейших внешних воздействиях может образоваться искра, а в дальнейшем и пожар.Если устанавливается автономный тип устройства, тодля обеспечения бесперебойного электроснабжения, электроцепь должна быть укомплектована автоматическими выключателями;
  • необходимо знать, какая чистота сигнала предпочтительней. Это поможет избежать поломок электротехники, т.к., например, газовые котлы, насосы, аудио-и видеокамеры не смогут работать при искаженной форме синуса.

Обзор популярных моделей

Современный рынок солнечных электростанций предлагает большой выбор комплектующих. Хорошо зарекомендовали себя как зарубежные, так и отечественные инверторы разного вида. Все он отличаются по своим характеристикам, функциональным и техническим возможностям, а также различны по цене и качеству. Необходимо четко понимать, какой именно преобразователь подойдет для того или другого типа солнечной электростанции.

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.

  • Главная /
  • Инверторы /
  • Гибридные инверторы

Каталог

Дополнительно | Информация

Производители

Гибридные инверторы

Гибридный инвертор для солнечных батарей

Гибридный инвертор для солнечных батарей представляет собой многофункциональное устройство, объединяющее в себе функции зарядного устройства и преобразователя напряжения. То есть, будучи установленным в качестве элемента резервной системы энергоснабжения объекта, он может работать с БПП на основе аккумуляторов солнечных батарей и одновременной с линией централизованного электроснабжения дома. При этом гибридный солнечный инвертор наделен приоритетом задействовать внешний источник переменного тока только в том случае, когда аккумуляторная батарея полностью разряжена (например, в ночное время).

Гибридный солнечный инвертор: преимущества приобретения

Гибридный инвертор, купить который из каталога на самых выгодных условиях предлагает компания «АССОЛАР», привносит в эксплуатацию автономной системы электроснабжения на основе солнечных панелей ряд очевидных выгод.

К числу таких преимуществ, которые получает покупатель этого устройства, относятся:

    Возможность работы от аккумуляторов и от сети без необходимости отключения от последней. При этом переключение источника питания гибридным сетевым инвертором происходит в автоматическом режиме, без необходимости вмешательства человека; Снижение расходов за электричество за счет такого переключения. При полностью заряженных аккумуляторах солнечных батарей вырабатываемая энергия подмешивается к сетевому электричеству, уменьшая величину оплачиваемого потребления электроэнергии. Бесперебойность работы всего спектра имеющихся в доме потребителей электроэнергии при переключении источника питания; Гибкие возможности настройки параметров устройства; Оснащение гибридных инверторов множеством защитных функций, которые обеспечивают безопасную эксплуатацию устройства в общей цепи «источник питания – потребитель»;
  • Решение купить гибридный солнечный инвертор продлевает срок службы внешнего резервного генератора, если таковой имеется.

Защита гибридных инверторов для солнечных батарей

Говоря про множество защитных функций, реализованных в современных модели этих устройств из нашего каталога, мы ничуть не покривили душой. Практически любой гибридный инвертор, купить которые предлагает «АССОЛАР», оснащен следующими видами защиты:

    От перегрузки; От перегрева; От короткого замыкания; От превышения низкого и максимального значения напряжения (для аккумуляторов и сетевого инвертора); От пульсации напряжений постоянного тока.

Прежде, чем купить гибридный инвертор для солнечных батарей…

… не рекомендуется подбирать подобное оборудование только на основании формы выходного сигнала и фактору стоимости. Осуществляя выбор той или иной модели гибридного инвертора для солнечных батарей, стоит обращать внимание также на следующие характеристики и показатели:

    Напряжение на входе, величина которого у инвертора должна быть согласована с его выходной мощностью; Мощность на выходе; КПД, характеризующий эффективность элемента и влияющий на КПД всей системы преобразования солнечной энергии; Совокупность защитных функций конкретной модели; Интервал рабочих температур устройства, который необходимо сопоставить с условиями планируемого размещения оборудования; Наличие дежурного режима у модели устройств; Стоимость гибридного инвертора.

Если Вы подбираете гибридные инверторы для солнечных батарей под уже имеющееся оборудование либо конкретные параметры уже спроектированной домашней солнечной электростанции, мы рекомендуем обратиться к нашим специалистам за помощью. Помимо поставок этих и других элементов автономных систем электроснабжения на основе солнечных батарей для дома мы предлагаем качественный монтаж всего комплекса «под ключ» с гарантией. В этом случае наши покупатели могут рассчитывать на гибкие скидки на всю совокупность оказанных услуг и реализованного нами высокотехнологичного оборудования.

Инвертор для солнечных батарей — виды техники для преобразования тока

Опубликовано Артём в 08.02.2020 08.02.2020

После установки солнечных батарей на крышу или на трекер потребуется еще одна важная деталь. Это инвертор для солнечных батарей. Именно от него зависит будет ли в доме напряжение 220 вольт. Данный прибор позволяет конвертировать постоянный ток от 12-48 вольт в переменный. Таким образом все домашние приборы смогут получить нужное напряжение.

Что представляет собой устройство?

Принцип работы системы, основу которой составляют солнечные батареи, заключается в выработке постоянного тока напряжение от 12 до 48В, который используется для зарядки аккумуляторов. Но поскольку бытовая техника нуждается в переменном токе, то она подключается к источнику питания через инвертор-преобразователь напряжения.

Основной задачей такого прибора является преобразование постоянного тока, производимого солнечными батареями в переменный. В дальнейшем такая энергия может использоваться различными устройствами. Мощность инвертора-преобразователя напряжения может быть от 100 до 8000 Вт. Это позволяет выбирать прибор, параметры которого соответствуют общей нагрузке в сети электропитания конкретного объекта.

Принцип работы инвертора солнечных батарей

Основное назначение инвертора в гелиосистеме – это преобразование постоянного тока от солнечной батареи в переменный напряжением 220 В. Такой ток уже потребляют бытовые электроприборы. Без инвертора выработка тока теряет смысл. Если только вы не собираетесь заряжать постоянным током какие-нибудь аккумуляторы от солнечных батарей. Есть несколько видов солнечных инверторов, которые имеют разное назначение и характеристики.

Инвертор для солнечных батарей

К примеру, автономные инверторы представляют собой конвертеры постоянного тока в переменный от аккумулятора. Обычно мощность таких инверторов лежит в диапазоне 250─8000 ватт. Стоит отметить, что габариты инвертора сильно зависят от общей нагрузки электрических приборов, подключённых через него. При планировании инвертора для гелиосистемы нужно спланировать, какие устройства будут к нему подключаться. А затем сложить вместе их максимальную мощность в единицу времени. Мощность инвертора должна браться с запасом.

В случае автономных инверторов важное значение имеет пиковый скачок напряжения. Это объясняется тем, что ряд бытовых приборов при включении вызывают скачок напряжения. Если потребляемая мощность во время этого скачка будет близка к пиковому значению, инвертор может выйти из строя. Все эти моменты следует учитывать при покупке.

Инверторы синхронного типа умеют накапливать электрическую энергию в батареях. Устройства подобного типа при работе в связке с солнечными батареями отправляют излишки энергии в общую электрическую сеть. А если не хватит энергии от солнечных батарей для приборов у вас дома, то нехватку инвертор предоставит из общей сети. Это очень удобно, поскольку в этом случае у вас не будет перебоев с энергоснабжением. Даже если не будет напряжения в электросети, всегда будет готов к работе аккумулятор для солнечных батарей.

Автономный инвертор для солнечных батарей

Более дорогостоящими являются многофункциональные инверторы. Они представляют собой гибридный вариант из вышеописанных типов устройств. Их можно назвать лучшим выбором, но здесь всё упирается в финансовые возможности.

Принцип действия и общее устройство

Работу инвертора необходимо рассматривать только во взаимодействии со всей системой солнечных батарей. Их основой служат фотоэлементы, вырабатывающие постоянный ток. Далее, с помощью инвертора этот ток превращается в переменный, и питает приборы, рассчитанные на 220 вольт. Cами солнечные панели служат своеобразным преобразователем, превращающим лучистую энергию в электричество, сохраняемое в аккумуляторах.

За счет этого обеспечивается бесперебойное электроснабжение, независимо от стандартных электрических сетей. Полученная электроэнергия используется и в ночное время, поступая из аккумулятора на инвертор и превращаясь там в переменный ток.

Важной особенностью современных установок является возможность аккумуляции не только прямых, но и косвенных солнечных лучей. При ясной погоде используется только солнечный свет, а в пасмурные дни происходит сбор отраженного света. В последнем случае производительность системы несколько снижается, тем не менее, они способны постоянно вырабатывать ток, независимо от времени года.

От правильного выбора инверторной установки зависит мощность и частота всей гелиосистемы. Стандартная конструкция инвертора включает адаптер с диодами и выпрямителем, работающий на низких частотах, варикап с триодами, непосредственно преобразующий ток, а также гибридная обвязка, обеспечивающая запуск системы даже при разряженных аккумуляторах. Также в общей схеме присутствуют динисторы, связанные с повышенной чувствительностью компонентов к производимому электротоку.

Зачем он нужен?

Работа солнечной электростанции в качестве основного или резервного источника электроснабжения, предполагает подключение определенного количества нагрузки, в качестве которой выступают бытовые приборы и технические устройства, для работы которых требуется переменный ток напряжением 220/380 В.

В свою очередь, солнечная батарея (панель), вырабатывает постоянный ток напряжением более низкого порядка, посредством которого заряжаются аккумуляторные батареи, входящие в состав солнечной электростанции (накопители выработанного электричества).

Схема работы солнечной электростанции приведена на рисунке:

Для того, чтобы преобразовать, накопленную в аккумуляторах электрическую энергию, в параметры, соответствующие параметрам подключаемых устройств, и служат технические устройства, называемые инверторами.

Выбор инвертора

Устройство современного инвертора

При выборе инвертора необходимо обращать особое внимание на целый ряд технических параметров:

  • номинальная и пиковая мощность;
  • коэффициент полезного действия (КПД);
  • потребляемая мощность без нагрузки;
  • величина температурного диапазона;
  • масса прибора;

Также необходимо обратить внимание на зависимость мощности инвертора от выходного напряжения солнечной или аккумуляторной батареи системы бесперебойного питания солнечных энергоустановок:

  • при 12 В — до 600 Вт;
  • при 24 В — от 600 до 1500 Вт;
  • при 48 В — более 1500 Вт.;

И на наличие защиты от:

  • перегрузки по выходу;
  • короткого замыкания;
  • перегрева;
  • высокого и пониженного, поступающего от батарей напряжения;

Предварительно оценить технические параметры инвертора возможно даже по его весу. Исходя из того, что на 100 ватт выходной мощности приходится 1 кг собственной массы прибора, можно определить, оснащен ли инвертор выходным трансформатором. Выходной трансформатор положительно характеризует качественный инвертор.

Широкий температурный диапазон инвертора также положительно характеризует его работоспособность.

Электроэнергия, получаемая от солнечной батареи, будет экономиться, если:

  1. КПД инвертора находится в пределах 90-95%.
  2. Мощность, потребляемая инвертором без нагрузки, не превышает 1% от величины его рабочей (номинальной) мощности.

Мощности инвертора должно быть достаточно для обеспечения совокупной номинальной потребляемой мощности всех электроприборов, предполагаемых для подключения к солнечной энергоустановке (расчетное значение).

Однако необходимо помнить о том, что практически все электроприборы обладают пусковой мощностью, то есть мощностью, необходимой для пуска конкретного электроприбора.

Эта мощность используется в течение нескольких секунд, после чего прибор начинает функционировать в штатном режиме. Выбирая инвертор, необходимо помнить, что пусковая мощность, указанная в документации, должна ориентировочно в полтора раза превышать величину рабочей (номинальной) мощности.

Как подключить инвертор для солнечных батарей?

Прежде чем это сделать следует ознакомиться с некоторыми нюансами.

  1. Узнайте какая частота сигнала: синусоидальная, прямоугольная или псевдо синусоидальная.
  2. Провода для монтажа следует брать средней длины. Лучше всего 3 м.
  3. В зависимости от мощности нужно подбирать сечение кабеля.
  4. Проверьте какая форма имеется выходного сигнала.
  5. Использование бесперебойников позволяет встраивать выключатели напрямую в цепь.
  6. Следует надежно закрепить кабель чтобы не возникало замыканий и пожаров.
  7. Если электростанция далеко от дома, то придется увеличивать кабель. Желательно чтобы инвертор находился рядом с АКБ.

В результате все просто и каждый сможет запустить инвертор для солнечных батарей.

Если мощность солнечной установки не превышает 5 квт, то хватит 1-го инвертора.

Схема инвертора для солнечной батареи

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.

    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.

    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.

    Обзор моделей

    Конструктивные отличия инверторов напрямую определяются типом, к которому они относятся. Сетевые инверторы для систем солнечного энергоснабжения без применения дополнительных аккумуляторов, оснащаются регуляторами отбора максимальной мощности и специальными устройствами для контроля мощности солнечных батарей.

    Такие схемотехнические решения позволяют инвертору включаться автоматически в тот момент, когда мощность солнечных батарей достаточна для генерирования переменного тока. Кроме того сетевые инверторы оснащаются стандартными электрическими розетками для подключения различных устройств.

    Автономные инверторы конструктивно отличаются от сетевых наличием устройств, которые обеспечивают зарядку аккумуляторных батарей. Кроме того их оснащают целым рядом конструктивных узлов, защищающих аккумуляторы от перезаряда, неправильной полярности аккумуляторов и недозаряда.

    Существует огромное количество моделей инверторов для солнечных батарей, которые выпускаются во многих странах мира.

    Рассмотрим некоторые из числа тех, что присутствуют на рынке России:

    Сетевые инверторы Conext компании Schneider Electric

    Эти инверторы разработаны с целью повышения эффективности использования солнечных батарей, устанавливаемых на крышах частных и многоквартирных жилых домов. Они выдержали испытания на надежность MEOST (Multiple Environmental over Stressed Testing) и могут эксплуатироваться в самых тяжелых климатических условиях. К

    ПД инверторов Conext составляет 97,5% даже при пиковых нагрузках. Линейка инверторов, присутствующих на рынке обеспечивает функционирование солнечных энергоустановок мощностью от 3 до 20 кВт.

    Стоимость инверторов Conext находится в ценовом диапазоне 86900-327300 руб.

    Инверторы голландской компании TBS Electronics

    Компания с 1996 года выпускает только синусоидальные инверторы Poversine. Ее продукция представлена как маломощными инверторами для отдельных потребителей (номинальная мощность от 175 до 600 Вт) по цене 9400-21600 руб., так и более мощными (номинальная мощность от 850 Вт до 3,5 кВт) стоимостью 37050-79800 руб.

    Инверторы российского производства (МАП «Энергия»)

    Ассортимент российского производителя очень широк и представлен инверторами мощностью от 800 Вт до 1,2 кВт.

    Существует несколько серий инверторов:

    • МАП SIN— инверторы с чистым синусом, ценовой диапазон составляет 22700-130500 руб.;
    • МАП HYBRID — синусоидальные инверторы с возможностью подкачки дополнительной энергии от аккумуляторов, стоимостью от 29700 до 166500 руб.;
    • МАП HYBRID 3 фазы — инверторы с трехфазной конфигурацией.

    Все инверторы МАП «Энергия» оснащены мощным зарядным устройством, позволяющим осуществлять зарядку любых типов аккумуляторов.

    Китайская компания GoodWE

    Продукция которой представлена сетевыми инверторами различной мощности. Компания отличается от остальных тем, что вместе с инверторами предоставляет программу для расчета сетевой системы на солнечных батареях, которая учитывает ориентацию солнечных батарей по углу их наклона, сторонам света и пр.

    Кроме того, установив сетевой солнечный инвертор GoodWE, потенциальный потребитель получает возможность наблюдать за его работой с помощью планшетного компьютера или смартфона. Для этого необходимо установить специальное приложение, построенное на операционной системе Android. Также китайский производитель приятно удивляет невысокой ценой на свою продукцию.

    Так, широко применяемый в Крыму, трехфазный сетевой инвертор GW20K-DT мощностью 20 кВт стоит 4800 долларов США при установленной гарантии 5 лет. Предлагается также увеличение гарантийного срока до 10 лет, правда тогда его цена возрастает до 5500 долларов США.

    Инвертор для солнечных батарей и как его выбрать?

    В состав этой установки входит следующее:

    1. Адаптер низкой частоты в котором много полупроводниковых диодов.
    2. Варикап. Эта штучка работает за счет триодов. Их проводимость достигает 4-х мк.
    3. Динисторов. Они нужны для чувствительности.
    4. Обкладки.
    5. Модуль бесперебойник.

    В тот момент, когда по каким-то причинам прекращается поступление электричества из обычной сети к АКБ будет идти ток. Из них он поступит в розетку и электроприборы будут работать.

    Бесперебойник за счет микроконтроллера мониторит данные о напряжении. Когда прекращается передача тока из основной сети — это устройство отправляет команду подключить дополнительные источники питания.

    В некоторых инверторах имеется встроенный трансформатор. С одной стороны, это хорошо так как идет высококачественный сигнал. С другой это плохо, так как вес будет больше. Так же есть вентилятор для охлаждения, но в этом случае стоимость прибора будет очень высокой.

    Если не хватает 1-го инвертора можно взять сразу 3-и и объединить их в один модуль на три фазы. В итоге получиться много мощности и 380 вольт. Так же встречаются на напряжение 400 и 690 v.

    Как работает инвертор для солнечных батарей?

    Первым делом происходит переработка солнечного света с помощью фотоэлектрических панелей в ток. Далее выполняется подзарядка АКБ. Это делается за счет нужного напряжения и тока. Для контроля параметров используют стабилизатор напряжения и контроллер. Далее с аккумуляторов постоянный поток направленных частиц переходит в инвертор для солнечных батарей и преобразуется в переменный ток. После этого по цепи проводов он идет к нагрузке.

    Энергия, запасенная в аккумуляторах, расходуется ночью или в пасмурную погоду. То есть в период, когда от солнечных панелей не поступает электричество.

    Выбор инвертора для солнечных батарей

    Параметры, на которые стоит обратить внимание:

    1. Какую защиту имеет прибор.
    2. На сколько чувствителен к радиопомехам.
    3. Какое напряжение он может определить максимум.
    4. КПД должен быть от 90-99%.
    5. Коэффициент полезности.
    6. Какая мощность и ток на входе и выходе.
    7. На выходе он должен выдавать стабильное напряжение (лучше трапециевидный тип). На входе напряжение должно быть минимальным.
    8. Потери должны быть небольшими, когда нет притока энергии.
    9. Гармоники должны быть пониженными.
    10. Инвертор для солнечных батарей должен быть защищен от нагревания и перегрузок.
    11. В каких температурных кривых он способен работать. Лучше если они будут очень широкими.
    12. На сколько восприимчив к бытовым приборам.

    Перед приобретением просчитайте какая нагрузка будет идти на инвертор. Чтобы это вычислить достаточно найти произведение пускового тока и уровень напряжения в вашей сети. С солнечного модуля поступает напряжение в размере 12 вольт. После этого в работу включается контроллер. Он дает сигнал инвертору. В итоге происходит преобразование напряжения до 220 вольт.

    По мимо всего выше сказанного проследите за тем есть ли у прибора вентиляция и защита. Узнайте можно ли регулировать скорость вращения винта и постоянно ли он работает? В хороших устройствах он отключается, когда нет перегрузки.

    Каждый преобразователь должен иметь следующую защиту:

    1. От перегрева.
    2. Замка при выходе.
    3. Перегрузки.
    4. Низкого и высокого U АКБ.

    Так же он должен потреблять 1% мощности в холостом ходу.

    Кроме этого в некоторых устройствах данного типа есть режим ожиданий. Подобное позволяет сэкономить электроэнергию в АКБ. Желательно чтобы подобная функция имела ручное отключение. В противном случае может возникнуть проблема с бытовыми устройствами малой мощности.

    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.

    Кол-во блоков: 16 | Общее кол-во символов: 23345
    Количество использованных доноров: 6
    Информация по каждому донору:

Добавить комментарий