Hibridni pretvarač za solarne panele: vrste, pregled najboljih modela + mogućnosti povezivanja
Sustavi opskrbe električnom energijom uz istodobnu upotrebu tradicionalne opskrbe strujom i električnom energijom od sunca ekonomski su održiva rješenja za vlasništvo privatnih kuća, vikendica, vikendica i industrijskih prostora.
Neizostavni element kompleksa je hibridni pretvarač za solarne baterije, koji određuje načine napajanja naponom, osiguravajući nesmetan i učinkovit rad solarnog sustava.
Da bi sustav učinkovito radio, morate ne samo odabrati optimalan model, već i pravilno ga povezati. A kako to učiniti - analizirat ćemo u našem članku. Također smatramo postojećim vrstama pretvarača i najboljim ponudama na tržištu danas.
Sadržaj članka:
Procjena sposobnosti hibridnog pretvarača
Korištenje obnovljive solarne energije u kombinaciji s centraliziranim napajanjem nudi nekoliko prednosti. Uobičajeno funkcioniranje Sunčevog sustava osigurava se koordiniranim radom njegovih glavnih modela: solarnih panela, kontroler naboja, baterija, kao i jedan od ključnih elemenata - pretvarač.
Pretvarač solarnog sustava - uređaj za pretvaranje istosmjerne struje (DC) s fotonaponskih panela u izmjeničnu struju. Napajanje kućanskih aparata radi na struji od 220 V. Bez pretvarača besmisleno je stvarati energiju.
Bolje je procijeniti sposobnosti hibridnog modela u usporedbi s osobinama svojih najbližih konkurenata - samostalnih i mrežnih „pretvarača“.
Mreža tipa pretvarača
Uređaj radi na zajedničkom mrežnom napajanju. Izlaz iz pretvarača priključen je na potrošače električne energije, izmjenične mreže.
Shema je jednostavna, ali ima nekoliko ograničenja:
- funkcionalnost kod dostupnosti naizmjenične struje u mreži;
- mrežni napon mora biti relativno stabilan i u skladu s radnim dometom pretvarača.
Raznolikost je potražnje u privatnim kućama s trenutnom "zelenom" tarifom za elektrifikaciju.
Samostalna verzija instrumenta
Uređaj se napaja baterijakoja prima naboj od solarnih panela preko MRPT kontrolera. Sustav koristi različite vrste baterija, uključujući visokotehnološke litijske baterije.
Pri maksimalnom "punjenju" uređaja za pohranu, prekomjerna električna energija prenosi se na ulaz pretvarača, čiji je izlaz spojen krajnjim korisnicima izmjeničnog napona.
U slučaju nedostatka solarne aktivnosti, energija se uzima iz akumulatora i prolazi "pretvaranje" kroz pretvarač napona.
Značajke autonomne instalacije:
- mogućnost neovisnog rada u nedostatku izmjeničnog napajanja;
- neki modeli podržavaju „zeleni” tarifni način rada;
- Učinkovitost instalacija je 90-93%.
Da bi se osigurala apsolutna autonomija objekta potrebno je točno proračun solarne energije i dovoljna snaga baterije.
Vrsta hibridnog pretvarača
Model se od gore opisanih uređaja razlikuje u posebnoj „arhitekturi“ izrade. Unutra je predviđen poseban električni krug koji omogućuje paralelni rad s izvorom struje (mreža, generator) u načinu pretvarača.
Istodobno se teret isporučuje iz središnje mreže i solarni panelidok je funkcija prioriteta dodijeljena dobavljaču istosmjerne struje.
Konkurentske prednosti su u multifunkcionalnosti hibridnih pretvarača:
- mreža - Vrsta prostorne baterije s efikasnošću od 100%. Svi viškovi generirani fotonaponskim pločama mogu se preusmjeriti u središnju mrežu po "zelenoj" tarifi.
- Neprekidno napajanje, Kad isključite glavno napajanje, sustav se ponovno uključuje u izvanmrežni način, štiteći sve potrošače od naponskih udara.
- Povećana granica kapaciteta mreže za vrijeme najvećeg opterećenja zbog dodavanja energije iz kompleta pretvarača akumulatora.
S padom potrošnje, solarni kompleks prelazi u način punjenja i nakon nekog vremena je spreman za upotrebu. Funkcija dvostrukog napajanja može se navesti: pametne čizme, brijanje napajanja, podrška za mrežu.
Dodavanje snage događa se prema sljedećim načelima:
- ako je iskorištena snaga manja od maksimalne mrežne potrošnje, tada se osim napajanja opterećuje i baterija akumulatora;
- u nedostatku napona u mreži, energija se troši iz baterije, a pretvarač pretvara;
- ako opterećenje premašuje graničnu vrijednost snage mreže, tada se manjak nadoknađuje akumuliranom električnom energijom iz solarne baterije.
Navedeni načini rada mogu podržavati hibridne modele s punjačem.
Vrste pretvarača struje
Odabirom "srca" autonomnog sustava napajanja, trebali biste pravilno usporediti zadatke dodijeljene opremi i njezine potencijalne mogućnosti.
Glavne značajke klasifikacije hibridnih pretvarača su: algoritam za promjenu načina rada, oblik izlaznog napona i sposobnost servisiranja jednofazne ili trofazne mreže.
Usporedba UPS-a i hibridne instalacije
Neke tvrtke nenamjerno dovode u zabludu potrošača, nazivajući neprekidnu napajačku jedinicu (UPS) hibridnim pretvaračem. Čini se da oba uređaja obavljaju slične zadatke, ali postoji značajna razlika.
BBP je pretvarač s punjačem. Modul prvenstveno osigurava potrošnju energije iz fotonaponske instalacije, a ako je nedostaje, prelazi na potrošnju iz mreže.
Djelovanje sustava u "trzajućem" načinu izaziva dodatnu cikličku bateriju i ubrzava trošenje. U većini jeftinih sustava napajanja električnom energijom, pragovni napon se postavlja bez regulacije.
U modelima hibridnih pretvarača za solarne baterije takvi su naponi isključeni - jedinica se prilagođava potrebnoj snazi i radi istovremeno s različitim izvorima struje.
Prioritetnu potrošnju možete odabrati sami. U pravilu je naglasak na potrošnji energije solarnih panela. Neke hibridne jedinice imaju mogućnost ograničavanja snage koja dolazi iz gradske mreže.
Razne vrste valnih oblika invertera
Pretvarači solarne struje klasificiraju se prema vrsti izlaznog signala.
razlikovati:
- čisti sinusni val;
- modificirani sinus (kvazi-sinusni val);
- meandar.
Potonja opcija se u praksi praktično ne koristi, jer oštra promjena polariteta uzrokuje neispravnost opreme.
Što je čisti sinusni val?
Pretvarač proizvodi visokokvalitetni signal koji prelazi oblik mrežne struje. To je najbolja opcija za rad „osjetljive“ opreme: kotlova za grijanje, kompresora, elektromotora, medicinske opreme i uređaja temeljenih na napajanju transformatora.
Kvazi-sine značajke
Prijenos energetskog signala u obliku modificiranog sinusnog vala može smanjiti učinkovitost nekih uređaja, izazvati pojavu buke, uzrokovati smetnje ili oštećenje opreme.
Kad ih napajaju niskofrekventni transformatori, asinhroni, sinkroni motori, vidljiv je gubitak snage od 20-30%. Taj se "kvar" pretvara u toplinsku energiju, pregrijavajući uređaje.
Pseudo-sinusoidni pretvarači su kompaktni i pristupačni. Njihova se upotreba preporučuje za napajanje uređaja bez induktivnih opterećenja, dizajniranih za potrošnju aktivnih komponenata električne energije.
Ova skupina uključuje: termoelektrične grijače, sustave sa žarnom niti i ostale otporničke strukture.
Oblik izlaznog signala označava se u putovnici pretvarača ili neprekidno. Moguća notacija: "Natrag" - jamstvo odsutnosti čistog sinusa, "Smart" - vjerojatnost dobivanja visokokvalitetne struje na izlazu.
Neki proizvođači u popratnom dokumentu bilježe harmonički koeficijent (indeks nelinearnog izobličenja). Ako je parametar manji od 8%, tada jedinica proizvodi gotovo savršen sinus.
Jednofazni i trofazni modeli
Jednofazni pretvarači uglavnom su ugrađeni u krug domaćeg fotonaponskog sustava sa standardnim naponom od 220V.
Raspon izlaznog napona kada je povezan na jednu fazu u različitim modelima kreće se od 210-240V, izlazna frekvencija je 47-55 Hz, a snaga 300-5000 vata.
Jednofazni pretvarači dostupni su za standardne vrijednosti napona akumulatora: 12, 24 i 48 V. Da bi pretvarač ne mogao raditi na granici mogućnosti, potrebno je uskladiti snagu „pretvarača“ s naponom solarne baterije ili baterije.
Trofazni pretvarači koriste se za napajanje trofaznih struja, pružajući snagu elektromotorima.Primarna primjena - proizvodnja, radionice, komercijalna upotreba.
Pretvarače za tri faze karakterizira velika snaga (3-30 kW), širok raspon izlaznog izmjeničnog napona (220V / 400V).
Na tržištu su i kombinirani modeli. Tu spadaju jednofazni pretvarači s mogućnošću sinkronizacije izlaza pretvarača s pomakom faze - to vam omogućuje napajanje trofaznih opterećenja. Sve vrste tehnika za pretvaranje struje iz solarnih panela pregledali smo u naš drugi članak.
Parametri izbora solarnog pretvarača
Učinkovitost pretvarača i cjelokupnog sustava napajanja uvelike ovisi o kompetentnom odabiru parametara opreme.
Uz gore navedene karakteristike, trebali biste procijeniti:
- izlazna snaga;
- vrsta zaštite;
- radna temperatura;
- dimenzije ugradnje;
- učinkovitost;
- dostupnost dodatnih funkcija.
Dalje detaljnije razmotrimo sve ove karakteristike.
Kriterij br. 1 - snaga uređaja
Ocjena „solarnog“ pretvarača odabire se na temelju izračuna maksimalnog opterećenja mreže i procijenjenog trajanja baterije. U načinu pokretanja, pretvarač može dati kratkotrajno povećanje snage u vrijeme pokretanja kapacitivnih opterećenja.
To je razdoblje tipično kada uključite perilice posuđa, perilice rublja ili hladnjake.
Kad koristite svjetiljke i televizor, pogodan je pretvarač male snage od 500-1000 W. U pravilu je potreban izračun ukupne snage pogonske opreme. Potrebna vrijednost navedena je izravno na tijelu uređaja ili u pratećem dokumentu.
Kriterij br. 2 - razina zaštite
Visokokvalitetni solarni pretvarač mora imati nekoliko stupnjeva zaštite. Moguće opcije: sustav prisilnog hlađenja, upozorenje o kratkom spoju, zaštita od padova napona i napona.
Također je važno - prisutnost zatvorenog utvrđenog kućišta koje sprečava ulazak prašine, vlage u unutrašnjost. Ocjena električne zaštite standardizirana je prema IEC-952 normizaciji.
Za vanjske uvjete rada prikladni su modeli s indeksom IP65 - jačina i pouzdanost pretvarača omogućuje njegovu uporabu u vanjskoj atmosferi.
Kriterij br. 3 - radna temperatura i dimenzije
Širok raspon vrijednosti pokazatelj je pristojne kvalitete pretvarača. Vrijednost pokazatelja posebno je važna kada postavljanje pretvarača u grijanu prostoriju.
Masa je neizravni pokazatelj kvalitete pretvarača. Postoji mišljenje - što je pretvarač teži, to je snažniji. To je zbog prisutnosti transformatora u opremi velike snage.
U "laganim" modelima, odsutnost transformatora može uzrokovati kvar invertera kad se primijeni velika struja pritiska.
Kriterij br. 4 - koeficijent uspješnosti
Stručnjaci preporučuju kupnju strujnih pretvarača s učinkovitošću od 90%. Samo će pomoću ovog parametra rad Sunčevog sustava biti učinkovit, a njegovo uređenje svrsishodno. Gubitak 10% solarne energije neprihvatljiv je "luksuz".
Dodatna funkcionalnost. Napredne značajke utječu na cijenu opreme i nisu uvijek u potražnji. Međutim, neke opcije opravdavaju trošenje novca.
Korisni i potrebni "uređaji" uključuju:
- automatsko dodavanje snage pretvarača električnoj mreži;
- podešavanje razdoblja punjenja baterije;
- odabir izvora prioriteta struje;
- održavanje rada s baterijama raznih vrsta (alkalne, litij-željezo-fosfat, helij, AGM, kiseline);
- mogućnost kombiniranog rada s mrežnim pretvaračem;
- podešavanje indikatora napona - upozorenje "prenapona" mrežnog napona;
- mogućnost nadogradnje pretvarača ažuriranjem firmvera.
Moderni pretvarači mogu se povezati s računalom za programiranje i nadzor.
Pregled popularnih hibridnih pretvarača
Pretvarači stranih kompanija dobili su dobre kritike među potrošačima: Xtender (Švicarska), Prosolar (Kina), Victor Energy (Nizozemska), SMA (Njemačka) i Xantrex (Kanada). Domaći predstavnik - MAP Sine.
Xtender višenamjenska inverterska linija
Xtenderov hibridni pretvarač Studer uzor je švicarskih standarda kvalitete u energetskoj elektronici. Solarni pretvarači serije Xtender odlikuju se svojim indikativnim karakteristikama snage i velikom funkcionalnošću.
Različiti modeli: HTSS - predstavnici male snage, HTM - modeli srednje snage, HTN - pretvarači velike snage.
Svaka serija hibridnih pogona Xtender ima sljedeće značajke i mogućnosti:
- čisto hranjenje sinusnog vala;
- "Mix" snage u mreži s baterije;
- kada se mrežni napon smanji, potrošnja iz središnjeg napajanja smanjuje se;
- dva načina odabira prioriteta: prvi je "mekan" s ponovnim punjenjem s mreže unutar 10%, drugi je prebacivanje na bateriju;
- razne postavke instalacijskog programa;
- rezervno upravljanje generatora;
- stanje pripravnosti s širokim rasponom regulacije;
- daljinsko nadgledanje parametara sustava.
U svim verzijama postoji funkcija Smart Boost - povezivanje s raznim dobavljačima snage (generatorski agregat, glavni pretvarač) i Power Shaving - zajamčena pokrivenost najvećeg opterećenja.
Optimalni prosolarni hibridni pretvarači
Model kineske izrade ima dobre karakteristike i prihvatljiv trošak (oko 1200 cu). Pretvarač optimizira performanse solarnih ćelija pohranjujući nepotrošenu energiju u bateriju.
Posebnosti:
- mogućnost za praćenje granične točke solarne baterije;
- Informacijski LCD zaslon s prikazom radnih parametara sustava;
- 3-stupanjski punjač;
- podešavanje maksimalne struje na 25A;
- pretvarač komunikatora.
Pretvarač je na računalo povezan putem softvera (isporučuje se u kompletu). Invertor je moguće nadograditi inovativnim treptanjem.
Sine valni pretvarači Phoenix pretvarač
Phoenix pretvarači udovoljavaju najvišim zahtjevima i pogodni su za industrijsku primjenu. Serija Phoenix Inverter izlazi bez ugrađenog punjača.
Pretvarači su opremljeni VE.Bus informacijskom magistralom i mogu se upotrijebiti u paralelnim ili trofaznim konfiguracijama.
Raspon snage u rasponu modela je 1,2-5 kW, učinkovitost 95%, vrsta napona je sinusoid.
Konkurentske prednosti:
- SinusMax tehnologija podržava pokretanje "teških tereta";
- dva načina uštede energije - mogućnost pronalaženja opterećenja i spuštanja struje bez opterećenja;
- prisutnost releja alarma - upozorenje na pregrijavanje, nedovoljan napon akumulatora itd .;
- podešavanje programabilnih parametara putem računala.
Da bi se postigla velika snaga, može se paralelno spojiti do šest pretvarača. Na primjer, kombinacija šest uređaja s nominalnom vrijednošću od 48/5000 može osigurati izlaznu snagu od 48kW / 30kVA.
Domaći uređaji MAP Gibrid i Dominator
Tvrtka MAP "Energy" razvila je dvije modifikacije hibridnog pretvarača: Gibrid i Dominator.
Raspon kapaciteta opreme je 1,3-20 kW, vremenski interval za prebacivanje između načina rada je do 4 ms, pruža se mogućnost "upumpavanja" električne energije u gradsku mrežu.
Opće karakteristike pretvarača napona Gibrid i Dominator:
- transformator na bazi tora;
- stabilizacija ulaznog napona nije prisutna;
- način izmjene napajanja;
- izlaz - čisti sinus;
- stvaranje viška energije u mreži;
- ograničenje trenutne potrošnje na ulazu zvučnika;
- klasa IP21;
- potrošnja u načinu "mirovanja" - 2-5W.
Učinkovitost pretvarača doseže 93-96%. Uređaji su uspješno prošli ispitivanja za uporabu na ekstremno niskim temperaturama (granična vrijednost -25 °, dopušteno je kratkotrajno smanjenje na -50 ° C).
Moguće sheme povezivanja
Prilikom izrade fotonaponskog kompleksa kombiniranog s središnjom mrežom postoje različite mogućnosti za povezivanje pretvarača.
Opcija br. 1 - sklop s istosmjernim regulatorom naboja
Najpopularnija opcija je gdje se baterija puni putem MRPT solarnog regulatora (analiza vršne snage).
Značajke rješenja:
- učinkovito korištenje obnovljive energije u prisutnosti / isključenju mreže;
- mogućnost aktiviranja rada iz solarnog sustava nakon pražnjenja baterije.
Također, još jedno rješenje je neznatno povećani gubitak pretvorbe energije u odjeljku regulator-baterija-inverter.
Opcija br. 2 - sklop s hibridnim i mrežnim pretvaračem
Linijski pretvarač na izlazu pretvarača baterije. Prema shemi, dva pretvarača su spojena na različite solarne ploče.
Hibridni pretvarač povezan je s opcijskim fotonaponskim zaslonom za ponovno punjenje baterije, mreža je povezana s glavnim solarnim modulom.
Značajke sustava:
- neprekinuti rad bez obzira na prisutnost centralnog mrežnog napona;
- visoka učinkovitost i minimiziranje gubitaka na istosmjernoj strani zbog dovoljne razine napona solarne baterije;
- baterije gotovo uvijek rade u međuspremniku, što povećava njihov vijek trajanja;
- uporaba hibridnih pretvarača dizajniranih za punjenje baterije iz izlaza;
- potreba prilagodbe rada mrežnog pretvarača.
Ukupna snaga mrežnog pretvarača ne smije prelaziti snagu hibridnog „pretvarača“ - to vam omogućuje da iskoristite energiju solarnih panela u slučaju pražnjenja baterije, isključujući mrežu.
Bez obzira na odabrani krug, pri spajanju pretvarača treba uzeti u obzir niz nijansi:
- Žičane veze za istosmjerne struje ne bi trebale biti duge. Preporučljivo je postaviti pretvarač u blizini (do 3 m) od solarnih panela, a zatim "nadograditi" prtljažnik izmjeničnom strujom.
- Pretvarač ne smije biti montiran na zapaljivu konstrukciju.
- Zidni pretvarač smješten je na razini očiju radi lakšeg čitanja informacija s zaslona.
Spajanjem modela snage veće od 500 W postavljaju se posebni zahtjevi. Veza mora biti kruta s pouzdanim kontaktom između stezaljki uređaja i žica.
Na našoj web stranici nalaze se i drugi članci o solarnoj energiji i povezivanju pojedinih komponenata i modula tijekom sastavljanja autonomnog sustava.
Preporučujemo da se upoznate sa sljedećim materijalima:
- Dijagram povezivanja za solarne panele: na regulator, bateriju i servisirane sustave
- Solarni punjač: uređaj i princip rada punjenja od sunca
- Kako napraviti solarnu bateriju vlastitim rukama: metode sastavljanja i ugradnje solarne ploče
Zaključci i korisni video na temu
Koncept "hibridnog pretvarača", njegov uređaj, funkcije i mogućnosti:
Pregled značajki, načina rada i učinkovitosti korištenja multiinikcijskog pretvarača InfiniSolar od 3 kW:
Projektiranje solarnog elektroenergetskog sustava složen je i zahtjevan zadatak. Izračun potrebnih parametara, odabir komponenata heliokompleksa, spajanje i puštanje u pogon najbolje je prepustiti profesionalcima.
Napravljene pogreške mogu dovesti do kvarova u sustavu i neučinkovite uporabe skupe opreme.
Odabir najboljeg pretvarača za rad autonomnog sustava napajanja solarnom energijom? Imate li pitanja koja nismo riješili u ovom članku? Pitajte ih u komentarima ispod - pokušat ćemo vam pomoći.
Ili ste možda primijetili netočnosti ili nedosljednosti u predstavljenom materijalu? Ili želite nadopuniti teoriju praktičnim preporukama na temelju osobnog iskustva? Pišite nam o ovome, podijelite svoje mišljenje.
Kad odaberete pravi i visokokvalitetni pretvarač, čak možete zaraditi na svojoj eko-kući. Najveći problem Rusije u slučaju organizacije potpuno nestabilnog doma je nedostatak „zelene tarife“ zahvaljujući kojoj će se moći prodati višak energije mreži. I tako je koncept eko kuće vrlo atraktivan za daleki istok, gdje ima puno sunca i nerazumnih teritorija.
I u čemu je problem? Godišnje nema toliko sunca, možete uštedjeti energiju da biste je kasnije mogli koristiti. To uopće nije problem. Želite li za sve okriviti zemlju? I onda, na primjer, da postoji takav zakon, prodali biste svu struju u slučaju potrebe, a što onda raditi zimi ili jednog dana? Također vrlo kontroverzna prilika. Druga stvar je da smo općenito daleko iza. Ali pretjerivanje problema u svemu ne vrijedi.
Upravo isti problem je što "zelena tarifa" nije usvojena u Rusiji na zakonodavnoj razini. Već treću godinu aktivno se raspravlja o prijedlogu zakona, koji je, usput rečeno, dobro osmišljen.
Suština ovog prijedloga zakona je da vlada želi regulirati proizvodnju električne energije u postrojenjima za mikroproizvodnju kapaciteta do 15 kW. Izabrana je takva snaga jer povezivanje takvih stanica neće povlačiti veće od dopuštenih opterećenja na energetskoj mreži.
Na primjer, u susjednoj Ukrajini, stanovnici već nekoliko godina koriste "zelenu tarifu" prodajući višak električne energije državi. To posebno vrijedi na vrhuncu rada solarnih panela, od svibnja do kolovoza, kada zaista postoji prilika za prodaju viška električne energije po "zelenoj tarifi".