Hybride omvormer voor zonnepanelen: typen, overzicht van de beste modellen + aansluitmogelijkheden
Elektriciteitssystemen met het gelijktijdige gebruik van de traditionele stroomvoorziening en elektriciteit uit de zon zijn een economisch haalbare oplossing voor privéwoningbezit, cottage, zomerhuisjes en industriële gebouwen.
Een onmisbaar onderdeel van het complex is een hybride omvormer voor zonnebatterijen, die de voedingsmodi bepaalt en zorgt voor een ononderbroken en efficiënte werking van het zonnestelsel.
Om het systeem efficiënt te laten werken, moet u niet alleen het optimale model selecteren, maar het ook correct aansluiten. En hoe u dit moet doen - we zullen analyseren in ons artikel. We houden ook rekening met de bestaande soorten converters en de beste aanbiedingen die momenteel op de markt zijn.
De inhoud van het artikel:
Beoordeling van de capaciteit van de hybride omvormer
Het gebruik van hernieuwbare zonne-energie in combinatie met een centrale stroomvoorziening biedt verschillende voordelen. De normale werking van het zonnestelsel wordt verzekerd door de gecoördineerde werking van de belangrijkste modellen: zonnepanelen, laadregelaar, batterij, evenals een van de belangrijkste elementen - de omvormer.
Omvormer voor zonnestelsels - een apparaat voor het omzetten van gelijkstroom (DC) van fotovoltaïsche panelen in wisselstroom. Het is bij een stroomspanning van 220 V dat huishoudelijke apparaten werken. Zonder omvormer is het opwekken van energie zinloos.
Het is beter om de mogelijkheden van het hybride model te beoordelen in vergelijking met de kenmerken van het werk van zijn naaste concurrenten - autonome en netwerkconverters.
Netwerk van het type converter
Het apparaat werkt op een gedeelde netbelasting. De output van de converter is aangesloten op de verbruikers van elektriciteit, AC-netwerk.
Het schema is eenvoudig, maar heeft verschillende beperkingen:
- bruikbaarheid bij beschikbaarheid van wisselstroom in een netwerk;
- netspanning moet relatief stabiel zijn en consistent zijn met het werkbereik van de omvormer.
Er is veel vraag naar privéwoningen met het huidige "groene" tarief voor elektrificatie.
Standalone versie van het apparaat
Het apparaat wordt aangedreven door accudie via de MRPT-controller wordt opgeladen van zonnepanelen. Het systeem gebruikt verschillende soorten batterijen, waaronder hightech lithiumbatterijen.
Bij het maximale "vullen" van het opslagapparaat wordt overtollige elektriciteit overgedragen naar de ingang van de omvormer, waarvan de uitgang wordt aangesloten op de eindgebruikers van de AC.
Bij een gebrek aan zonneactiviteit wordt energie uit de accu's gehaald en “conversie” door de spanningsomvormer geleid.
Kenmerken van de autonome installatie:
- de mogelijkheid van onafhankelijke werking bij afwezigheid van wisselstroom;
- sommige modellen ondersteunen de "groene" tariefmodus;
- Het rendement van de installaties is 90-93%.
Om de absolute autonomie van het object te garanderen, is nauwkeurigheid vereist berekening van zonne-energie en voldoende batterijvermogen.
Type hybride omvormer
Het model verschilt van de hierboven beschreven apparaten in een speciale "architectuur" van fabricage. Binnenin is een speciaal elektrisch circuit voorzien, dat parallel gebruik met de stroombron (lichtnet, generator) in de convertormodus mogelijk maakt.
Tegelijkertijd wordt de belasting geleverd vanuit het centrale netwerk en zonnepanelenterwijl de prioriteitsfunctie is toegewezen aan de DC-leverancier.
Concurrentievoordelen liggen in de multifunctionaliteit van hybride omvormers:
- Netwerk - Een soort ruime batterij met een efficiëntie van 100%. Alle door fotovoltaïsche platen gegenereerde overschotten kunnen tegen een "groen" tarief worden doorgestuurd naar het centrale netwerk.
- Onderbrekingsvrije voeding. Wanneer u de hoofdvoeding uitschakelt, wordt het systeem opnieuw opgebouwd in de offline modus, waardoor alle consumenten worden beschermd tegen spanningspieken.
- Verhoogde netwerkcapaciteitslimiet tijdens piekbelastingen door toevoeging van energie uit het batterij-omvormer-complex.
Bij een daling van het verbruik schakelt het zonnecomplex over op laadmodus en is na een tijdje weer klaar voor gebruik. Dubbele powerfunctie kan worden aangegeven: Smart Boots, Power Shaving, Grid-ondersteuning.
De toevoeging van vermogen gebeurt volgens de volgende principes:
- als het verbruikte vermogen lager is dan het maximale netwerkverbruik, wordt naast het leveren van de belasting de accu opgeladen;
- bij afwezigheid van spanning in het netwerk wordt energie verbruikt uit de batterij en omgezet door de omvormer;
- als de belasting de grenswaarde van het vermogen van het netwerk overschrijdt, wordt het tekort gecompenseerd door de geaccumuleerde elektriciteit van de zonnebatterij.
De vermelde bedrijfsmodi ondersteunen hybride modellen met een oplader.
Soorten huidige converters
Als u het "hart" van een autonoom voedingssysteem kiest, moet u de taken die aan de apparatuur zijn toegewezen correct vergelijken met de potentiële mogelijkheden ervan.
De belangrijkste kenmerken van de classificatie van hybride omvormers zijn: een algoritme voor het wijzigen van bedrijfsmodi, de vorm van de uitgangsspanning en de mogelijkheid om een een- of driefasig netwerk te bedienen.
Vergelijking van UPS en hybride installatie
Sommige bedrijven misleiden de consument onbedoeld en noemen de uninterruptible power supply unit (UPS) een hybride omvormer. Het lijkt erop dat beide apparaten vergelijkbare taken uitvoeren, maar er is een aanzienlijk verschil.
BBP is een omvormer met oplader. De module levert in de eerste plaats het energieverbruik van een fotovoltaïsche installatie, en als die ontbreekt, schakelt hij over op het verbruik van het netwerk.
De werking van het systeem in de "schokkende" modus veroorzaakt extra cycli van de batterij en versnelt de slijtage ervan. In de meeste goedkope voedingssystemen wordt de drempelspanning ingesteld zonder regulering.
In de modellen van hybride omvormers voor zonnebatterijen zijn dergelijke spanningen uitgesloten - het apparaat past zich aan het vereiste vermogen aan en werkt tegelijkertijd met verschillende stroombronnen.
U kunt zelf voorrangsverbruik kiezen. De nadruk ligt in de regel op het gebruik van energie uit zonnepanelen. Sommige hybride units hebben de mogelijkheid om het vermogen afkomstig van het stadsnetwerk te beperken.
Verscheidenheid aan invertergolfvormen
Zonnestroomomvormers worden geclassificeerd op basis van het type uitgangssignaal.
Onderscheiden:
- zuivere sinusgolf;
- gemodificeerde sinus (quasi-sinusgolf);
- meander.
De laatste optie wordt in de praktijk praktisch niet gebruikt, omdat een sterke verandering in polariteit storingen in de apparatuur veroorzaakt.
Wat is een pure sinusgolf?
De converter produceert een hoogwaardig signaal dat de vorm van de netstroom overtreft. Dit is de beste optie voor de bediening van "gevoelige" apparatuur: verwarmingsketels, compressoren, elektromotoren, medische apparatuur en apparaten op basis van transformatorvoedingen.
Quasi-sinusfuncties
De overdracht van energiesignalen in de vorm van een gemodificeerde sinusgolf kan de efficiëntie van sommige apparaten verminderen, ruis veroorzaken, storing veroorzaken of apparatuur beschadigen.
Bij voeding door laagfrequente transformatoren, asynchrone, synchrone motoren, is een vermogensverlies van 20-30% zichtbaar. Dit "defect" wordt omgezet in thermische energie, waardoor de apparaten oververhit raken.
Pseudo-sinusoïdale omvormers zijn compact en betaalbaar. Het gebruik ervan wordt aanbevolen voor het aandrijven van apparaten zonder inductieve belastingen, ontworpen voor het verbruik van actieve componenten van elektrische stroom.
Deze groep omvat: thermo-elektrische kachels, gloeilampen en andere resistieve constructies.
De vorm van het uitgangssignaal wordt aangegeven in het paspoort van de omvormer of ononderbroken. Mogelijke notatie: "Terug" - een garantie voor het ontbreken van een zuivere sinus, "Slim" - de kans op het verkrijgen van een stroom van hoge kwaliteit aan de uitgang.
Sommige fabrikanten in het begeleidende document merken de harmonische coëfficiënt op (index van niet-lineaire vervorming). Als de parameter minder dan 8% is, produceert het apparaat een bijna perfecte sinus.
Eenfasige en driefasige modellen
Eenfasige omvormers zijn voornamelijk ingebouwd in het circuit van een fotovoltaïsch systeem voor huishoudelijk gebruik met een standaardspanning van 220V.
Het uitgangsspanningsbereik bij aansluiting op één fase in verschillende modellen varieert van 210-240V, de uitgangsfrequentie is 47-55 Hz en het vermogen is 300-5000 watt.
Er zijn enkelfasige omvormers beschikbaar voor standaard accuspanningswaarden: 12, 24 en 48 V. Om ervoor te zorgen dat de omvormer niet binnen de limieten van zijn mogelijkheden functioneert, is het noodzakelijk het vermogen van de "omvormer" af te stemmen op de spanning van de zonnebatterij of batterij.
Driefasige omvormers worden gebruikt om driefasige stroom te leveren en stroom te leveren aan elektromotoren.Primaire toepassing - productie, werkplaatsen, commercieel gebruik.
Omvormers voor drie fasen worden gekenmerkt door een hoog vermogen (3-30 kW), een breed scala aan uitgangsspanning (220V / 400V).
Gecombineerde modellen zijn ook op de markt. Deze omvatten enkelfasige omvormers met de mogelijkheid om de uitgangen van de omvormer te synchroniseren met een faseverschuiving - hiermee kunt u driefasige belastingen voeden. Alle soorten technieken om stroom van zonnepanelen om te zetten, hebben we besproken in ons andere artikel.
Selectieparameters van de zonne-omvormer
De efficiëntie van de omvormer en het gehele voedingssysteem hangt grotendeels af van een competente keuze van apparatuurparameters.
Naast de bovenstaande kenmerken moet u evalueren:
- uitgangsvermogen;
- soort bescherming;
- werktemperatuur;
- afmetingen installatie;
- Efficiëntie
- beschikbaarheid van extra functies.
Verder beschouwen we al deze kenmerken in meer detail.
Criterium # 1 - apparaatvermogen
De beoordeling van de “zonne-omvormer” wordt geselecteerd op basis van de berekening van de maximale belasting op het netwerk en de geschatte levensduur van de batterij. In de opstartmodus kan de omvormer een kortstondig vermogenstoename geven bij de inbedrijfstelling van capacitieve belastingen.
Deze periode is typisch wanneer u vaatwassers, wasmachines of koelkasten aanzet.
Bij gebruik van verlichtingslampen en een tv is een low-power omvormer voor 500-1000 watt geschikt. In de regel is de berekening van het totale vermogen van de bediende apparatuur vereist. De vereiste waarde wordt direct op de apparaatbehuizing of in het begeleidende document aangegeven.
Criterium # 2 - beschermingsniveau
Een hoogwaardige omvormer voor zonne-energie moet meerdere beschermingsniveaus hebben. Mogelijke opties: geforceerd koelsysteem, kortsluitingswaarschuwing, bescherming tegen spanningsdips en overspanningen.
Het is ook belangrijk - de aanwezigheid van een afgesloten versterkte behuizing die voorkomt dat stof en vocht de binnenkant binnendringen. De elektrische beschermingsklasse is gestandaardiseerd volgens IEC-952-standaardisatie.
Voor gebruik buitenshuis zijn modellen met de IP65-index geschikt - de sterkte en betrouwbaarheid van de omvormer maken gebruik in een externe atmosfeer mogelijk.
Criterium # 3 - bedrijfstemperatuur en afmetingen
Een breed scala aan waarden is een indicator voor een degelijke bouwkwaliteit van de omvormer. De waarde van de indicator is vooral relevant bij het plaatsen van de converter in een onverwarmde kamer.
Gewicht is een indirecte indicatie van de kwaliteit van de omvormer. Er is een mening: hoe zwaarder de converter, hoe krachtiger hij is. Dit komt door de aanwezigheid van een transformator in apparatuur met een hoog vermogen.
Bij "lichtgewicht" modellen kan de afwezigheid van een transformator een storing in de omvormer veroorzaken wanneer een hoge inschakelstroom wordt toegepast.
Criterium # 4 - prestatiecoëfficiënt
Experts raden aan om huidige "converters" te kopen met een efficiëntie van 90%. Alleen met deze parameter zal het werk van het zonnestelsel effectief zijn en de opstelling ervan doelmatig. Het verlies van 10% aan zonne-energie is een onaanvaardbare 'luxe'.
Extra functionaliteit. Geavanceerde functies zijn van invloed op de kosten van apparatuur en er is niet altijd vraag naar. Sommige opties rechtvaardigen echter het uitgegeven geld.
Handige en noodzakelijke "apparaten" zijn onder meer:
- automatische toevoeging van invertervermogen aan het elektriciteitsnet;
- aanpassing van de oplaadtijd van de batterij;
- selectie van prioritaire huidige bron;
- onderhoud van werk met verschillende soorten batterijen (alkaline, lithiumijzerfosfaat, helium, AGM, zuur);
- de mogelijkheid van gecombineerd werken met een netwerkconverter;
- het instellen van de spanningsindicator - waarschuwing voor "pieken" in netspanning;
- de mogelijkheid om de omvormer te upgraden door de firmware bij te werken.
Moderne converters kunnen worden aangesloten op een pc voor programmeren en bewaken.
Overzicht van populaire hybride converters
Omvormers van buitenlandse bedrijven kregen goede recensies van consumenten: Xtender (Zwitserland), Prosolar (China), Victor Energy (Nederland), SMA (Duitsland) en Xantrex (Canada). Binnenlandse vertegenwoordiger - MAP Sine.
Xtender multifunctionele omvormerlijn
De Studer Hybrid Converter van Xtender is het toonbeeld van Zwitserse kwaliteitsnormen in vermogenselektronica. Xtender-serie omvormers voor zonne-energie onderscheiden zich door hun indicatieve sterkte-eigenschappen en uitgebreide functionaliteit.
Een verscheidenheid aan modellen: ХТS - vertegenwoordigers met laag vermogen, ХТМ - modellen met gemiddeld vermogen, ХТН - omvormers met hoog vermogen.
Elke Xtender Hybrid Drive-serie heeft de volgende kenmerken en opties:
- zuivere sinusvoeding;
- "Mix" van stroom naar het netwerk van de batterij;
- als de netspanning afneemt, neemt het verbruik van de centrale voeding af;
- twee prioriteitselectiemodi: de eerste is "zacht" met opladen van het netwerk binnen 10%, de tweede is volledig overschakelen naar de batterij;
- verschillende installatie-instellingen;
- back-up generatorbesturing;
- standby-modus met een breed scala aan regulering;
- bewaking op afstand van systeemparameters.
In alle versies is er een Smart Boost-functie - aansluiting op verschillende “leveranciers” van stroom (generatorset, netomvormer) en Power Shaving - gegarandeerde dekking van piekbelastingen.
Optimale Prosolar hybride converters
Het in China gemaakte model heeft goede kenmerken en een acceptabele prijs (ongeveer 1200 cu). De omvormer optimaliseert de prestaties van zonnecellen door ongebruikte energie op te slaan in de batterij.
Onderscheidende kenmerken:
- optie voor het volgen van het eindpunt van de zonnebatterij;
- informatie LCD-display met de weergave van de bedrijfsparameters van het systeem;
- 3-niveau batterijlader;
- aanpassing van de maximale stroom tot 25A;
- communicator omvormer.
De converter is aangesloten op de pc via software (geleverd als kit). Het is mogelijk om de omvormer te upgraden door innovatief knipperen.
Sinusomvormers Phoenix Inverter
Phoenix omvormers voldoen aan de hoogste eisen en zijn geschikt voor industriële toepassingen. De Phoenix Inverter-serie wordt uitgebracht zonder ingebouwde oplader.
De omvormers zijn uitgerust met een VE.Bus-informatiebus en kunnen in parallelle of driefasige configuraties worden gebruikt.
Het vermogensbereik van het modelbereik is 1,2-5 kW, het rendement is 95%, het spanningstype is een sinusoïde.
Competitieve voordelen:
- SinusMax-technologie ondersteunt de lancering van "zware ladingen";
- twee manieren van energiebesparing - de mogelijkheid om de belasting te vinden en de nullaststroom te verlagen;
- aanwezigheid van een alarmrelais - waarschuwing voor oververhitting, onvoldoende accuspanning, enz .;
- programmeerbare parameters instellen via pc.
Om een hoog vermogen te bereiken, kunnen maximaal zes converters parallel in fase worden aangesloten. Zo kan een combinatie van zes apparaten met een nominale waarde van 48/5000 een uitgangsvermogen van 48kW / 30kVA leveren.
Huishoudelijke apparaten MAP Gibrid en Dominator
Het bedrijf MAP "Energy" heeft twee modificaties van de hybride converter ontwikkeld: Gibrid en Dominator.
Het bereik van de apparatuurcapaciteiten is 1,3-20 kW, het tijdsinterval voor het schakelen tussen modi is maximaal 4 ms, de mogelijkheid om elektriciteit in het stadsnetwerk te "pompen" wordt geboden.
Algemene kenmerken van Gibrid- en Dominator-spanningsomvormers:
- op torus gebaseerde transformator;
- ingangsspanningsstabilisatie is afwezig;
- power swap-modus;
- output - pure sinus;
- het genereren van een teveel aan energie in het netwerk;
- beperking van het stroomverbruik aan de ingang van de luidspreker;
- klasse IP21;
- verbruik in "slaap" -modus - 2-5W.
De efficiëntie van converters bereikt 93-96%. De apparaten hebben de tests voor gebruik bij extreem lage temperaturen met succes doorstaan (grenswaarde -25 °, een kortstondige verlaging tot -50 ° C is toegestaan).
Mogelijke verbindingsschema's
Bij de bouw van een fotovoltaïsch complex gecombineerd met een centraal netwerk zijn er verschillende mogelijkheden om een omvormer aan te sluiten.
Optie # 1 - circuit met een DC-laadregelaar
De meest populaire optie is wanneer de batterij wordt opgeladen via de MRPT-zonnecontroller (analyse van het piekvermogen).
Kenmerken van de oplossing:
- efficiënt gebruik van hernieuwbare energie in aanwezigheid / ontkoppeling van het netwerk;
- de mogelijkheid om werk vanuit het zonnestelsel te activeren nadat de batterij is ontladen.
En ook een andere oplossing is een licht verhoogd verlies aan energieconversie in het gedeelte controller-batterij-omvormer.
Optie # 2 - circuit met een hybride en netwerkconverter
Lijnomvormer aan de uitgang van de batterij-omvormer. Volgens het schema zijn twee converters aangesloten op verschillende zonnepanelen.
De hybride converter is aangesloten op het optionele fotovoltaïsche paneel voor het opladen van de batterij, het netwerk is aangesloten op de hoofdzonnepaneel.
Systeemeigenschappen:
- ononderbroken werking ongeacht de aanwezigheid van centrale netspanning;
- hoge efficiëntie en minimalisering van verliezen aan de DC-zijde door het voldoende spanningsniveau van de zonnebatterij;
- batterijen werken bijna altijd in een buffermodus, wat hun levensduur verlengt;
- het gebruik van hybride omvormers die zijn ontworpen om de batterij op te laden via de uitgang;
- de noodzaak om de werking van de netwerkomvormer aan te passen.
Het totale vermogen van de netwerkconverter mag het vermogen van de hybride "converter" niet overschrijden - hierdoor kunt u de energie van zonnepanelen gebruiken in geval van een batterijontlading, waardoor het netwerk wordt losgekoppeld.
Ongeacht het geselecteerde circuit, moet bij het aansluiten van een omvormer rekening worden gehouden met een aantal nuances:
- Bekabelde verbindingen voor DC mogen niet lang zijn. Het is raadzaam om de omvormer in de buurt (tot 3 m) van de zonnepanelen te plaatsen en vervolgens de kofferbak met AC op te bouwen.
- De omvormer mag niet op een brandbare constructie worden gemonteerd.
- De muurinverter bevindt zich op ooghoogte voor het eenvoudig aflezen van informatie van het display.
Door modellen met een vermogen van meer dan 500 watt aan te sluiten, worden speciale eisen gesteld. De verbinding moet stevig zijn met een betrouwbaar contact tussen de klemmen van het apparaat en de draden.
Ook op onze site staan andere artikelen over zonne-energie en de aansluiting van individuele componenten en modules tijdens de montage van een autonoom systeem.
We raden u aan om vertrouwd te raken met de volgende materialen:
- Aansluitschema voor zonnepanelen: naar de controller, naar de accu en naar de onderhouden systemen
- Zonnelader: apparaat en werkingsprincipe van opladen vanuit de zon
- Hoe u een zonnebatterij met uw eigen handen kunt maken: methoden voor montage en installatie van een zonnepaneel
Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Het concept van "hybride omvormer", zijn apparaat, functies en opties:
Overzicht van functies, bedrijfsmodi en efficiëntie van het gebruik van de 3 kW InfiniSolar multifunctionele converter:
Het ontwerpen van een zonne-energiesysteem is een complexe en veeleisende taak. Berekening van de noodzakelijke parameters, de selectie van de componenten van het heliocomplex, aansluiting en inbedrijfstelling kunnen het beste aan professionals worden overgelaten.
Gemaakte fouten kunnen leiden tot systeemstoringen en inefficiënt gebruik van dure apparatuur.
De beste converteroptie kiezen voor de werking van een autonoom zonne-energievoorzieningssysteem? Heeft u vragen die we niet in dit artikel hebben behandeld? Vraag ze in de reacties hieronder - we zullen proberen je te helpen.
Of heb je misschien onnauwkeurigheden of inconsistenties opgemerkt in het gepresenteerde materiaal? Of wil je de theorie aanvullen met praktische aanbevelingen op basis van persoonlijke ervaring? Schrijf ons hierover, deel uw mening.
Bij het kiezen van de juiste en hoogwaardige omvormer kunt u zelfs geld verdienen aan uw eco-huis. Het grootste probleem voor Rusland in het geval van de organisatie van een volledig niet-vluchtige woning is het ontbreken van een "groen tarief", waardoor het mogelijk wordt om overtollige energie aan het netwerk te verkopen. En dus is het concept van een eco-huis erg aantrekkelijk voor het Verre Oosten, waar veel zon is en onredelijke gebieden.
En wat is het probleem? Er is niet zo veel zon per jaar, u kunt energie besparen, zodat u deze later kunt gebruiken. Dit is helemaal geen probleem. Wil je het land de schuld geven van alles? En dan, als een dergelijke wet bestond, zou u in geval van nood alle elektriciteit hebben verkocht, en wat te doen in de winter of op een dag? Ook een zeer controversiële kans. Een ander ding is dat we over het algemeen ver achterlopen. Maar het probleem in alles overdrijven is het niet waard.
Hetzelfde probleem is dat het "groene tarief" in Rusland niet op wetgevend niveau is aangenomen. Al voor het derde jaar is er actief over een wetsvoorstel gediscussieerd, dat overigens goed doordacht is.
De essentie van dit wetsvoorstel is dat de overheid de productie van elektriciteit bij micro-opwekkingsinstallaties met een capaciteit tot 15 kW wil reguleren. Voor dit vermogen is gekozen omdat de aansluiting van dergelijke stations niet verder gaat dan de toegestane belastingen op het elektriciteitsnet.
In het naburige Oekraïne profiteren de inwoners bijvoorbeeld al enkele jaren van het "groene tarief" door overtollige elektriciteit aan de staat te verkopen. Dit geldt vooral op het hoogtepunt van de prestaties van zonnepanelen, van mei tot augustus, wanneer er echt een mogelijkheid is om overtollige elektriciteit te verkopen tegen een "groen tarief".