Hybrid omformer for solcellepaneler: typer, oversikt over de beste modellene + tilkoblingsfunksjoner

Elektrisitetsforsyningssystemer med samtidig bruk av tradisjonell strømforsyning og strøm fra solen er en økonomisk levedyktig løsning for private hjemseier, hytte, sommerhus og industrilokaler.

Et uunnværlig element i komplekset er en hybrid omformer for solbatterier, som bestemmer spenningsforsyningstilstandene, og sikrer uavbrutt og effektiv drift av solsystemet.

For at systemet skal fungere effektivt, må du ikke bare velge den optimale modellen, men også koble den riktig. Og hvordan du gjør dette - vi vil analysere i artikkelen vår. Vi vurderer også de eksisterende typer omformere og de beste tilbudene på markedet i dag.

Vurdering av hybrid inverter kapasitet

Å bruke fornybar solenergi i kombinasjon med en sentralisert strømforsyning gir flere fordeler. Solsystemets normale funksjon sikres ved koordinert drift av hovedmodellene: solcellepaneler, ladekontroller, batteri, så vel som et av nøkkelelementene - omformeren.

Omformer for solsystem - en enhet for å konvertere likestrøm (DC) fra solcellepaneler til vekselstrøm. Det er ved en strømspenning på 220 V at husholdningsapparater fungerer. Uten en omformer er generering av energi meningsløs.

Systemets opplegg: 1 - solcellemoduler, 2 - ladekontroller, 3 - batteri, 4 - spenningsomformer (omformer) med tilførsel av vekselstrøm (AC)

Det er bedre å vurdere mulighetene til hybridmodellen i sammenligning med funksjonene i arbeidet til dets nærmeste konkurrenter - autonome og nettverks "omformere".

Konverteringsnettverk

Enheten fungerer på en delt nettstrøm. Produksjonen fra omformeren er koblet til strømforbrukere, vekselstrømnett.

Opplegget er enkelt, men har flere begrensninger:

• operabilitet ved tilgjengelighet av vekselstrøm i et nettverk;
• nettspenningen må være relativt stabil og samsvarer med driftsområdet til omformeren.

Sorten er etterspurt i private hjem med den nåværende "grønne" takst for elektrifisering.

I løpet av dagen med minimalt energiforbruk tilføres den genererte strømmen til nettet med "grønne" hastigheter, fra kveld til morgen blir bygningen "strømmet" fra en sentralisert strømforsyning

Frittstående versjon av enheten

Enheten drives av batterisom mottar en avgift fra solcellepaneler gjennom MRPT-kontrolleren. Systemet bruker forskjellige typer batterier, inkludert høyteknologiske litiumbatterier.

Ved maksimal "fylling" av lagringsenheten overføres overflødig strøm til omformerinngangen, hvis utgang er koblet til sluttbrukere av vekselstrømmen.

I tilfelle mangel på solaktivitet, tas energi fra lagringsbatteriene og føres "konvertering" gjennom spenningsomformeren.

Funksjoner ved den autonome installasjonen:

• muligheten for uavhengig drift i fravær av vekselstrøm;
• noen modeller støtter den ”grønne” tariffen for drift;
• Effektiviteten til installasjonene er 90-93%.

For å sikre objektets absolutte autonomi krever nøyaktig beregning av solenergi og tilstrekkelig batteristrøm.

Muligheten til uavhengig bruk av omformeren uten å inkludere en sentralisert nettverkstilkobling i systemet. Frittstående omformer er etterspurt i områder med fullstendig fravær eller lav kvalitet på strømforsyningen

Hybrid omformertype

Modellen skiller seg fra enhetene beskrevet ovenfor i en spesiell "arkitektur" for produksjon. En spesiell elektrisk krets er utstyrt inne, som muliggjør parallell drift med strømkilden (strøm, generator) i omformermodus.

Samtidig tilføres belastningen fra sentralnettet og solcellepanelermens prioriteringsfunksjonen tilordnes DC-leverandøren.

Hybridomformeren lar deg forbruke solenergi så effektivt som mulig uten å bytte fra strømforsyningsnettet fra en sentralstasjon eller generator

Konkurransefortrinn ligger i multifunksjonaliteten til hybridomformere:

1. nettverk - Et slags romslig batteri med en effektivitet på 100%. Alle overskudd generert av fotovoltaiske plater kan omdirigeres til sentralnettet til en "grønn" tariff.
2. Avbruddsfri strømforsyning. Når du slår av hovedstrømforsyningen, gjenoppbygges systemet til frakoblet modus, og beskytter alle forbrukere mot spenningsspenninger.
3. Økt grense for nettverkskapasitet under topplast på grunn av tilsetning av energi fra batteri-omformerkomplekset.

Med en nedgang i forbruket, skifter solkomplekset til lademodus og er klar til bruk igjen etter en stund. Dobbel strømfunksjon kan indikeres: Smart støvler, strømbarbering, nettstøtte.

Tillegg av makt skjer i henhold til følgende prinsipper:

• Hvis den brukte strømmen er lavere enn det maksimale nettforbruket, lades batteriet i tillegg til å levere belastningen;
• i fravær av spenning i nettverket forbrukes energi fra batteriet og konverteres av omformeren;
• hvis belastningen overskrider grenseverdien for strømmen til nettverket, kompenseres mangelen av den akkumulerte strømmen fra solbatteriet.

De listede driftsmodusene er i stand til å støtte hybridmodeller med en lader.

Noen multifunksjonsomformere er designet for å samtidig koble flere vekselstrømledninger for automatisk å komme inn i reservatet. Høyteknologiske modeller regulerer uavhengig av batteri

Variasjoner av nåværende omformere

Hvis du velger "hjertet" til et autonomt strømforsyningssystem, bør du sammenligne oppgavene som er tilordnet utstyret korrekt med dets potensielle evner.

Hovedtrekkene i klassifiseringen av hybridomformere er: en algoritme for å endre driftsmodus, formen på utgangsspenningen og muligheten til å betjene et enkelt- eller trefaset nettverk.

Sammenligning av UPS og hybridinstallasjon

Noen selskaper villeder forbrukeren ved en feiltakelse og kaller UPS for avbruddsfri strømforsyning en hybrid inverter. Det ser ut til at begge enhetene utfører lignende oppgaver, men det er en betydelig forskjell.

BBP er en omformer med en lader. Modulen gir først og fremst energiforbruk fra en solcelleanlegg, og hvis den mangler, bytter den til forbruk fra nettverket.

BBP kan ikke utføre funksjonen med å "blande" den akkumulerte strømmen fra batteriene med strømnettet. Prioritetsforbruk fra en DC-kilde realiseres ved å koble fra nettverket og bytte til batteridrift

Systemets funksjon i "rykk" -modus provoserer ekstra syklus av batteriet og akselererer slitasje. I de fleste rimelige strømforsyningssystemer settes terskelspenningen uten regulering.

I modellene av hybridomformere for solbatterier er slike overspenninger ekskludert - enheten tilpasser seg den nødvendige kraften og fungerer samtidig med forskjellige strømkilder.

Du kan velge prioritert forbruk selv. Som hovedregel vektlegges bruken av energi fra solcellepaneler. Noen hybridenheter har muligheten til å begrense kraften som kommer fra bynettet.

Sammenligning av funksjoner for populære modifikasjoner av hybrid “omformere” og BBP. I Victron-serien med modeller er det mulig å øke vekselrettereffekten på grunn av nettverk

Ulike omformerbølgeformer

Solstrømsomformere er klassifisert etter type utsignal.

skille:

• ren sinusbølge;
• modifisert sinus (kvasi-sinusbølge);
• meander.

Det siste alternativet brukes praktisk talt ikke i praksis, siden en kraftig endring i polaritet forårsaker funksjonsfeil i utstyret.

En omformer med et "U-formet" signal vil ikke være i stand til å beskytte enheter mot spenningsstøt. I tillegg oppfatter ikke hoveddelen av husholdningsapparater den "slingrede" strømmen

Hva er en ren sinusbølge?

Konverteren produserer et høykvalitetssignal som overskrider formen på strømstrømmen. Dette er det beste alternativet for drift av "følsomt" utstyr: varmekjeler, kompressorer, elektriske motorer, medisinsk utstyr og utstyr basert på transformatorstrømforsyninger.

Ulemper ved sinusbølgeomformere: høye kostnader og store dimensjoner. Å kjøpe en ren sinusomformer vil koste dobbelt så mye som en kvasi-sinusbølgemodell med lik total effekt

Quasi-sinus funksjoner

Energisignaloverføring i form av en modifisert sinusbølge kan redusere effektiviteten til noen enheter, provosere utseendet til støy, forårsake forstyrrelser eller skade utstyr.

Når det drives av lavfrekvente transformatorer, asynkrone, synkronmotorer, er et effekttap på 20-30% synlig. Denne "defekten" blir konvertert til termisk energi og overopphetes enhetene.

Pseudo-sinusformede omformere er kompakte og rimelige. Bruken av dem anbefales for strømforsyningsenheter uten induktiv belastning, designet for forbruk av aktive komponenter i elektrisk kraft.

Denne gruppen inkluderer: termoelektriske varmeovner, glødelyssystemer og andre resistive strukturer.

Alternativer for den modifiserte sinusen: 1 - en komplisert form for slynget med en pause, 2 - tilnærming til den rene sinusen på grunn av en økning i antall overganger

Formen på utgangssignalet er angitt i passformen til omformeren eller avbruddsfri. Mulig notasjon: “Tilbake” - en garanti for fravær av en ren sinus, “Smart” - sannsynligheten for å oppnå en høy kvalitet på strømmen.

Noen produsenter i det medfølgende dokumentet legger merke til den harmoniske koeffisienten (indeks for ikke-lineær forvrengning). Hvis parameteren er mindre enn 8%, produserer enheten en nesten perfekt sinus.

Enfase- og trefasemodeller

Enfaseomformere er hovedsakelig innebygd i kretsen til et innenlandsk solcelleanlegg med en standard spenning på 220V.

Utgangsspenningsområdet når det er koblet til en fase i forskjellige modeller, varierer fra 210-240V, utgangsfrekvensen er 47-55 Hz, og effekten er 300-5000 watt.

Enfaseomformere er tilgjengelige under standard batterispenningsverdier: 12, 24 og 48 V. For at omformeren ikke skal fungere på grensen av kapasiteter, er det nødvendig å koordinere kraften til “omformeren” med spenningen til solbatteriet eller batteriet.

Avhengighetsområdet for batteriets egenskaper (spenning - V) og solomformeren (nominell effekt - W): 12 V - innen 600 W, 24 V - opp til 1,5 kW, 48 V - over 1,5 kW

Tre-fase omformere brukes til å levere trefasestrøm, som gir strøm til elektriske motorer.Primær applikasjon - produksjon, verksteder, kommersiell bruk.

Omformere i tre faser er preget av høy effekt (3-30 kW), et bredt spenning med utgangsstrømspenning (220V / 400V).

Kombinerte modeller er også på markedet. Disse inkluderer enfaset omformere med muligheten til å synkronisere utgangene til omformeren med et faseskift - dette lar deg drive trefasebelastninger. Alle typer teknikker for å konvertere strøm fra solcellepaneler, vurderte vi i vår andre artikkel.

Valgparametere for solcellerinverter

Effektiviteten til omformeren og hele strømforsyningssystemet avhenger i stor grad av et kompetent valg av utstyrsparametere.

I tillegg til de ovennevnte egenskapene, bør du evaluere:

• utgangseffekt;
• type beskyttelse;
• arbeidstemperatur;
• installasjon dimensjoner;
• effektivitet;
• tilgjengeligheten av tilleggsfunksjoner.

Videre vurderer vi alle disse egenskapene mer detaljert.

Kriterium nr. 1 - enhetens strøm

Rangeringen av "solenergi" -omformeren velges basert på beregningen av maksimal belastning på nettverket og estimert batteritid. I oppstartmodus er omformeren i stand til å gi en kortvarig økning i kraften ved igangkjøring av kapasitive belastninger.

Denne perioden er typisk når du slår på oppvaskmaskiner, vaskemaskiner eller kjøleskap.

Når du bruker lyslamper og en TV, er en inverter med lav effekt for 500-1000 watt egnet. Som regel kreves det beregning av den totale effekten til det opererte utstyret. Den nødvendige verdien vises direkte på enhetsdelen eller i det medfølgende dokumentet.

Det er ønskelig å øke den oppnådde verdien med 20-30% - dette vil være den nødvendige utgangseffekten til omformeren. For eksempel er utstyrets totale effekt 500 W / h, batteriets levetid er 5 timer. Beregning: 500 W / h * 5h * 1,2 = 3000 W / h

Kriterium nr. 2 - beskyttelsesnivå

En høykvalitets solcelleinverter må ha flere nivåer av beskyttelse. Mulige alternativer: tvangskjølingssystem, kortslutningsvarsel, beskyttelse mot spenningsfall og overspenninger.

Det er også viktig - tilstedeværelsen av et forseglet befestet hus som forhindrer at støv, fuktighet kommer inn i innsiden. Den elektriske beskyttelsesgraden er standardisert i henhold til IEC-952 standardisering.

Indeksen er betegnet som IP AB, der A er beskyttelsesnivået mot inntrenging av fremmede partikler i enheten, B er motstanden mot fuktighet

For utendørs driftsforhold er modeller med IP65-indeksen egnet - styrken og påliteligheten til omformeren tillater bruk i en ekstern atmosfære.

Kriterium nr. 3 - driftstemperatur og dimensjoner

Et bredt spekter av verdier er en indikator på en anstendig byggekvalitet på omformeren. Verdien på indikatoren er spesielt relevant når du plasserer omformeren i et uoppvarmet rom.

Vekt er en indirekte indikator på omformerens kvalitet. Det er en mening - jo tyngre omformeren er, jo kraftigere er den. Dette skyldes tilstedeværelsen av en transformator i høykraftutstyr.

I "lette" modeller kan fraværet av en transformator forårsake omformerfeil når det brukes en høy innstrøm.

I følge observasjoner tilsvarer en kilo av vekten til solomformeren en utgangseffekt på 100 watt. Dimensjonene til omformeren bestemmer metoden for installasjon

Kriterium nr. 4 - ytelseskoeffisient

Eksperter anbefaler å kjøpe nåværende “omformere” med en effektivitet på 90%. Bare med denne parameteren vil solsystemets arbeid være effektivt, og arrangementet hensiktsmessig. Tapet av 10% av solenergien er en uakseptabel "luksus".

Ekstra funksjonalitet. Avanserte funksjoner påvirker utstyrskostnadene og er ikke alltid etterspurt. Noen alternativer rettferdiggjør imidlertid pengene brukt.

Nyttige og nødvendige "enheter" inkluderer:

• automatisk tilsetning av inverterstrøm til nettet elektrisitet;
• justering av batteriets ladetid;
• valg av prioritert gjeldende kilde;
• vedlikehold av arbeid med batterier av forskjellige typer (alkalisk, litiumjern-fosfat, helium, AGM, syre);
• muligheten for kombinert arbeid med en nettverkskonverterer;
• innstille spenningsindikatoren - advarsel om "overspenninger" i nettspenningen;
• muligheten til å oppgradere omformeren ved å oppdatere firmware.

Moderne omformere kan kobles til en PC for programmering og overvåking.

For å spore driften av utstyr og elektriske nettverk tilbyr produsenter gratis programvare. Et interessant alternativ er muligheten til å sende SMS-varsler om statusen til systemet på forespørsel fra brukeren

Oversikt over populære hybridomformere

Invertere fra utenlandske selskaper fikk gode anmeldelser blant forbrukere: Xtender (Sveits), Prosolar (Kina), Victor Energy (Nederland), SMA (Tyskland) og Xantrex (Canada). Innenriksrepresentant - MAP Sine.

Xtender multifunksjons omformerlinje

Xtenders Studer Hybrid Converter er symbolet på sveitsiske kvalitetsstandarder innen kraftelektronikk. Xtender Series Solar Inverters kjennetegnes ved deres indikative styrkeegenskaper og omfattende funksjonalitet.

En rekke modeller: ХТS - representanter med lav effekt, ХТМ - modeller med middels kraft, ХТН - høyeffektomformere.

Kraftområder for Xtender: ХТS - 0,9-1,4 kW, ХТМ - 1,5-4 kW, ХТН - 3-8 kW. Utgangsspenning - 230 W, frekvens - 50 Hz

Hver Xtender Hybrid Drive-serie har følgende funksjoner og alternativer:

• ren sinusbølgefôring;
• "Blanding" av strøm til nettverket fra batteriet;
• når nettspenningen synker, reduseres forbruket fra den sentrale strømforsyningen;
• to prioriterte valgmodus: den første er "myk" med lading fra nettverket innen 10%, den andre er full bytter til batteri;
• en rekke installasjonsinnstillinger;
• sikkerhetskopiering generator kontroll;
• ventemodus med et bredt spekter av reguleringer;
• fjernovervåking av systemparametere.

I alle versjoner er det en Smart Boost-funksjon - tilkobling til forskjellige "leverandører" av kraft (generator sett, nettomformer) og Power Shaving - garantert dekning av topplast.

Optimal Prosolar Hybrid Converters

Den kinesiske produserte modellen har gode egenskaper og en akseptabel kostnad (ca. 1200 cu). Omformeren optimaliserer ytelsen til solceller ved å lagre ubrukte energi i batteriet.

Spesifikasjoner: spenningsform - sinusoid, konverteringseffektivitet - 90%, installasjonsvekt - 15,5 kg, tillatt fuktighet - 90% uten kondens, temperatur -25 ° С - +60 ° С

Karakteristiske trekk:

• alternativ for sporing av grensepunktet for solbatteriet;
• informasjon LCD-skjerm med visning av driftsparametere for systemet;
• 3-nivå batterilader;
• justering av maksimal strøm til 25A;
• kommunikator inverter.

Konverteren er koblet til PCen via programvare (leveres som et sett). Det er mulig å oppgradere omformeren gjennom nytenkende blinking.

Sine Wave Inverters Phoenix Inverter

Phoenix omformere oppfyller de høyeste krav og er egnet for industrielle applikasjoner. Phoenix Inverter-serien slippes uten innebygd lader.

Omformerne er utstyrt med en VE.Bus-informasjonsbuss og kan brukes i parallell- eller trefasekonfigurasjoner.

Kraftområdet til modellområdet er 1,2-5 kW, virkningsgraden er 95%, spenningstypen er en sinusoid.

Tabellen viser egenskapene til hybridmodifiseringen av 48/5000 inverter fra Victron Energy. Estimerte kostnader for Phoenix Inverter med en effekt på 5 kW - 2500 cu

Konkurransefordeler:

• SinusMax-teknologi støtter lanseringen av "tunge laster";
• to energisparingsmåter - muligheten til å finne lasten og senke strømmen uten belastning;
• tilstedeværelse av alarmrelé - advarsel om overoppheting, utilstrekkelig batterispenning osv.;
• innstilling av programmerbare parametere via PC.

For å oppnå høy effekt kan opptil seks omformere kobles parallelt i fase. For eksempel kan en kombinasjon av seks enheter med en pålydende verdi på 48/5000 gi en utgangseffekt på 48 kW / 30kVA.

Husholdningsapparater MAP Gibrid og Dominator

Selskapet MAP "Energy" har utviklet to modifikasjoner av hybridomformeren: Gibrid og Dominator.

Utvalget av utstyrskapasiteter er 1,3-20 kW, tidsintervallet for å skifte mellom modus er opptil 4 ms, muligheten for å "pumpe" strøm inn i bynettet.

Sammenligningstabel for konverteringsfunksjoner. Begge typer kan arbeide i ECO-modus, hver modell er "koblet" til en webserver for fjernovervåking og justering

Generelle egenskaper for Gibrid og Dominator spenningsomformere:

• torus-basert transformator;
• inngangsspenningsstabilisering er fraværende;
• strømbyttemodus;
• utgang - ren sinus;
• generere et overskudd av energi i nettverket;
• begrensning av strømforbruket ved inngangen til høyttaleren;
• klasse IP21;
• forbruk i "hvilemodus" - 2-5W.

Effektiviteten til omformere når 93-96%. Enhetene har bestått tester for bruk ved ekstremt lave temperaturer (grenseverdi -25 °, en kortvarig reduksjon til -50 ° C er tillatt).

Mulige tilkoblingsordninger

Når du konstruerer et solcelleanlegg kombinert med et sentralt nettverk, er det forskjellige alternativer for å koble en omformer.

Alternativ 1 - krets med DC-ladningskontroller

Det mest populære alternativet er der batteriet lades via MRPT-solenergikontrolleren (peak power point analysis).

Kretsen bruker en omformer som støtter overføring av elektrisitet til nettverket eller til belastningen hvis batterispenningen overstiger en brukerspesifisert parameter

Funksjoner i løsningen:

• effektiv bruk av fornybar energi i nærvær / frakobling av nettverket;
• muligheten til å aktivere arbeid fra solsystemet etter at batteriet er utladet.

Og en annen løsning er et litt økt tap av energikonvertering i kontroller-batteri-omformerseksjonen.

Alternativ 2 - krets med en hybrid og nettverkskonverterer

Linjekonverter ved utgangen fra batteri omformeren. I følge ordningen er to omformere koblet til forskjellige solcellepaneler.

Hybridomformeren er koblet til det valgfrie fotovoltaiske panelet for å lade batteriet, nettverket er koblet til solcellemodulen.

Under normale forhold (tilstedeværelse av nettstrøm) forsyner linjekonverteren overflødig belastning, konverteringseffektiviteten er omtrent 95%. Overflødig energi tilføres batteriet, og når det er fylt, til det vanlige nettverket

Systemfunksjoner:

• uavbrutt drift uansett tilstedeværelse av sentral nettspenning;
• høy effektivitet og minimering av tap på likestrømsiden på grunn av tilstrekkelig spenningsnivå til solbatteriet;
• batterier fungerer nesten alltid i en buffermodus, noe som øker levetiden deres;
• bruk av hybridomformere designet for å lade batteriet fra utgangen;
• behovet for å justere driften av nettverksomformeren.

Den totale effekten til nettverksomformeren skal ikke overstige kraften til hybrid "omformeren" - dette lar deg utnytte energien fra solcellepaneler i tilfelle batteriutladning, og koble fra nettverket.

Uansett hvilken krets du har valgt, bør du ta med et antall nyanser når du kobler til en omformer:

1. Kablede tilkoblinger for DC bør ikke være lange. Det anbefales å plassere omformeren i nærheten (opptil 3 m) fra solcellepanelene og deretter "bygge" opp bagasjerommet med vekselstrøm.
2. Omformeren må ikke monteres på en brennbar konstruksjon.
3. Veggomformeren er plassert i øyehøyde for enkel lesing av informasjon fra displayet.

Ved å koble modeller med en effekt på mer enn 500 watt, stilles det spesielle krav. Tilkoblingen må være stiv med pålitelig kontakt mellom terminalene på enheten og ledningene.

Også på nettstedet vårt er det andre artikler om solenergi og tilkoblingen av individuelle komponenter og moduler under montering av et autonomt system.

Vi anbefaler deg å bli kjent med følgende materialer:

• Tilkoblingsskjema for solcellepaneler: til kontrolleren, til batteriet og til de betjente systemene
• Sollader: enhet og prinsipp for drift av lading fra solen
• Hvordan lage et solbatteri med egne hender: metoder for montering og installasjon av et solcellepanel

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Konseptet "hybrid inverter", dets enhet, funksjoner og alternativer:

Oversikt over funksjoner, driftsformer og effektivitet ved bruk av 3 kW InfiniSolar multifunksjonsomformer:

Å designe et solkraftsystem er en kompleks og krevende oppgave. Beregning av nødvendige parametere, valg av komponenter i heliocomplex, tilkobling og igangkjøring er best overlatt til fagfolk.

Feil som gjøres kan føre til systemfeil og ineffektiv bruk av dyrt utstyr.

Velge det beste konverteringsalternativet for drift av et autonomt forsyningssystem for solenergi? Har du spørsmål som vi ikke tok opp i denne artikkelen? Spør dem i kommentarfeltet nedenfor - vi vil prøve å hjelpe deg.

Eller kanskje du la merke til unøyaktigheter eller uoverensstemmelser i materialet som ble presentert? Eller vil du supplere teorien med praktiske anbefalinger basert på personlig erfaring? Skriv til oss om dette, del din mening.