Инвертор для солнечных батарей: виды, обзор моделей, особенности подключения, критерии выбора и цена

Стремительными темпами идет сегодня во всем мире развитие гелиосистем, сердцем которых является инвертор для солнечных батарей. В минувшем году впервые количество запущенных в эксплуатацию солнечных электростанций превысило число угольных.

Назначение инверторов

Их задачей является трансформация в ток переменный, накопленного батареями постоянного. Без них вырабатываемая солнечными батареями энергия становится бесполезной.

По каким признакам различаются?

По типу применения подразделяют инверторы на 3 вида:

• сетевые;
• автономные;
• многофункциональные.

Сетевые инверторы для солнечных батарей, также называемые синхронными, совместно работают с системой снабжения электричеством централизованной. Обозначают их «on grid».

Их роль не ограничивается преобразованием одной энергии в другую, а состоит также в корректировании параметров сети, таких как, частота, амплитудные перепады и прочие. Устройства способны отключаться автоматически при сбоях, случающихся во внешней цепи. Энергию они накапливают в аккумуляторах.

Вторые, обозначаемые как «off grid». С модулем солнечной батареи 220 инвертор подключается как часть обособленной системы. Они не имеют контакта с внешней электросетью, т.е. обеспечивают снабжение дома электроэнергией, независимо от работы источника централизованной ее подачи. Мощность таких инверторов лежит в диапазоне 100-8000Вт.

Переменное напряжение зависит от общей мощности, которую потребляют все электроприбору, которыми одновременно пользуются в доме.

Инвертор выбирается с учетом постоянного тока, отталкиваясь от номинальной мощности солнечных панелей. То есть, если мощность всех включаемых одновременно бытовых устройств меньше, чем возможности конкретной электростанции, использующей энергию солнца, излишки можно направить во внешнюю цепь.

При ее недостаточности, чтобы работали все нужные приборы, производится внешняя подпитка. Если пропадает напряжение в доме, в работу включается аккумулятор. Аккумулированная станцией энергия, поступает в общую сеть.

Более эффективно солнечную энергию используют устройства сетевые. Они работают стабильно и всегда имеют высокое значение КПД – до 90%.

Устанавливают их между батареей и сетью переменного тока.

Они способны функционировать исключительно в светлое время и пригодны для питания подсоединенных к ним единичных приборов.

Автономные, предполагающие наличие аккумулятора

В таком случае, инвертор преобразовывает постоянный ток от заряжающих солнечные батареи аккумуляторов. Используют их для бесперебойного питания, делающего пользователей независимыми от не всегда стабильных поставок энергии централизованными сетями.

Гибридные инверторы для солнечных батарей, они же многофункциональные, считаются наиболее надежными.

Они являются симбиозом двух описанных устройств. Их отличием является огромное число настроек. Именно они-лучший вариант для устройства домашней станции, функционирующей на солнечной энергии. В то же время, они и наиболее дорогой вариант.

Типы, отличающиеся напряжением выхода

Устройства подразделяются по этому признаку на меандровые и синусоидальные. Напряжение первых на выходе практически совпадает с питанием электросети, что служит гарантировано обеспечивает безопасность высокочувствительной техники

Выходной сигнал представляет собой синусоиду. Для работающего оборудования считается лучшей, если он идеальный. Это очень актуально особенно для телекоммуникационных устройств, измерительных высокочастотных приборов, медицинской техники. Даже беря во внимание высокую стоимость этих сложнейших инверторов, вариантов других для них не существует. Поэтому, столь серьезный параметр производителями указывается в характеристиках.

У вторых – несинусоидальных инверторов, выходной импульс выглядит как прямоугольник – модифицированный (квази) синус.

Подобные инверторы не рекомендуется использовать там, где нагрузка одиночная. Зато, вполне пригодны они для активной составляющей мощности.

Инверторы с идеальной синусоидой отличаются значительными размерами и стоят дорого.

Квази-синусоидальные, выдающие сигнал в треугольной формы, в виде трапеции и прямоугольника, востребованы больше, что объясняется меньшими их размерами и стоимостью.

Критерии, учитываемые при выборе

На него наравне с геометрией выходного сигнала, влияет также его мощность.

Важно: Выбирая один из главных элементов батарей, работающих на солнечной энергии, исходить нужно не только из оптимальной геометрии выходного сигнала: учитывать обязательно нужно мощность. Рекомендуется комплектовать их преобразователями, у которых значение мощности выше, чем у техники, используемой потребителем. Запас составлять должен не менее 30 процентов. Учитывать нужно также единовременную нагрузку, имеющую место при включении нескольких приборов с высокой пусковой мощностью одновременно.

Важный критерием считается КПД, характеризующий сопутствующие энергетические потери. Он для разных приборов различный и лежит в диапазоне 85-95%. Значением оптимальным считаются 90%.

Однофазны и трехфазные инверторы

Для первых характерна невысокая стоимость. Выбор будет оправдан при мощности потребления не превышающей 10 кВт. Частота у них равна 50 Гц, а напряжение 220В.

У вторых разброс показателей напряжений намного шире – 315 Вольт, 400 и 690.

Качественное оборудование обязательно укомплектовано трансформаторами, установленными на входе. Определить, включен ли в схему трансформатор, несложно. Поскольку между весом инвертора и техническими параметрами существует зависимость, т.е. если на килограмм веса мощности приходится по 100 Вт, значит, трансформатор установлен.

В системе может быть разное число инверторов. Один устанавливается на маломощные системы, т.е. до 5 кВт. Если же мощность больше, то потребоваться может два и более инвертора. Хорошо, когда на каждые 5кВт имеется свой инвертор.

Для отдельных моделей разработчик предусматривает зарядку, которая отвечает за работу всей системы, даже при выходе из строя одного из инверторов.

Видео: Инвертор для солнечной батареи чистый синус

Подключение

Здесь есть свои нюансы, поэтому нужно быть внимательным, поскольку от правильности выполненного подключения зависит функционирование системы в целом.

Основные моменты:

• длина кабеля постоянного тока, должна быть по возможности меньше, а вот сечение выбирать нужно максимальное.

• Если же солнечный элемент и потребитель значительно удалены, стоит удлинить кабель, по которому транспортируется переменный ток:
• длина провода между инвертором и панелями солнечными не должна быть более 3 метров. Если же возможность имеется, то лучше их расположить рядом. Условия должны выполняться очень жестко в первую очередь для мощных инверторов (более 0,5 кВт);
• внимания требуют и подсоединения проводов, поскольку сделанные с недостаточной плотностью, они могут привести к пожару. И еще нужны автоматические выключатели, обеспечивающие бесперебойную поставку электроэнергии к объекту.

Самым правильным решением является обвязка гибридного типа для подключения инверторов (как для переменного, так и для постоянного тока).

Принцип основан на особом порядке подключения преобразователей. Включают их контроллеры, когда иссяк заряд батарей. Особенно эффективно это работает в местах, где в течение года больше пасмурных дней и там, где нередко отключают электричество.

Что входит в комплект?

Солнечная установка образована:

• солнечной батареей с аккумулятором;
• инвертором;
• контроллером.

Инверторы нужны, чтобы постоянный ток превращать в переменный, поскольку использовать энергию, накапливаемую солнечными батареями, бытовые приборы напрямую не могут.

Схема электроустановки

Выбор

Основные параметры выбора:

• мощность пиковая, номинальная и нагрузки;
• КПД;
• вес прибора;
• температурный режим.
• Помимо этого, следует интересоваться, есть ли защита от:
• возможных перегрузок и перегрева;
• от замыкания короткого;
• напряжения, поступающего от батарей (пониженного и повышенного).

Важно: технически показатели инвертора просто оценивать, зная его вес, если знать, что на 100 Ватт мощности выхода приходится килограмм массы устройства.

В чем отличие автономных инверторов и сетевых

Первым не нужны дополнительные аккумуляторы, но работают они только с приборами, контролирующими мощность солнечные конструкции. Решения такие дают им возможность автоматически включаться, когда хватает мощности батарей, чтобы генерировать переменный ток. Они оснащены классическими розетками, необходимыми для включения в сеть устройств.

Вторые нуждаются в оборудовании, позволяющем проводить подзарядку аккумуляторов. Помимо этого, у них имеются узлы, не допускающие ошибиться с полярностью, оставить батарею заряженной не полностью или допустить ее перезарядку.

Моделей существует масса. Выпускаются они производителями разных стран. Из поставляемых на российский рынок можно выделить следующие.

Обзор моделей

Выпускаются преобразователи многими компаниями, как в нашей стране, так и за рубежом. Характеристики оборудования у различных производителей разные, как и функционал, качество, возможности технические.

Отечественные

Широчайший ассортимент преобразователей создает МАП «Энергия» (от 800 до 1200 Вт).

Компания России выпускает несколько линеек этих устройств:

• синусоидальные с выходным сигналом, имеющим вид чистой синусоиды – МАП SIN. Цена на них – 22800-130500 рублей;
• синусоидальные с отбором дополнительной энергии от аккумуляторов – МАП HYBRID, стоимостью от 29700 до 166500 рублей;
• 3-фазные – МАП HYBRID, пригодные для зарядки всевозможных типов аккумуляторных батарей с помощью высокомощной зарядки.

Рассчитаны инверторы этого бренда для частных домохозяйств и промышленных объектов, используются достаточно активно в строительной отрасли, медицине, на метеорологических станциях.

Огромным достижением является инвертор с рекордной мощностью в 20 кВт, который выдерживает огромную нагрузку в 25 кВт. Он способен обеспечить электричеством многоэтажное здание с большим числом техники.

Зарубежные

Наиболее известны преобразователи французской разработки – фирмы Schneider Electric, которые славятся эксплуатационными параметрами, дающими возможность применения в районах с различным климатом. Их корпус защищен от коррозии специальным покрытием.

Conext от Schneider Electric

Их разработали для повышения эффективности батарей, устанавливаемых на крыши зданий. Эксплуатировать их можно даже в сложнейших климатических условиях. КПД достигает 97,5%, мощность находится в широком диапазоне – 3-20 кВт.

Ценовой диапазон цены- 86900-327300 рублей.

Назначение

Разработан он для установки на крышах многоэтажек, коттеджей загородных.

Надежность

При изготовлении инверторы проходят жесткий контроль качества, используя различные методики и тесты.

Конструкция

В ней нет электромеханических конденсаторов, что резко увеличивает надежность устройств и повышает срок эксплуатации. Даже с предельной нагрузкой устройство выдает КПД 97,5 процента. У некоторых моделей отсутствует распределительный блок, следовательно, не требуется монтаж электрощита.

Из огромного ассортимента устройств с мощностью 3-20 кВт каждый выберет наиболее подходящую модель.

Голландские

Другая известная компания из Голландии – TBS Electronics на рынке известна более 24 лет. Ее направление деятельности – выпуск преобразователей малой, а также средней мощности, которые имеют синусоиду на выходе. Они предназначены для функционирования с панелями солнечными, у которых мощность в пределах 175 – 3500 Вт.

Такие инверторы для солнечных батарей купить можно за 9400 до 79800 рублей.

Powersine PS3500-24

Профессиональное устройство обеспечивает питание отопительных котлов, персональных компьютеров, насосного оборудования и прочих приборов малой нагрузки. Он оснащен надежной электроникой, металлический корпус отличается высокой прочностью.

Как и для ранее описанного устройства, для линейки Powersine характерна чистая выходная синусоида, что гарантированно обеспечивает продолжительный период эксплуатации и высокую надежность приборов высокой чувствительности.

Еще одним плюсом является защита от короткого замыкания, которой разработчик оснастил его, от случающихся перегрузок и скачков температуры.

Инвертор пригоден для запуска нагрузок до 500 В, с пусковой силой в разы превышающей номинальную.

Высокочастотные инновационные инверторы, производимые фирмой Kostal выпускаются однофазными и трехфазными. Диапазон их мощности 1,5 -20 кВт.

Они даже в комплектации базовой оснащены:

• выключателями переменного тока автоматическими;
• мониторами;
• трекерами MPP;
• SO счетчиками.

Это дает возможность их применения в «умном доме». В монтаже и эксплуатации они несложные. Мониторить их работу помогает встроенная информативная панель. Для корпуса использованы современные качественные материалы, поэтому помимо внутренней установки они допускают наружный монтаж.

Приобрести предлагается на сайте https://tbs-electronics.nl/product/powersine-inverters-2000w-3500w-12v24v48v/.

Инверторы Тайваня

Не менее качественные инверторы, выпускаемые в Тайване.

На российском рынке их представляют:

• автономные преобразователи SLP и SL;
• гибридные автономно-сетевые HTP;
• гибридные HT.

Первые оборудованы контроллерами заряда, работающими на солнечной энергии. Помимо основного назначения – инвертора, они могут при меняться в качестве контроллеров и зарядных. Основные параметры выводятся на цифровой монитор, что облегчает контроль над ними. КПД достаточно высокий – до 93%. Помимо этих достоинств, они имеют защиту от пыли.

Бюджетные

Бюджетной считается новая серия инверторов ABi-Solar HTP, функционирующие только в том случае, если присутствует аккумулятор. Очень популярна HP серия, в которую входят гибридные и трехфазные инверторы, отличием которых является высококачественная сборка.

К этой группе также принадлежат SL1524 и SL0912 преобразователи, функционирующие в двух режимах, т.е. работающие как бытовой бесперебойник и с батареями солнечными. Они поддерживают напряжение 180-260 Вольт и 100-300. Последний увеличивает срок службы за счет экономной эксплуатации конструкций. Но, от него питаться может лишь оборудование, не отличающееся чувствительностью к качеству тока.

Мощность инвертора ABi-Solar SL 1012 PWM 800 В, ток входной отличается не модифицированной синусоидой. Используется часто для реализации электроэнергии, производимой панелями солнечными, по «зеленому» тарифу.

Такие устройства позволяют повысить температурный режим работы аккумуляторов и сделать заряд/разряд автоматическим.

Инверторы сетевые GoodWE бывают разной мощности, но их основным отличием от аналогов является невысокая стоимость.

Они идут в комплекте с программой, которая гелиосистемы позволяет рассчитать, учитывая расположение панелей по разным ориентирам, в том числе ориентированию по сторонам света.

Отслеживать работу можно на планшете и смартфоне, если предварительно установить приложение на базе Андроида,

Инвертор фотоэлектрический сетевой, является важной частью гелиосистемы и предоставляет возможность стать независимым от централизованных систем, следовательно, и от растущих тарифов на электроэнергию.

Видео: Как выбрать инвертор для солнечных батарей