Сетевые grid-tie инверторы для солнечных батарей


СОДЕРЖАНИЕ:

Солнечный инвертор

В настоящее время альтернативная энергетика все более прочно входит в повседневную жизнь современного человека и причин тут несколько. Это и экологическая безопасность подобных производств, и возможность создать автономную систему электроснабжения, которая, по истечении срока окупаемости, может приносить определенный доход пользователю.

Одним из видов производства электрической энергии, использующем альтернативный и возобновляемый источник, является солнечная энергетика, а одним из устройств, обеспечивающим работу солнечной электростанции в автоматическом режиме, является инвертор.

Что это такое

Солнечный инвертор – это техническое устройство, служащее для преобразования постоянного электрического тока, напряжением 12/24/48 В, вырабатываемого солнечными батареями, в переменный, используемый для освещения и питания различных приборов и устройств напряжением 220/380 В.

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.

Типы солнечных инверторов

Инверторы, для солнечных электростанций, производятся в различной исполнении и отличаются друг от друга по техническим характеристикам, стоимости и наличию средств автоматики и защиты. А вот типов подобных устройств, определяющих их способность работать по отношению к традиционной сети электроснабжения (от энергоснабжающих организаций), всего три, это:

    Автономные («off gr >Инверторы сетевого типа

Отличительной особенностью сетевых инверторов является характер их работы по отношению к вешней электрической сети.

Устройства данного типа устанавливаются в электрическую цепь между солнечной панелью и электрической сетью 220/380 В. Установка сетевого инвертора предполагает работу солнечной электростанции без наличия накопителей энергии (аккумуляторов), когда выработанный солнечными батареями ток идет на питание отдельных потребителей, подключаемых непосредственно к инвертору, а излишки – во вешнюю сеть. Работа такого устройства осуществляется только в дневное время, когда есть солнечный свет.

Инверторы автономного типа

Инверторы автономного типа работают в составе солнечных электростанций, обеспечивающих автономное электроснабжение потребителей электрической энергии. Технические устройства данного типа преобразуют накопленную в аккумуляторах энергию до требуемых параметров и обеспечивают надежность автономного электроснабжения.

В зависимости от формы выходного сигнала по току, инверторы данного типа подразделяются на: синусоидальные и квази-синусоидальные.

Синусоидальные инверторы обладают лучшими техническими показателями, но больше по габаритным размерам и стоимости, нежели квази-синусоидальные, что определяет сферу их использования и распространение на рынке подобных устройств.

Основные технические характеристики

При выборе типа инвертора и возможности его установки в той или иной схеме электроснабжения, основными параметрами, определяющими выбор, служат его технические характеристики, каковыми являются:

  • Мощность – определяет количество нагрузки (приборов и устройств), которое можно подключить к конкретному устройству. Номинальная мощность, указывает на длительно допустимую нагрузку, при подключении которой инвертор способен работать продолжительное время. Максимально допустимая (пиковая) мощность, определяет способность преобразовывать электрический ток не продолжительное время, в моменты запуска электрических двигателей или иных устройств, при включении которых в работу происходит скачек электрического тока (ток запуска).
  • Вид выходного сигнала (форма синусоиды) – определяет возможность подключения того или иного оборудования к конкретной модели инвертора. При использовании более дешевых устройств, с квази-синусоидальной формой сигнала по электрическому току, возможны сложности в процессе эксплуатации приборов и агрегатов, чувствительных к качеству электрического тока (отопительные котлы, насосы, электронные устройства).
  • Напряжение на входе и выходе – определяет возможность установки с определенным видом солнечных панелей, вырабатывающих электрический ток напряжением 12/24/48 В, и в соответствии с этим, напряжением сети питания потребителей – 220 и 380 В.
  • Наличие защитных элементов – зависит от конкретной модели устройства. Основными видами защиты являются – защита от короткого замыкания и перегрузки.
  • Дополнительные опции – также зависит от модели устройства. Это может быть установка встроенной розетки, жидкокристаллического дисплея, зарядного устройства и прочих элементов.

Популярные модели

Каждый пользователь выбирает для себя сам какую модель выбрать и где ее купить. Конечно же оптимальным местом для выбора и приобретения сложных технических устройств, к каковым относится солнечный инвертор, являются компании дилеры производителей подобных изделий, но не везде они присутствуют, поэтому можно воспользоваться сетью интернет, где можно найти модель, соответствующую предъявляемым к ней требованиям.

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются серии и модели:

  • «СибВольт» (Россия) – сетевые инверторы, номинальной мощностью от 1,5 до 3,0 кВт, на напряжение 12/24/48 В.
  • «Sunrise» (Китай) – гибридного типа, номинальной мощностью 3,2 и 4,0 кВт, на напряжение 48 В.
  • «UMA» (Россия) – автономного типа, номинальной мощностью от 2,4 до 4,0 кВт, на напряжение 24/48 В.
  • «S300» (Тайвань) – автономного типа, номинальной мощностью 300,0 Вт, на напряжение 12/24 В.
  • «Stark Country» (Китай) — гибридного типа, номинальной мощностью от 1,6 до 4,0 кВт, на напряжение 12/24/48 В.
  • «Sunville SV15000s» (Россия) – сетевое устройство, номинальной мощностью 15,0 кВт.

Серии и конкретные модели, на рынке подобных товаров, представлены достаточно обширно, как в плане технических характеристик, так и компаний их выпускающих. В связи с этим всегда есть возможность выбрать устройство в соответствии с личными пожеланиями пользователя основываясь на критериях выбора рассмотренных ниже.

Как выбрать лучший?

Как уже было указано выше, на рынке подобных устройств, представлено большое количество моделей различных производителей, которые схожи по своим техническим характеристикам. Для того, чтобы выбрать инвертор, и при этом не ошибиться, необходимо следовать критериям выбора, которыми являются:

  1. Номинальная мощность.
  2. Максимальная (пиковая) мощность.
  3. Форма выходного сигнала по току.
  4. КПД.
  5. Эксплуатационные показатели (температура, влажность, высота установки над уровнем моря).
  6. Напряжение на «входе» и «выходе» устройства.
  7. Наличие средств защиты от токов КЗ и перегрузки.
  8. Наличие «спящего» режима, вентилятора охлаждения и дополнительных опций.
  9. Габаритные размеры и вес.
  10. Бренд и надежность производителя.
  11. Стоимость.

Опираясь на выше приведенные критерии и зная параметры сети, каждый пользователь способен самостоятельно выбрать лучшую модель, из представленных, в настоящее время, в конкретном регионе или на интернет ресурсах.

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.

    Сетевые инверторы

    Сетевой инвертор для солнечных батарей устанавливается между массивом солнечных батарей (панелей) и объектовой сетью переменного тока 220 В, куда преобразованная энергия поступает напрямую, минуя аккумуляторы. Функциональное название устройства — синхронный преобразователь, поскольку инвертор выравнивает (синхронизирует) выходное напряжение со стационарной электросетью.

    Прежде чем купить сетевой инвертор, необходимо определить его мощность, которая будет зависеть, с одной стороны, от номинальной мощности солнечных панелей, с другой — от нагрузки на сеть переменного тока. Поскольку безаккумуляторная энергогенерация использует стационарные сети в качестве опорных, приобретать инвертор с большим запасом мощности относительно солнечных батарей нецелесообразно.

    Сетевой инвертор для солнечных панелей обеспечивает максимально эффективное использование альтернативных источников, поскольку начинает выдавать энергию в сеть при минимальной генерации батарей.

    Инверторы этого типа могут быть использованы также для создания простейших систем альтернативного энергоснабжения, когда единичные электроприборы подсоединяются напрямую к преобразователю. Такие модели оснащаются обычными бытовыми розетками для подключения.

    Инвертор для солнечных батарей, как правильно выбрать

    Инвертор одна из неотъемлемых составляющих любой системы солнечных батарей и ветрогенератора. Его задача преобразовывать постоянный ток, вырабатываемый панелями, в переменный 220 вольт, который используют большинство современных бытовых и промышленных приборов.

    Но, несмотря на то что все инверторы выполняют одинаковую функцию, не все они могут подойти непосредственно под ваши задачи.

    Как выбрать инвертор

    Важные параметры этого устройства

    1. Мощность, которую он может отработать.
    2. Число одновременно подключаемых линий панелей.
    3. Рабочая частота
    4. Коэффициент полезного действия, на прямую влияет на производительность всей станции.
    5. Вес оборудования, как показатель его качества.

    Теперь обо всем этом, и не только, подробнее!

    Прежде чем приступить к выбору такого оборудование нужно определится с типом вашей солнечной электростанции и ее задачей.

    1 Автономная электростанция. Ваша электростанция не подключена к внешней электрической сети и вы получаете всю электроэнергию только от панеле. В этом случае вам нужен инвертор типа off grid.

    В зависимости от свое мощности автономные инверторы подразделяются на однофазные и трёхфазные, а также могут преобразовывать различный вольтаж постоянного тока начиная от 12В, 24В, 48В, 96В и т.д.

    Это самый дешевый вариант данного оборудования, стоимость, в зависимости от мощности и страны производителя, составляет 25-600 долларов.

    2 Сетевая электростанция. Ваша солнечная электростанция может работать совместно с центральной электрической сетью, но не имеет аккумуляторов.

    Инвертор регулирует отбор электричества из сети, но не из аккумуляторных батарей, если панели не вырабатывают достаточного количества. Также он может отправлять излишки выработанной электроэнергии обратно в центральную сеть, например если вы хотите продавать ее по “зеленому тарифу”. Такое оборудование имеет класс on grid.

    Кроме своей основной функции это оборудование имеет ее ряд возможностей:

    • регулировать частоту напряжения,
    • выставить 220 В,
    • регулировать амплитуду тока,
    • защищать оборудование от перегрева,
    • защитить сеть от коротких замыканий.
    • выводить информацию на экран телефона, планшета или монитор ПК через Wi-Fi.

    Стоимость такого оборудование значительно выше и колеблется в пределах 200-20 000 долларов.

    Стоит отметить что цена напрямую зависит от мощности устройства, к примеру инвертор 3-6 КВт будет стоят 2000$, на 1000 КВт уже около 20 000$. Для домашней станции вполне хватит 5 КВт.

    3 Аккумуляторно-сетевая. Ваша электростанция обеспечивает электроэнергией все приборы, а излишек отправляет в аккумуляторные батареи, которые отдают накопленный заряд ночью или когда батареи не справляются с нагрузкой.

    В случае если батареи не справляются и заряда аккумуляторов не достаточно вы планируете брать недостающую энергию из центральной сети. Для такой задачи вам необходим гибридный (hybrid) инвертор. Он также имеет все функции сетевого, и может продавать излишки в сеть, как например работает “Зеленый тариф” в Украине.

    Что касается цены, такое оборудование не дороже сетевого, в некоторых производителях даже отчасти дешевле. Однако цена начинается от 600$ и заканчивается 20 000$ на оборудование большой мощности.

    Более подробно о всех этих видах систем можно почитать здесь.

    Таким образом можно выделить всего 3 вида инверторов:


    • Автономний (off grid).
    • Сетевой (on grid).
    • Гибридный или универсальный (hybrid).

    Подробный видео обзор, как выбрать инвертор

    Как рассчитать мощность инвертора

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

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

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

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

    Выбираем по напряжению

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

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

    Выбираем по КПД

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

    Большинство современным инверторов имеют КПД 90-95%.

    Вес оборудование

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

    Если 10 ти киловаттный прибор весит значительно ниже 10 кг, значит он низкого качества. При этом 30 ти киловаттный может весить и 15 кг, если меньше, это уже повод усомнится в его качестве.

    Меандровые и синусоидальные, тип сигнала

    Слева- синусоиндальная система, справа – меандровая.

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

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

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

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

    1 или 3 фазный

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

    Сколько инверторов должно быть в системе

    В теории 1 прибора необходимой мощности должно хватить для всей электростанции. Но, если у вас большое количество фотоэлементов и они собраны в несколько линий, лучшу на каждую их них поставить такой преобразователь.

    Почему так? Дело в том что нестабильная работа одной линии, например она расположена не на солнечной стороне, будет негативно сказываться на работе инвертора и его КПД будет в целом ниже. Если важно получить максимальную эффективность электростанции, такой вариант не подходит.

    Альтернативный вариант, это инвертор на несколько независимых MMP входов. Их может быть 2-4 и стоят такие модели значительно дороже.

    Схема без инвертора

    Несмотря на все вышеописанное, без этого оборудования можно обойтись. Но, в этом случаи можно подключить напрямую к фотоэлементам только те приборы, которые работают от 12-24 вольт. Этот список будет очень не большим, а значительную его часть будут занимать приборы освещения. Другими словами, такую схему можно использовать по большей части для различных ламп, которым достаточно такого вольтажа и их не пугают перепады напряжения.

    Подключение инвертора, правильные схемы

    Важно, необходимо обеспечить качественное соединение всех элементов в системе, особенно если мощность электростанции более 500 Вт.

    Стандартная схема подключения сетевого инвертора

    Использование 2 устройств для более стабильной работы системы а АКБ

    Использование двух устройств при двух линиях фотоэлементов

    Солнечный коллектор, или гелиосистема, оборудование, предназначенное для использования в качестве альтернативных источников энергии. Такие системы давно используют во многих странах .

    Одним из видов твердотопливных, как правило водонагревательных, котлов являются пиролизные, или газогенераторные установки. В этой статье мы рассмотрим принцип их .

    Установив твердотопливный котел или только планируя это сделать, возникает вполне закономерный вопрос, какое топливо для него использовать что было максимально .

    Теплоаккумулятор – емкость, в которой можно накопить теплоноситель с излишками тепла, вырабатываемыми при использовании твердотопливного котла, солнечных коллекторов или любого .

    Сетевые grid-tie инверторы для солнечных батарей

    Gr >[1] ) — устройство, которое преобразует электричество постоянного тока (DC) в переменный ток (AC) для подачи энергии в электрическую сеть; обычно 120 Вольт переменного тока частотой 60 Гц или 240 Вольт переменного тока частотой 50 Гц. Gr >[2] . Развитие альтернативной энергетики и стимулирование властями данного направления привело к массовой установке сетевых инверторов в обычных домохозяйствах, которые генерируют электроэнергию из возобновляемых источников энергии (ВИЭ)
    Отличие от традиционного инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный, в том, что он следит за фазой и частотой сети, куда подаётся энергия.
    Для эффективной и безопасной передачи электроэнергии в сеть grid-tie инверторы должны точно соответствовать напряжению и фазам синусоидальной формы сети переменного тока(AC).

    Некоторые энергетические компании платят за электроэнергию, которая передаётся в общую сеть. В России законодательство не разрешает частным лицам продавать электроэнергию, но поправки в данной области периодически принимаются и начало было положено 28 декабря 2010 года [3] в N 35-ФЗ «Об электроэнергетике» [4] . В данных поправках предусматривается введение механизма развития сектора производства электроэнергии на основе использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) – заключение долгосрочных договоров купли-продажи мощности по особой цене. 19.07.2020 одобрен план по стимулированию микрогенерации на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) до 15 кВт гарантирующие поставщики (ГП, основной энергосбыт региона) будут обязаны выкупать объемы, эти доходы не будут облагаться налогами.

    Содержание

    Принцип работы

    Сетевые инверторы преобразуют электроэнергию постоянного тока в энергию переменного тока, подходящую для подачи в общую электросеть. Сетевой инвертор (GTI) должен следить за фазой сети и, с очень высокой точностью, непрерывно поддерживать выходное напряжение немного выше напряжения сети. Высококачественный современный сетевой инвертор имеет фиксированный коэффициент мощности — он выдаёт прецизионное выходное напряжение и ток, а опережение фазы находится в пределах 1 градуса от сети переменного тока. Инвертор управляется микропроцессором, который следит за текущей формой сетевого напряжения переменного тока и выводит напряжение, точно соответствующее напряжению сети. Тем не менее, необходима подача и реактивной мощности в сеть для поддержания напряжения в локальной сети внутри допустимых значений. Иначе возможны перенапряжения в сети в мощных системах, когда генерация энергии достигает своего пика, например около полудня от солнечных панелей.

    Gr >[5] гарантирует отключение сетевого инвертора, чтобы электросеть была обесточена при обслуживании работниками электрических сетей.

    Правильно установленный сетевой инвертор позволяет использовать домохозяйству альтернативную систему выработки энергии, такую как солнечная или ветряная энергия, практически не требует обслуживания и каких-либо батарей. Если энергии альтернативных источников недостаточно, то недостаток мощности автоматически будет поступать из электрической сети.

    Типы преобразователей

    Сетевые инверторы подразделяются на традиционные низкочастотные трансформаторные, более современные высокочастотные трансформаторные, позволяющие использовать трансформаторы меньших габаритов и бестрансформаторные. [6] Низкочастотные инверторы преобразуют постоянный ток сразу в переменный ток, подходящий для электросети. Высокочастотные инверторы, управляемые микроконтроллером, преобразуют постоянный ток в переменный на высокой частоте, затем выпрямляют до постоянного и уже тогда преобразуют в конечное выходное напряжение переменного тока, подходящее для электросети. [7] Бестрансформаторные инверторы, популярные в Европе, легче, меньше и эффективнее своих трансформаторных собратьев. Но бестрансформаторные варианты сетевых инверторов очень долго не могли попасть на рынок США из-за противодействия регулятора, который заявлял, что без гальванической развязки подобные устройства представляют потенциальную опасность и могут нарушить работу электросети в нестандартных условиях [8]

    Оплата подачи электроэнергии в сеть

    Электроэнергетические компании, в некоторых странах, платят за электроэнергию, которая вводится в общую электрическую сеть. Оплата устроена несколькими способами.

    В системе чистого измерения компания платит за электричество полезной мощности вводимого в электрическую сеть, зафиксированную электросчетчиком. Например, клиент может потреблять 400 киловатт-часов в течение месяца и может вернуть 500 киловатт-часов в энергосистему в том же месяце. В этом случае электрическая компания заплатит за 100 киловатт-часов баланса мощности, подводимой обратно в электрическую сеть. В США чистая политика учета варьируется в зависимости от юрисдикции.

    Зелёный тариф выдаётся на основании договора с распределительной компанией или иным органом питания, где клиент оплатил электроэнергию, переданную в электросеть.

    В Соединенных Штатах системы системы подачи электроэнергии в общую сеть описаны в Национальном электрическом стандарте США(NEC), которые также предусматривают требования к сетевым инверторам.

    Электрическая сеть как большой аккумулятор

    Традиционно, и особенно там, где нет электрической сети, накопление энергии от солнечных батарей, ветрогенераторов, минигидроэлектростанций происходит в аккумуляторах. Накопление энергии требуется для сглаживания пиков потребления нагрузки и неравномерности выработки энергии, таких как фотоэлементы, которые ночью и при сильной облачности практически перестают выдавать энергию. Стоимость аккумуляторов, которые имеют достаточно ограниченный срок службы (например, 3—5 лет для свинцовых аккумуляторов) вносит очень заметный вклад в конечную стоимость выработанной электроэнергии из возобновляемых источников и получается существенно выше, чем электроэнергия, получаемая сейчас в промышленных масштабах: от атомных электростанций, гидро и газогенераторов. Аккумуляторы являются самым слабым звеном в альтернативной энергетике. Гелевые и литийионные аккумуляторы прослужат дольше, до 10 лет, но они и стоят в 5 раз дороже обычных аккумуляторов.

    Химический Электро-аккумулятор не единственный способ накопления энергии, но чаще всего оптимальный по затратам на внедрение. В ГАЭС используется принцип гидроаккумуляции, но первоначальные затраты на строительство и эксплуатацию всё также высоки и большая зависимость от природно-климатических условий.

    Практически всех этих минусов лишена возможность подавать энергию сразу тем, где она требуется в данный момент, а именно в энергетическую сеть. Избыток выработанной сети зелёная энергетика с помощью Grid-tie инвертора подаёт сразу потребителям, которые в ней нуждаются, а в те моменты, когда генерация энергии прекращается (например, ночью для солнечных панелей) потребители получает энергию из общей системы, генерируемую из других источников.

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

    Системы электроснабжения с одновременным использованием традиционной подачи тока и электроэнергии от солнца – экономически обоснованное решение для частного домовладения, коттеджных, дачных поселков и производственных помещений.

    Незаменимый элемент комплекса – гибридный инвертор для солнечных батарей, определяющий режимы подачи напряжения, обеспечивающий бесперебойность и эффективность работы гелиосистемы.

    Чтобы система работала эффективно, нужно не только выбрать оптимальную модель, но и правильно ее подключить. А как это сделать – мы разберем в нашей статье. Также рассмотрим существующие виды преобразователей и лучшие предложения на рынке на сегодняшний день.

    Оценка возможностей гибридного инвертора

    Использование возобновляемой энергии солнца в комбинации с централизованным электроснабжением дает ряд преимуществ. Нормальное функционирование гелиосистемы обеспечивает слаженная работа ее основных моделей: солнечных батарей, контроллера заряда, аккумулятора, а также одного из ключевых элементов – инвертора.

    Инвертор гелиосистемы – устройство для конвертации постоянного тока (DC), поступающего от фотоэлектрических панелей, в переменную электроэнергию. Именно на токе напряжением 220 В работает бытовая техника. Без инвертора выработка энергии бессмысленна.

    Провести оценку возможностей гибридной модели лучше в сравнении с особенностями работы его ближайших конкурентов – автономных и сетевых «конвертеров».

    Сетевой тип преобразователя

    Устройство работает на нагрузки общей электросети. Выход от преобразователя подсоединен к потребителям электроэнергии, сети АС.

    Схема отличается простотой, но имеет несколько ограничений:

    • работоспособность при доступности переменного тока в сети;
    • напряжение электросети должно быть относительно стабильным и соответствовать рабочему диапазону преобразователя.


    Разновидность востребована в частных домах с действующим «зеленым» тарифом на электрификацию.

    Автономный вариант прибора

    Прибор запитывается от аккумулятора, который получает заряд от солнечных панелей через МРРТ-контроллер. В системе используются батареи разных типов, в том числе высокотехнологичные литиевые аккумуляторы.

    При максимальном «наполнении» аккумулирующего устройства излишек электроэнергии передается на вход инвертора, выход которого подсоединен с конечными потребителями АС.

    В случае недостатка солнечной активности энергия берется из аккумуляторных батарей и проходит «конвертацию» через инвертор напряжения.

    Особенности работы автономной установки:

    • возможность независимой работы при отсутствии сетевого переменного тока;
    • некоторые модели поддерживают режим функционирования по «зеленому» тарифу;
    • КПД установок – 90-93%.

    Для обеспечения абсолютной автономности объекта требуется точный расчет мощности гелиопанелей и достаточная энергоемкость аккумулятора.

    Гибридный тип инвертора

    Модель отличается от выше описанных устройств особой «архитектурой» изготовления. Внутри предусмотрена особая электросхема, позволяющая в режиме преобразователя параллельно функционировать с источником тока (сетью, генератором).

    Одновременно идет питание нагрузки от центральной сети и солнечных батарей, при этом функция приоритета отведена поставщику постоянного тока.

    Конкурентные преимущества заложены в многофункциональности инверторов гибридного типа:

    1. Сеть – своего рода вместительный аккумулятор с КПД в 100%. Все излишки, выработанные фотоэлектрическими пластинами можно перенаправить в центральную сеть по «зеленому» тарифу.
    2. Обеспечение бесперебойного питания. При отключении основного электропитания система перестраивается в автономный режим, защищая всех потребителей от «скачков» напряжения.
    3. Повышение лимита мощности сети при пиковых нагрузках за счет добавления энергии от аккумуляторно-инверторного комплекса.

    При спаде потребления гелиокомплекс переход в режим зарядки и через время вновь готов к использованию. Функция удвоенной мощности может обозначаться: Smart Boots, Power Shaving, Grid support.

    Добавление мощности происходит по следующим принципам:

    • если используемая мощность ниже предельного сетевого потребления, то кроме питания нагрузки осуществляется заряд аккумулирующей батареи;
    • в отсутствии напряжения в сети расходуется электроэнергия, полученная от аккумулятора и преобразованная инвертором;
    • если нагрузка превышает граничное значение мощности сети, то недостаток восполняется аккумулированной электроэнергией от солнечной батареи.

    Перечисленные режимы работы способны поддерживать гибридные модели с зарядным устройством.

    Разновидности преобразователей тока

    Выбирая «сердце» автономной системы электроснабжения, следует правильно сопоставить возлагаемые задачи на оборудование с его потенциальными возможностями.

    Основными признаками классификации гибридных инверторов являются: алгоритм изменения рабочих режимов, форма выходного напряжения и возможность обслуживания одно- или трехфазной сети.

    Сравнение ББП и гибридной установки

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

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

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

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

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

    Разновидности по форме сигнала инвертора

    Преобразователи тока солнечных батарей классифицируют по типу выходного сигнала.

    • чистая синусоида;
    • модифицированный синус (квази-синусоида);
    • меандр.

    Последний вариант на практике практически не используется, так как резкая смена полярности вызывает сбои в работе аппаратуры.

    Что такое чистая синусоида?

    Преобразователь выдает высококачественный сигнал, превосходящий форму тока сети. Это оптимальный вариант, обеспечивающий работу «чувствительной» аппаратуры: котлов отопления, компрессоров, электродвигателей, медицинской техники и приборов на базе трансформаторных источников питания.

    Особенности квази-синуса

    Передача энергетики сигнала в форме модифицированной синусоиды способна снижать эффективность работы некоторых приборах, провоцировать появление шумов, вызывать помехи или приводить к поломке оборудования.

    При питании низкочастотных трансформаторов, асинхронных, синхронных двигателей просматривается потеря мощности на 20-30%. Этот «недочет» преобразуется в тепловую энергию, излишне нагревая приборы.

    Инверторы с псевдосинусоидальным сигналом отличаются компактностью и приемлемой стоимостью. Их использование целесообразно для питания приборов без индуктивных нагрузок, рассчитанных на потребление активных составляющих электромощности.

    К этой группе относятся: теплоэлектрические нагреватели, лампы накаливания осветительных систем и другие резистивные конструкции.

    Форма выходного сигнала указывается в паспорте инвертора или бесперебойника. Возможные обозначения: «Back» – гарантия отсутствия чистого синуса, «Smart» – вероятность получения на выходе качественного тока.

    Некоторые производители в сопроводительном документе отмечают коэффициент гармоник (индекс нелинейных искажений). Если параметр менее 8%, то агрегат выдает практически идеальный синус.

    Однофазные и трехфазные модели

    Однофазные инверторы преимущественно встраиваются в цепь фотоэлектрической системы бытового назначения со стандартным напряжением 220В.

    Диапазон выходного напряжения при подключении на одну фазу в разных моделях колеблется в пределах 210-240В, выходная частота – 47-55 Hz, мощность – 300-5000 Вт.

    Однофазные инверторы выпускаются под стандартные значения напряжения аккумуляторных батарей: 12, 24 и 48 В. Чтобы преобразователь не функционировал на пределе возможностей необходимо согласовать мощность «конвертера» с напряжением солнечной батареи или аккумулятора.

    Трехфазные инверторы применяются для подачи трехфазного тока, обеспечивающего питание электродвигателей. Преимущественное применение – производство, цеха, коммерческое назначение.

    Инверторы на три фазы отличаются высокой мощностью (3-30 кВт), широким диапазоном выходного переменного напряжения (220В/400В).

    На рынке представлены и комбинированные модели. К ним относятся однофазные инверторы с возможностью синхронизации выходов преобразователя со сдвигом фаз – это позволяет питать трехфазные нагрузки. Все виды техники для преобразования тока от солнечных батарей мы рассмотрели в другой нашей статье.

    Параметры выбора инвертора солнечной батареи

    Эффективность работы преобразователя и всей системы электрообеспечения во многом зависит от грамотного выбора параметров оборудования.

    Кроме вышеописанных характеристик следует оценить:

    • выходную мощность;
    • тип защиты;
    • рабочую температуру;
    • габариты установки;
    • КПД;
    • наличие дополнительных функций.

    Рассмотрим далее все эти характеристики детальнее.

    Критерий #1 – мощность прибора

    Номинал «солнечного» инвертора подбирается из расчета максимальной нагрузки на сеть и предполагаемого времени автономной работы. В пусковом режиме преобразователь способен отдавать кратковременное повышение мощности на момент ввода в эксплуатацию емкостных нагрузок.

    Такой период характерен при включении посудомоечных, стиральных машин или холодильников.

    При использовании ламп освещения и телевизора подойдет маломощный инвертор на 500-1000 Вт. Как правило, требуется расчет суммарной мощности эксплуатируемой техники. Нужная величина указывается непосредственно на корпусе прибора или в сопроводительном документе.

    Критерий #2 – уровень защиты

    Качественный солнечный инвертор должен иметь несколько ступеней защиты. Возможные варианты: система принудительного охлаждения, предупреждение короткого замыкания, защита от провалов и выбросов напряжения в сети.

    Немаловажно – наличие герметичного укрепленного корпуса, предупреждающего попадание вовнутрь частиц пыли, влаги. Показатель защиты электрооборудования нормируется согласно стандартизации IEC-952.

    Для условий эксплуатации на открытом воздухе подойдут модели с индексом «IP65» – прочность и надежность инвертора допускает его применение во внешней атмосфере.

    Критерий #3 – рабочая температура и габариты

    Широкий интервал значений – показатель достойного качества сборки инвертора. Величина показателя особо актуальна при размещении преобразователя в неотапливаемом помещении.

    Вес – косвенный показатель качества инвертора. Существует мнение – чем тяжелее преобразователь, тем он мощнее. Это объясняется наличием в высокомощном оборудовании трансформатора.

    В «облегченных» моделях отсутствие трансформатора может стать причиной поломки инвертора при подаче высокого пускового тока.

    Критерий #4 – коэффициент полезного действия

    Специалисты рекомендуют приобретать «конвертеры» тока с КПД от 90%. Только с таким параметром работа гелиосистемы будет эффективной, а ее обустройство целесообразным. Потеря 10% солнечной энергии – недопустимая «роскошь».

    Дополнительный функционал. Расширенные возможности влияют на стоимость оборудования и не всегда востребованы. Однако некоторые опции оправдывают затраченные средства.

    К полезным и необходимым «девайсам» относятся:


    • автоматическое добавление инверторной мощности к электроэнергии сети;
    • регулировка периода зарядки аккумуляторной батареи;
    • выбор приоритетного источника тока;
    • поддержание работы с аккумуляторами разного типа (щелочными, литий железно-фосфатными, гелиевыми, AGM, кислотными);
    • возможность комбинированной работы с сетевым преобразователем;
    • установка показателя напряжения – предупреждение «скачков» сетевого напряжения;
    • возможность модернизации инвертора за счет обновления прошивок.

    Современные преобразователи могут подключаться к ПК для программирования и мониторинга.

    Обзор популярных гибридных преобразователей

    Среди потребителей хорошие отзывы получили инверторы иностранных компаний: Xtender (Швейцария), Prosolar (Китай), Victor Energy (Голландия), SMA (Германия) и Xantrex (Канада). Отечественный представитель – МАП Sine.

    Линейка многофункциональных инверторов Xtender

    Гибридный преобразователь Studer от компании Xtender – воплощение швейцарского стандарта качества в силовой электроники. Солнечные инверторы серии Xtender отличаются показательными прочностными характеристиками и обширной функциональностью.

    Многообразие моделей: ХТS – маломощные представители, ХТМ – модели средней мощности, ХТН – высокомощные инверторы.

    Каждой серии гибридных преобразователей Xtender присущи следующие характеристики и опции:

    • чистая синусоида подачи;
    • «подмес» мощности к сети от аккумулятора;
    • при снижении сетевого напряжения потребление от центрального электроснабжения сокращается;
    • два режима выбора приоритета: первый – «мягкий» с подпиткой от сети в пределах 10%, второй – полное переключение на аккумулятор;
    • многообразие инстайллерских настроек;
    • управление работой резервного генератора;
    • режим ожидания с широким диапазоном регулирования;
    • удаленный мониторинг параметров системы.

    Во всех модификациях есть функция Smart Boost –подключение к разным «поставщикам» питания (генераторная установка, сетевой инвертор) и Power Shaving – гарантированное покрытие пиковых нагрузок.

    Оптимальные преобразователи Prosolar Hybrid

    Модель китайского производства имеет хорошие характеристики и приемлемую стоимость (около 1200 у.е.). Преобразователь оптимизирует работу солнечных батарей, сохраняя неизрасходованную энергию в аккумуляторе.

    • опция отслеживания за точкой граничной мощности солнечной батареи;
    • информационный ЖК-дисплей с отображением рабочих параметров системы;
    • 3-х уровневое зарядное устройство аккумулятора;
    • регулировка максимального тока до 25А;
    • коммуникативность инвертора.

    Преобразователь подсоединяется к ПК посредством программного обеспечения (поставляется комплектом). Есть возможность модернизации инвертора путем инновационной перепрошивки.

    Синусоидальные инверторы Phoenix Inverter

    Инверторы Phoenix удовлетворяют высоким требованиям и подходят для производственного применения. Серия Phoenix Inverter выпущена без встроенного зарядного устройства.

    Преобразователи оснащены информационной шиной VE.Bus и допускают эксплуатацию в параллельных или трехфазных конфигурациях.

    Диапазон мощностей модельного ряда – 1,2-5 кВт, КПД – 95%, тип напряжения – синусоида.

    • технология «SinusMax» поддерживает запуск «тяжелых нагрузок»;
    • два режима сбережения энергии – опция поиска нагрузки и понижение тока холостого хода;
    • наличие реле сигнализации – оповещение о перегреве, недостаточном напряжении батареи и т.д.;
    • настройка программируемых параметров через ПК.

    Для достижения высокой мощности возможно параллельное подключение к фазе до шести преобразователей. Например, комбинация из шести приборов номиналом 48/5000 способна обеспечить выходную мощность – 48кВт/30кВА.

    Отечественные приборы МАП Gibrid и Dominator

    Компания МАП «Энергия» разработала две модификации гибридного преобразователя: Gibrid и Dominator.

    Диапазон мощностей оборудования составляет 1,3-20 кВт, временной промежуток на переключение между режимами – до 4-х мс, предусмотрена возможность «подкачки» электроэнергии в городскую сеть.

    Общие характеристики конвертеров напряжения Gibrid и Dominator:

    • трансформатор на базе тора;
    • стабилизация входного напряжения отсутствует;
    • режим «подкачки» мощности;
    • выход – чистый синус;
    • генерация переизбытка энергии в сеть;
    • ограничение тока потребления на входе АС;
    • класс IP21;
    • расход в «спящем» режиме – 2-5Вт.

    КПД преобразователей достигает 93-96%. Приборы успешно прошли испытания на использование при сверхнизких температурах (граничное значение -25°, допустимы кратковременное снижение до -50 °С).

    Возможные схемы подключения

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

    Вариант #1 – схема с контроллером заряда DC

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

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

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

    Вариант #2 – схема с гибридным и сетевым преобразователем

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

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

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

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

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

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

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

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

    Рекомендуем к ознакомлению следующие материалы:

    Выводы и полезное видео по теме

    Понятие «гибридного инвертора», его устройство, функции и варианты исполнения:

    Обзор возможностей, режимов работы и эффективности использования многофункционального преобразователя InfiniSolar на 3 кВт:

    Проектирование солнечной системы электроснабжения – сложная и ответственная задача. Расчет необходимых параметров, подбор составных компонентов гелиокомплекса, подключение и ввод в эксплуатацию лучше доверить профессионалам.

    Допущенные ошибки могут привести к сбоям в системе и неэффективному использованию дорогостоящего оборудования.

    Подбираете оптимальный вариант преобразователя для функционирования автономной системы энергоснабжения на солнечной энергии? У вас возникли вопросы, которые мы не затронули в этой статье? Задавайте их в комментариях ниже – мы постараемся вам помочь.

    А может вы заметили неточности или несоответствия в изложенном материале? Или хотите дополнить теорию практическими рекомендациями, основываясь на личном опыте? Напишите нам об этом, поделитесь своим мнением.

    Gr >Wikipedia open wikipedia design.

    Gr >[1] ) — устройство, которое преобразует электричество постоянного тока (DC) в переменный ток (AC) для подачи энергии в электрическую сеть; обычно 120 Вольт переменного тока частотой 60 Гц или 240 Вольт переменного тока частотой 50 Гц. Gr >[2] . Развитие альтернативной энергетики и стимулирование властями данного направления привело к массовой установке сетевых инверторов в обычных домохозяйствах, которые генерируют электроэнергию из возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Так же главной целью инвертора является точная передача напряжения.
    Отличие от традиционного инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный, в том, что он следит за фазой и частотой сети, куда подаётся энергия.
    Для эффективной и безопасной передачи электроэнергии в сеть grid-tie инверторы должны точно соответствовать напряжению и фазам синусоидальной формы сети переменного тока(AC).

    Некоторые энергетические компании платят за электроэнергию, которая передаётся в общую сеть. В России законодательство не разрешает частным лицам продавать электроэнергию, но поправки в данной области периодически принимаются и начало было положено 28 декабря 2010 года [3] в N 35-ФЗ «Об электроэнергетике» [4] . В данных поправках предусматривается введение механизма развития сектора производства электроэнергии на основе использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) – заключение долгосрочных договоров купли-продажи мощности по особой цене. В 2020 году правительством РФ был одобрен план по стимулированию микрогенерации на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) до 15 кВт, гарантирующие поставщики электроэнергии будут обязаны выкупать произведенную электроэнергию у населения, эти доходы не будут облагаться налогами [5] .

    Содержание

    Принцип работы [ править | править код ]

    Сетевые инверторы преобразуют электроэнергию постоянного тока в энергию переменного тока, подходящую для подачи в общую электросеть. Сетевой инвертор (GTI) должен следить за фазой сети и, с очень высокой точностью, непрерывно поддерживать выходное напряжение немного выше напряжения сети. Высококачественный современный сетевой инвертор имеет фиксированный коэффициент мощности — он выдаёт прецизионное выходное напряжение и ток, а опережение фазы находится в пределах 1 градуса от сети переменного тока. Инвертор управляется микропроцессором, который следит за текущей формой сетевого напряжения переменного тока и выводит напряжение, точно соответствующее напряжению сети. Тем не менее, необходима подача и реактивной мощности в сеть для поддержания напряжения в локальной сети внутри допустимых значений. Иначе возможны перенапряжения в сети в мощных системах, когда генерация энергии достигает своего пика, например около полудня от солнечных панелей.

    Gr >[6] гарантирует отключение сетевого инвертора, чтобы электросеть была обесточена при обслуживании работниками электрических сетей.

    Правильно установленный сетевой инвертор позволяет использовать домохозяйству альтернативную систему выработки энергии, такую как солнечная или ветряная энергия, практически не требует обслуживания и каких-либо батарей. Если энергии альтернативных источников недостаточно, то недостаток мощности автоматически будет поступать из электрической сети.

    Типы преобразователей [ править | править код ]

    Сетевые инверторы подразделяются на традиционные низкочастотные трансформаторные, более современные высокочастотные трансформаторные, позволяющие использовать трансформаторы меньших габаритов и бестрансформаторные. [7] Низкочастотные инверторы преобразуют постоянный ток сразу в переменный ток, подходящий для электросети. Высокочастотные инверторы, управляемые микроконтроллером, преобразуют постоянный ток в переменный на высокой частоте, затем выпрямляют до постоянного и уже тогда преобразуют в конечное выходное напряжение переменного тока, подходящее для электросети. [8] Бестрансформаторные инверторы, популярные в Европе, легче, меньше и эффективнее своих трансформаторных собратьев. Но бестрансформаторные варианты сетевых инверторов очень долго не могли попасть на рынок США из-за противодействия регулятора, который заявлял, что без гальванической развязки подобные устройства представляют потенциальную опасность и могут нарушить работу электросети в нестандартных условиях [9]

    Оплата подачи электроэнергии в сеть [ править | править код ]

    Электроэнергетические компании, в некоторых странах, платят за электроэнергию, которая вводится в общую электрическую сеть. Оплата устроена несколькими способами.

    В системе чистого измерения компания платит за электричество полезной мощности вводимого в электрическую сеть, зафиксированную электросчетчиком. Например, клиент может потреблять 400 киловатт-часов в течение месяца и может вернуть 500 киловатт-часов в энергосистему в том же месяце. В этом случае электрическая компания заплатит за 100 киловатт-часов баланса мощности, подводимой обратно в электрическую сеть. В США чистая политика учета варьируется в зависимости от юрисдикции.

    Зелёный тариф выдаётся на основании договора с распределительной компанией или иным органом питания, где клиент оплатил электроэнергию, переданную в электросеть.

    В Соединенных Штатах системы системы подачи электроэнергии в общую сеть описаны в Национальном электрическом стандарте США(NEC), которые также предусматривают требования к сетевым инверторам.

    Электрическая сеть как большой аккумулятор [ править | править код ]


    Традиционно, и особенно там, где нет электрической сети, накопление энергии от солнечных батарей, ветрогенераторов, минигидроэлектростанций происходит в аккумуляторах. Накопление энергии требуется для сглаживания пиков потребления нагрузки и неравномерности выработки энергии, таких как фотоэлементы, которые ночью и при сильной облачности практически перестают выдавать энергию. Стоимость аккумуляторов, которые имеют достаточно ограниченный срок службы (например, 3—5 лет для свинцовых аккумуляторов) вносит очень заметный вклад в конечную стоимость выработанной электроэнергии из возобновляемых источников и получается существенно выше, чем электроэнергия, получаемая сейчас в промышленных масштабах: от атомных электростанций, гидро и газогенераторов. Аккумуляторы являются самым слабым звеном в альтернативной энергетике. Гелевые и литийионные аккумуляторы прослужат дольше, до 10 лет, но они и стоят в 5 раз дороже обычных аккумуляторов.

    Химический Электро-аккумулятор не единственный способ накопления энергии, но чаще всего оптимальный по затратам на внедрение. В ГАЭС используется принцип гидроаккумуляции, но первоначальные затраты на строительство и эксплуатацию всё также высоки и большая зависимость от природно-климатических условий.

    Практически всех этих минусов лишена возможность подавать энергию сразу тем, где она требуется в данный момент, а именно в энергетическую сеть. Избыток выработанной сети зелёная энергетика с помощью Grid-tie инвертора подаёт сразу потребителям, которые в ней нуждаются, а в те моменты, когда генерация энергии прекращается (например, ночью для солнечных панелей) потребители получает энергию из общей системы, генерируемую из других источников.

    См. также [ править | править код ]

    Ссылки и дополнительная литература [ править | править код ]

    1. С. Ю. Забродин. Глава 6 Ведомые сетью преобразователи средней и большой мощности, §6.1 общие сведения // Промышленная электроника: учебник для вузов. — М. : Высшая школа, 1982. — С. 315. — 496 с. преобразуют энергию источника постоянного тока в переменный с отдачей её в сеть переменного тока, то есть осуществляют преобразование, обратное выпрямителю
    2. ↑http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/463622-TtEMSp/webviewable/463622.pdf OSTI
    3. ↑http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_108556/ поправки одобренные президентом в ФЗ «Об электроэнергетике» от 28 декабря 2010 года
    4. ↑http://www.rg.ru/oficial/doc/federal_zak/35-03.shtm Федеральный закон Российской Федерации от 26 марта 2003 г. N 35-ФЗ «Об электроэнергетике»
    5. ↑https://www.kommersant.ru/doc/3365814 Домашнюю генерацию встраивают в рынок
    6. ↑ NEC Handbook 2005, Section 705, «Interconnected Electric Power Production Sources,» Article 705.40 «Loss of Primary Source»
    7. Du, Ruoyang; Robertson, Paul.Cost Effective Gr >(англ.) // IEEE Transactions on Industrial Electronics : journal. — 2020. — ISSN0278-0046. — DOI:10.1109/TIE.2020.2677340.
    8. ↑ Solar Energy International (2006). Photovoltaics: Design and Installation Manual, Gabriola Island, BC: New Society Publishers, p. 80.
    9. ↑Summary Report on the DOE High-tech Inverter Workshop(неопр.) . Sponsored by the US Department of Energy, prepared by McNeil Technologies. eere.energy.gov. Дата обращения 10 июня 2011.Архивировано 27 февраля 2012 года.
    • Солнечная энергия в Подмосковье — Статистика выработки солнечной энергии с двух 100-ваттных солнечных панелей.

    This page is based on a Wikipedia article written by contributors (read/edit).
    Text is available under the CC BY-SA 4.0 license; additional terms may apply.
    Images, videos and audio are available under their respective licenses.

    Сетевые (on-gr >

    Что такое сетевой инвертор и как он работает

    Сетевой инвертор (on-grid/grid-tie) – наиболее распространенное оборудование, используемое для генерации электроэнергии. Применяется в станциях, подключенных к централизованной сети и дает возможность продажи электроэнергии по «зеленому» тарифу, а также может полностью или частично компенсировать затраты на электроэнергию в дневное время суток.

    Преобразование энергии, как правило, осуществляется с помощью широтно-импульсной модуляции. Инвертора могут подключаться как к сети 220 В, так и 380 В, в зависимости от технических характеристик модели.

    Принцип работы инверторов заключается в перетекании тока, синхронизированного по частоте и фазе. Дополнительно оборудование оснащается встроенным MPPT (Maximum Power Point Tracking) контроллером, отвечающий за максимальную эффективность устройства – система слежения, определяющее оптимальное соотношение напряжения и тока от солнечных батарей. Подобная установка позволит вытянуть с солнечных модулей максимум энергии, в независимости от погодных условий.

    Входное напряжение от солнечных батарей для маломощных инверторов составляет до 50В, а более мощных и промышленных моделей – 250-1000 В и как правило есть возможность подключения к 3-х фазной сети. КПД оборудования варьируется в диапазоне 94-97%. Также встроена защита anti-islanding, отключающая генерацию энергии в случае, если нарушены показатели напряжения или частот (допускается настройка пользователем вручную).

    Функции инверторов on-grid/grid-tie

    Сетевые инвертора бывают:

    • Высокочастотные. Маломощное оборудование, излучающие больше электромагнитных помех;
    • Низкочастотные. Противоположность вышеуказанному варианту. Способны выдерживать большие нагрузки.

    Чем отличается on-grid инвертор от автономного аналога off-grid?

    В данном случае не предусматривается подключение АКБ, что способствует снижению энергопотерь до 20%. Работа сетевых моделях заключается в функционировании оборудования параллельно с сетью. В случае отсутствия нужных погодных условиях – отсутствие солнца или ветра, инвертор переключает на потребление из общей сети. Если в пиковые периоды вырабатывается больше электроэнергии, чем потребляет объект, то излишки могут отдаваться в общую сеть. Владелец станции получает денежную компенсацию за разницу между выработанной и потребленной энергии.

    Виды, преимущества и недостатки сетевых инверторов

    В чем заключаются основные преимущества сетевых инверторов?

    • Основная функция – продажа электроэнергии (автономные не подходят под эти цели);
    • Выдерживают высокие нагрузки, задействуя централизованную сеть;
    • Меньше энергопотерь и высокая эффективность за счет отсутствия аккумуляторов;
    • Налаживают автоматическую подачу электроэнергии (в случае нехватки потребляемой энергии от альтернативных источников подпитываются от общей сети);
    • Обладают более высоким рабочим напряжением в цепи постоянного тока – меньше потерь — в сравнении с автономными системами.

    Главный недостаток сетевых инверторов – не способность функционировать без основной сети – требуется опорное напряжение.

    Установка и подключение сетевых инверторов для продажи электроэнергии в России

    Grid-tie инвертор в России появился не так давно, если сравнивать с более развитыми странами в сфере альтернативной энергетики (США, Япония, Китай, Европейские страны и т.д.).

    В России на завершающей стадии закон о «зеленом» тарифе, который позволит частным лицам реализовывать излишки неиспользуемой энергией, полученной от альтернативных источников (солнце, ветер). Данный План направлен на развитие микрогенерации в России и предполагает в себе следующие условия:

    • Под действие тарифа попадают домохозяйства, устанавливающие станцию, мощностью не более 15 кВт;
    • Не допускается возможность подключения сетевых инверторов в многоквартирных домах;
    • Для реализации энергии устанавливаются специализированные узлы учета для расчета потребленной и отпущенной электроэнергии;
    • Обязательная регистрация в инстанция Минэнерго.

    Продажа излишек электроэнергии не будет облагаться налогами для населения.

    Сетевые grid-tie инверторы для солнечных батарей

    Солнечный гибридный инвертор TEPLOCOM SOLAR-800 / 1500 c MPPT контроллером заряда АКБ – Новинка от Российского.

    Уникальные солнечные Монокристаллические батареи GPMp-310W60! Мы пополняем наш склад монокристаллическими.

    Новое пополнение товаров в разделе: «Оборудование б/у»: Бойлер косвенного нагрева Omega 200 SW Alphaterm (210 литров.

    ВНИМАНИЕ! Представляем новейшие солнечные модули Российского производства: гетероструктурные модули Hevel Компания.

    Новинка на рынке накопления энергии — АКБ KORD c технологией DEEP CYCLE+CARBON Наша компания начала.

    СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ СЕТЕВОГО ИНВЕРТОРА Новое поступление — сетевые.

    Настоящие Щвейцарские Микроморфные тонкопленочные модули от компании Pramac, мощностью 125 Вт по цене закупки!.

    Мы идем навстречу нашим Клиентам! С декабря 2020 года всю нашу продукцию можно приобрести в рассрочку.

    На наш склад поступают новые аккумуляторы от известного производителя DELTA с улучшенными.

    Seraphim Blade Poly 280Вт это применение в сравнительно бюджетном продукте одного из технологических решений, ранее.

    Новая серия трансформаторных Преобразователей 12В в 220В / ИБП Must EP3000 PRO Представляем Вам.

    Для любого котла — ИБП On-Line решит проблему гарантированного электроснабжения! Время.

    Рекомендуемые товары

    Статьи

    Сетевой инвертор — понятие и принцип работы

    Сетевыми (или grid-tie) инверторами являются устройства, преобразующие постоянное (DC) напряжение от возобновляемых источников энергии (солнечных батарей, ветроустановок или микроГЭС) в переменное (AC) напряжение, и передающие его напрямую в сеть 220 (или 380)В, тем самым снижая потребление электроэнергии от энергосетей.

    Сетевые инверторы также называют синхронными преобразователями, так как они обладают отличительной особенностью — наличием синхронизации выходного напряжения и тока со стационарной сетью.

    Таким образом, сетевой инвертор осуществляет преобразование постоянного тока от солнечных батарей и других возобновляемых источников энергии в переменный, с надлежащими значениями частоты и фазы для сопряжения со стационарной сетью. Как правило, преобразование осуществляется с помощью MPPT технологии: «Точка поиска максимальной мощности».

    Принцип работы сетевого инвертора состоит в перетекании тока от сетевого инвертора в нагрузку, синхронизированного по частоте и фазе с входящим напряжением, при этом напряжение инвертора должно быть чуть выше напряжения в сети. Это становится возможным с помощью замера входной сети и повышения напряжения на выходе сетевого инвертора, чтобы вся энергия от солнечных батарей, преобразованная на сетевом инверторе использовалась в первую очередь и на 100%..

    В целях безопасности сетевые инверторы оборудуются так называемой anti — islanding защитой: в случае выхода сети из строя, отключения внешней сети, либо выхода уровней напряжения или частот за допустимые пределы, автоматический выключатель в сетевом инверторе, отключает его выход от сети.

    Срабатывание данного вида защиты зависит от настроек инвертора и условий сети. В худшем случае — если напряжение в сети опускается ниже от установленного в программе инвертора параметра или частота отклоняется на 0,5 -0,7 Гц от запраграммированного значения, сетевой инвертор должен остановить процесс генерации электроэнергии в сеть не менее чем за 100 миллисекунд.

    Для того, чтобы снизить потери на преобразование постоянного напряжения в переменное, сетевые инверторы функционируют при высоких входных напряжениях – как правило не ниже, чем значение напряжения в сети. Кроме того, обычно они оборудованы встроенной системой отслеживания точки максимальной мощности солнечных батарей. Данная система слежения (Maximum Power Point Tracking (MPPT)) позволяет определять наиболее оптимальное соотношение напряжения и тока, снимаемых с солнечных модулей, тем самым позволяя получать максимум энергии при любых внешних изменениях метеоусловий, в результате этого генерация от солнечных панелей в сеть осуществляется даже в пасмурную погоду.

    В настоящее время сетевые инверторы находят широкое применение для экономии электроэнергии на производствах, в офисах, в торговых центрах и т.п. Сетевые фотоэлектрические системы устанавливаются на таких объектах мощностью от 500 ватт и до сотен кВт.

    Сетевые инверторы промышленного назначения используют для передачи энергии от возобновляемых источников энергии в 3-х фазную сеть. В настоящее время для промышленного использования производят сетевые инверторы мощностью до нескольких сотен кВт. Подобные инверторы (преобразовательные станции) построены по модульному принципу, с целью минимизации потерь и извлечения максимальной эффективности использования солнечной энергии.

    Основные характеристики сетевых инверторов

    • номинальная выходная мощность – мощность, получаемая от данного инвертора при номинальном массиве соолнечных панелей.
    • выходное напряжение – показатель, определяющий к какой сети по напряжению может быть подключен инвертор. Для небольших инверторов (бытового назначения) выходное напряжение обычно равно 220 — 240В. Инверторы для промышленного назначения рассчитаны на к 3-х фазную сеть 380В.
    • максимальная эффективность — наивысшая эффективность преобразования энергии, которую может обеспечить инвертор. Максимальный КПД большинства сетевых инверторов составляет более 94%, у некоторых — до 99%.
    • взвешенная эффективность- средняя эффективность инвертора, этот показатель лучше характеризует эффективность работы инвертора. Этот показатель важен, так как инверторы, способные преобразовывать энергию при различных выходных напряжениях переменного тока, имеют разную эффективность при каждом значении напряжения.
    • максимальный входной ток — максимальное количество постоянного тока, которое может преобразовывать инвертор. В случае, если какой-либо возобновляемый источник (например, солнечная панель) будет производить ток, превышающий это значение, сетевой инвертор его не использует.
    • максимальный выходной ток — максимальный непрерывный переменный ток, производимый инвертором. Этот показатель используют для определения минимального (номинального) значения перегрузки по току устройств защиты (к примеру, выключателей или предохранителей).
    • диапазон отслеживания напряжения максимальной мощности — диапазон напряжения постоянного тока, в котором будет работать точка максимальной мощности сетевого инвертора.
    • минимальное входное напряжение — минимальное напряжение, необходимое для включения инвертора и его работы. Этот показатель особенно важен для солнечных систем, так как разработчик системы должен быть уверен, что для произведения этого напряжения в каждой цепочке последовательно соединено достаточное количество солнечных модулей.
    • степень защиты IP (или код исполнения) – характеризует степень защиты корпуса от проникновения внешних твердых предметов (первая цифра), а также воды (вторая цифра).

    Пример среднесуточной генерации сетевой солнечной системы 12 кВт для Самарской области

    Сетевые grid-tie инверторы для солнечных батарей

    Спасибо! Поделитесь с друзьями!

    Вам не понравилось видео. Спасибо за то что поделились своим мнением!

    Друзья спасибо за поддержку. Чтобы видео поднялось в поисковике Ютуба, обязательно НАДО ПОДПИСАТЬСЯ, ПОСТАВИТЬ ЛАЙК и надо оставить 3 комментария. И главное ПОЖАЛУЙСТА нажмите на колокольчик ( он появится рядом с кнопкой «ПОДПИСАТЬСЯ») Сделайте это!

    Поддержите меня:
    Яндекс Кошелек: 41001186527478
    https://money.yandex.ru/to/41001186527478

    Криптовалюты:
    Bitcoin (BTC) 35pn6Z1VqdDQyWpYz1sxY5dRH1URBBe8KK
    Bitcoin Cash (BCH) qrmz6y2vqxllgxuslj6zvy6zmf3esdzhmstgaupyww
    Ether (ETH) 0xD239ADfc2Be5316c2369A3418BFED7ADc7E8856f
    Litecoin (LTC) MTuEetCo7bAscD1EQLL67py3eiDmWmDjPA

    Через Venmo: https://venmo.com/i/maxim-maximov
    Через PayPal: http://PayPal.me/CNLmaxim

    WebMoney:
    в евро E542045036757
    в росс руб R434219261661
    в доллар Z348401877979

    Грид инвертор 2,0 кВт с ограничителем мощности

    Теперь любой товар можно купить в рассрочку или оформить в кредит. Подробнее..

    Грид инвертор 2,0 кВт с ограничителем мощности имеет внутренний ограничительный модуль, с помощью которого контролируется подача электроэнергии. Грид (сетевой) инвертор подкачивает ровно столько электричества сколько необходимо электроприборам в реальном времени и предотвращает утечку избыточной мощности в городскую сеть.

    Сетевой инвертор 2,0 кВт (грид) с ограничителем мощности может подкачать максимально в домашнюю сеть объекта до 10 кВт*ч электроэнергии в день. Другими словами сетевая солнечная станция на основе Грид инвертора 2 кВт с ограничителем мощности сможет дать экономию до 300 кВт*ч электрической энергии в месяц!

    Сетевой инвертор может с лёгкостью крепиться на любую поверхность, прост в установке и настройках. Устройство оснащено дисплеем, отображающим количество потребляемой электроэнергии. Вход для солнечных батарей на инверторе выполнен обычными клеммами, что снимает необходимость подключения дополнительных коннекторов.

    Каждый электрик должен знать:  Однофазные цепи переменного тока. Векторные диаграммы
Добавить комментарий