Invertor hibrid pentru panouri solare: tipuri, prezentare generală a celor mai bune modele + caracteristici de conectare
Sistemele de furnizare a energiei electrice cu utilizarea simultană a alimentării tradiționale de curent și electricitate de la soare sunt o soluție viabilă din punct de vedere economic pentru proprietatea casei private, cabana, căsuțele de vară și spațiile industriale.
Un element indispensabil al complexului este un invertor hibrid pentru bateriile solare, care determină modurile de alimentare a tensiunii, asigurând funcționarea neîntreruptă și eficiența sistemului solar.
Pentru ca sistemul să funcționeze eficient, nu trebuie doar să alegeți modelul optim, ci și să îl conectați corect. Și cum se face acest lucru - vom analiza în articolul nostru. De asemenea, avem în vedere tipurile de convertoare existente și cele mai bune oferte de pe piață astăzi.
Conținutul articolului:
Evaluarea capacității invertorului hibrid
Utilizarea energiei solare regenerabile în combinație cu o sursă de alimentare centralizată oferă mai multe avantaje. Funcționarea normală a sistemului solar este asigurată de funcționarea coordonată a principalelor sale modele: panouri solare, controler de sarcină, baterie, precum și unul dintre elementele cheie - invertor.
Inverter de sistem solar - dispozitiv pentru convertirea curentului continuu (curent continuu) de la panouri fotovoltaice în electricitate alternativă. Aparatele de uz casnic funcționează la o tensiune curentă de 220 V. Fără un invertor, generarea de energie nu are rost.
Este mai bine să evaluați capabilitățile modelului hibrid în comparație cu caracteristicile activității celor mai apropiați concurenți - „convertitori” autonomi și de rețea.
Rețea de tip convertor
Dispozitivul funcționează pe o sarcină de rețea comună. Ieșirea de la convertor este conectată la consumatorii de energie electrică, rețeaua de curent alternativ.
Schema este simplă, dar are mai multe limitări:
- operativitatea la disponibilitatea curentului alternativ într-o rețea;
- tensiunea de rețea trebuie să fie relativ stabilă și în concordanță cu raza de operare a convertorului.
Soiul este solicitat în locuințe private cu actualul tarif „verde” pentru electrificare.
Versiune autonomă a dispozitivului
Dispozitivul este alimentat de acumulatorcare primește o încărcare de la panourile solare prin intermediul controlerului MRPT. Sistemul folosește diferite tipuri de baterii, inclusiv baterii cu litiu de înaltă tehnologie.
Cu „umplerea” maximă a dispozitivului de stocare, excesul de electricitate este transmis la intrarea invertorului, a cărei ieșire este conectată la utilizatorii finali ai AC.
În cazul lipsei activității solare, energia este preluată din bateriile de stocare și trece „conversia” prin invertorul de tensiune.
Caracteristici ale instalației autonome:
- posibilitatea unei funcționări independente în absența alimentării cu curent alternativ;
- unele modele acceptă modul de funcționare a tarifelor „verzi”;
- Eficiența instalațiilor este de 90-93%.
Pentru a asigura autonomia absolută a obiectului este nevoie de acuratețe calculul energiei solare și o putere suficientă a bateriei.
Tip invertor hibrid
Modelul diferă de dispozitivele descrise mai sus într-o „arhitectură” specială de fabricație. În interior este prevăzut un circuit electric special, care permite operarea în paralel cu sursa de curent (rețea, generator) în modul convertor.
În același timp, încărcarea este furnizată din rețeaua centrală și panouri solareîn timp ce funcția prioritară este atribuită furnizorului de curent continuu.
Avantajele concurențiale constau în multifuncționalitatea invertoarelor hibride:
- rețea - Un fel de baterie încăpător, cu o eficiență de 100%. Toate surplusurile generate de plăcile fotovoltaice pot fi redirecționate către rețeaua centrală, la un tarif „verde”.
- Sursă de alimentare neîntreruptă. Când opriți sursa principală de alimentare, sistemul este reconstruit în modul offline, protejând toți consumatorii de tensiuni.
- Limită crescută a capacității rețelei în timpul încărcărilor maxime datorită adăugării de energie din complexul baterie-invertor.
Odată cu o scădere a consumului, complexul solar trece la modul de încărcare și este gata de utilizare după un timp. Funcția de alimentare dublă poate fi indicată: Boots inteligente, bărbierit, suport pentru grilă.
Adăugarea puterii are loc după următoarele principii:
- dacă puterea folosită este mai mică decât consumul maxim de rețea, atunci pe lângă furnizarea sarcinii, bateria acumulatorului se încarcă;
- în absența tensiunii în rețea, energia este consumată din baterie și convertită de invertor;
- dacă sarcina depășește valoarea limită a puterii rețelei, atunci deficiența este compensată de energia electrică acumulată din bateria solară.
Modurile de operare enumerate pot suporta modele hibride cu încărcător.
Soiuri de convertoare de curent
Alegând „inima” unui sistem autonom de alimentare, ar trebui să comparați corect sarcinile atribuite echipamentului cu capacitățile potențiale ale acestuia.
Principalele caracteristici ale clasificării invertoarelor hibride sunt: un algoritm pentru schimbarea modurilor de operare, forma tensiunii de ieșire și capacitatea de a deservi o rețea monofazată sau trifazată.
Comparație de UPS și Instalare Hibridă
Unele companii induc în eroare consumatorul în eroare, numind unitatea de alimentare neîntreruptibilă (UPS) un invertor hibrid. S-ar părea că ambele dispozitive îndeplinesc sarcini similare, dar există o diferență semnificativă.
BBP este un invertor cu încărcător. Modulul asigură în primul rând consumul de energie dintr-o instalație fotovoltaică și, dacă lipsește, trece la consumul din rețea.
Funcționarea sistemului în modul „sacadare” provoacă cicluri suplimentare ale bateriei și accelerează uzura. În majoritatea sistemelor de alimentare cu energie ieftină, tensiunea de prag este setată fără reglare.
La modelele de invertoare hibride pentru baterii solare, astfel de supraîncărcări sunt excluse - unitatea se adaptează la puterea necesară și funcționează simultan cu diferite surse de curent.
Puteți alege singur consumul prioritar. De regulă, accentul se pune pe utilizarea energiei din panourile solare. Unele unități hibride au opțiunea de a limita puterea care vine din rețeaua orașului.
Varietatea formelor de undă ale invertorului
Convertizoarele de curent solar sunt clasificate în funcție de tipul semnalului de ieșire.
distinge:
- unda sinusoidala pura;
- sinus modificat (unda cvasi-sineoasă);
- meandru.
Această din urmă opțiune nu este practic folosită în practică, deoarece o modificare accentuată a polarității provoacă defecțiuni ale echipamentului.
Ce este o undă sinusoidală pură?
Convertorul produce un semnal de înaltă calitate care depășește forma curentului de rețea. Aceasta este cea mai bună opțiune pentru funcționarea echipamentelor „sensibile”: cazane de încălzire, compresoare, motoare electrice, echipamente medicale și dispozitive bazate pe surse de alimentare pentru transformatoare.
Caracteristici cvasi-sine
Transmiterea semnalului de energie sub forma unui sinusoid modificat poate reduce eficiența unor dispozitive, poate provoca apariția zgomotului, poate provoca interferențe sau deteriorarea echipamentelor.
Atunci când este alimentat de transformatoare de joasă frecvență, motoare asincrone și sincrone, o pierdere de putere de 20-30% este vizibilă. Acest „defect” este transformat în energie termică, supraîncălzind dispozitivele.
Invertoarele pseudo-sinusoidale sunt compacte și accesibile. Utilizarea lor este recomandabilă pentru alimentarea dispozitivelor fără încărcături inductive, proiectate pentru consumul de componente active ale energiei electrice.
Acest grup include: încălzitoare termoelectrice, sisteme de iluminare incandescente și alte structuri rezistive.
Forma semnalului de ieșire este indicată în pașaportul invertorului sau neîntreruptibilă. Notare posibilă: „Înapoi” - o garanție a absenței unui sinus pur, „Smart” - probabilitatea obținerii unui curent de înaltă calitate la ieșire.
Unii producători din documentul însoțitor notează coeficientul armonic (indice de distorsiune neliniară). Dacă parametrul este mai mic de 8%, unitatea produce un sinus aproape perfect.
Modele monofazate și trifazate
Invertoarele monofazate sunt încorporate în principal în circuitul unui sistem fotovoltaic intern cu o tensiune standard de 220V.
Intervalul de tensiune de ieșire atunci când este conectat la o fază la diferite modele variază între 210-240V, frecvența de ieșire este de 47-55 Hz, iar puterea este de 300-5000 wați.
Invertoare monofazate sunt disponibile pentru valori standard ale tensiunii bateriei: 12, 24 și 48 V. Pentru ca convertorul să nu funcționeze la limita capacităților, este necesar să se coordoneze puterea „convertorului” cu tensiunea bateriei solare sau a bateriei.
Invertoarele trifazice sunt utilizate pentru alimentarea curentului trifazat, oferind putere motoarelor electrice.Aplicație primară - producție, ateliere, uz comercial.
Invertoarele pentru trei faze sunt caracterizate de o putere mare (3-30 kW), o gamă largă de tensiune AC de ieșire (220V / 400V).
Modelele combinate sunt de asemenea pe piață. Acestea includ invertoare monofazate cu posibilitatea de a sincroniza ieșirile convertizorului cu o schimbare de fază - acest lucru vă permite să alimentați sarcini trifazate. Am analizat toate tipurile de tehnici pentru convertirea curentului din panouri solare celălalt articol al nostru.
Parametrii de selecție a invertorului solar
Eficiența convertorului și a întregului sistem de alimentare electrică depinde în mare măsură de o alegere competentă a parametrilor echipamentului.
Pe lângă caracteristicile de mai sus, trebuie să evaluați:
- putere de ieșire;
- tipul de protecție;
- temperatura de lucru;
- dimensiuni de instalare;
- eficiență;
- disponibilitatea funcțiilor suplimentare.
În plus, luăm în considerare mai detaliat toate aceste caracteristici.
Criteriul nr. 1 - puterea dispozitivului
Evaluarea invertorului „solar” este selectată pe baza calculării sarcinii maxime în rețea și a duratei de viață estimată a bateriei. În modul de pornire, convertorul poate oferi o creștere a puterii pe termen scurt în momentul punerii în funcțiune a sarcinilor capacitive.
Această perioadă este tipică atunci când porniți mașini de spălat vase, mașini de spălat sau frigidere.
Când folosiți lămpi de iluminat și un televizor, este potrivit un invertor cu putere redusă pentru 500-1000 wați. De regulă, calculul puterii totale a echipamentului operat este necesar. Valoarea necesară este indicată direct pe corpul dispozitivului sau în documentul însoțitor.
Criteriul nr. 2 - nivel de protecție
Un invertor solar de înaltă calitate trebuie să aibă mai multe niveluri de protecție. Opțiuni posibile: sistem de răcire forțată, avertizare de scurtcircuit, protecție împotriva scurgerilor de tensiune și supratensiuni.
De asemenea, este important - prezența unei carcase fortificate sigilate care împiedică pătrunderea, umiditatea să intre în interior. Gradul de protecție electrică este standardizat în conformitate cu standardizarea IEC-952.
Pentru condiții de funcționare în aer liber, modelele cu indice IP65 sunt potrivite - rezistența și fiabilitatea invertorului permite utilizarea acestuia într-o atmosferă externă.
Criteriul nr. 3 - temperatura și dimensiunile de funcționare
O gamă largă de valori este un indicator al unei calități decente de construire a invertorului. Valoarea indicatorului este deosebit de relevantă atunci când plasați convertorul într-o cameră neîncălzită.
Greutatea este un indicator indirect al calității invertorului. Există o părere - cu cât convertorul este mai greu, cu atât este mai puternic. Acest lucru se datorează prezenței unui transformator în echipamente de mare putere.
La modelele „ușoare”, absența unui transformator poate provoca defectarea invertorului atunci când se aplică un curent de intrare ridicat.
Criteriul nr. 4 - coeficientul de performanță
Experții recomandă achiziționarea „convertoarelor” actuale cu o eficiență de 90%. Doar cu acest parametru, activitatea sistemului solar va fi eficientă, iar amenajarea sa va fi eficientă. Pierderea de 10% din energia solară este un „lux” inacceptabil.
Funcționalitate suplimentară. Caracteristicile avansate afectează costul echipamentelor și nu sunt întotdeauna la cerere. Cu toate acestea, unele opțiuni justifică banii cheltuiți.
„Dispozitivele” utile și necesare includ:
- adăugarea automată a puterii invertorului la electricitatea rețelei;
- ajustarea perioadei de încărcare a bateriei;
- selectarea sursei curente prioritare;
- întreținerea lucrărilor cu baterii de diferite tipuri (alcaline, fier-fosfat de litiu, heliu, AGM, acid);
- posibilitatea unei lucrări combinate cu un convertor de rețea;
- setarea indicatorului de tensiune - avertizare de „supratensiuni” în tensiunea de rețea;
- posibilitatea de a actualiza invertorul prin actualizarea firmware-ului.
Convertoarele moderne pot fi conectate la un PC pentru programare și monitorizare.
Prezentare generală a convertoarelor hibride populare
Invertorii de la companii străine au primit recenzii bune în rândul consumatorilor: Xtender (Elveția), Prosolar (China), Victor Energy (Olanda), SMA (Germania) și Xantrex (Canada). Reprezentant intern - MAP Sine.
Linie invertor multifuncțional Xtender
Xtender’s Converter Hybrid Converter este epitetul standardelor de calitate elvețiene în domeniul electronicelor de putere. Invertoarele solare din seria Xtender se remarcă prin caracteristicile lor rezistente și funcționalitatea extinsă.
O varietate de modele: ХТS - reprezentanți de putere mică, ХТМ - modele de putere medie, ХТН - invertoare de mare putere.
Fiecare serie de unități hibride Xtender are următoarele caracteristici și opțiuni:
- alimentare cu undă sinusoidală pură;
- „Amestecă” puterea în rețea de la baterie;
- când tensiunea de alimentare scade, consumul de la alimentarea centrală scade;
- două moduri de selectare prioritare: primul este „soft”, cu reîncărcare din rețea în 10%, al doilea trece complet la baterie;
- varietate de setări de instalare;
- control generator de rezervă;
- modul standby cu o gamă largă de reglare;
- monitorizarea la distanță a parametrilor sistemului.
În toate versiunile există o funcție Smart Boost - conectarea la diverși „furnizori” de alimentare (generator, convertor de rețea) și bărbierit - acoperirea garantată a încărcărilor de vârf.
Convertoare hibride prosolare optime
Modelul chinezesc are caracteristici bune și un cost acceptabil (aproximativ 1200 cu). Invertorul optimizează performanța celulelor solare prin stocarea de energie nefolosită în baterie.
Caracteristici distinctive:
- opțiune pentru urmărirea punctului limită al bateriei solare;
- afișaj LCD informațional cu afișarea parametrilor de funcționare a sistemului;
- Încărcător de baterii cu 3 niveluri;
- reglarea curentului maxim la 25A;
- invertor comunicator.
Convertorul este conectat la PC prin intermediul software-ului (furnizat ca kit). Este posibil să actualizați invertorul prin intermitent inovator.
Sine Wave Inverters Phoenix Inverter
Invertoarele Phoenix răspund celor mai ridicate cerințe și sunt potrivite pentru aplicații industriale. Seria Phoenix Inverter este lansată fără încărcător încorporat.
Convertizoarele sunt echipate cu un bus de informații VE.Bus și pot fi utilizate în configurații paralele sau trifazate.
Gama de putere a modelului este de 1,2-5 kW, eficiența de 95%, tipul de tensiune este un sinusoid.
Avantaje competitive:
- Tehnologia SinusMax susține lansarea „sarcinilor grele”;
- două moduri de conservare a energiei - opțiunea de a găsi sarcina și de a reduce curentul fără sarcină;
- prezența unui releu de alarmă - avertizare de supraîncălzire, tensiune insuficientă a bateriei, etc .;
- setări programabile prin computer.
Pentru a obține o putere mare, până la șase convertoare pot fi conectate în fază în paralel. De exemplu, o combinație de șase dispozitive cu o valoare nominală de 48/5000 poate oferi o putere de ieșire de 48kW / 30kVA.
Dispozitive interne MAP Gibrid și Dominator
Compania MAP „Energy” a dezvoltat două modificări ale convertorului hibrid: Gibrid și Dominator.
Gama de capacități a echipamentului este de 1,3-20 kW, intervalul de timp pentru comutarea între moduri este de până la 4 ms, este prevăzută posibilitatea „pompării” electricității în rețeaua orașului.
Caracteristicile generale ale convertoarelor de tensiune Gibrid și Dominator:
- transformator bazat pe torus;
- Stabilizarea tensiunii de intrare este absentă;
- modul de schimbare a puterii;
- ieșire - sinus pur;
- generarea unui exces de energie în rețea;
- limitarea consumului curent la intrarea difuzorului;
- clasa IP21;
- consum în regim „somn” - 2-5W.
Eficiența convertoarelor atinge 93-96%. Dispozitivele au trecut cu succes testele de utilizare la temperaturi extrem de scăzute (valoarea limită -25 °, o scădere pe termen scurt până la -50 ° C este admisă).
Scheme de conexiuni posibile
Când construiți un complex fotovoltaic combinat cu o rețea centrală, există diferite opțiuni pentru conectarea unui invertor.
Opțiunea nr. 1 - circuit cu un controler de încărcare continuă
Cea mai populară opțiune este aceea în care bateria este încărcată prin intermediul controlerului solar MRPT (analiza punctului de vârf al puterii).
Caracteristici ale soluției:
- utilizarea eficientă a energiei regenerabile în prezența / deconectarea rețelei;
- capacitatea de a activa munca din sistemul solar după ce bateria este descărcată.
Și, de asemenea, o altă soluție este o pierdere ușor crescută a conversiei de energie în secțiunea controler-baterie-invertor.
Opțiunea nr. 2 - circuit cu convertor de hibrid și rețea
Convertor de linie la ieșirea invertorului de baterii. Conform schemei, două convertoare sunt conectate la panouri solare diferite.
Convertorul hibrid este conectat la panoul fotovoltaic opțional pentru încărcarea bateriei, rețeaua fiind conectată la modulul solar principal.
Caracteristici de sistem:
- funcționare neîntreruptă indiferent de prezența tensiunii de rețea centrală;
- eficiență ridicată și minimizarea pierderilor pe partea de curent continuu datorită nivelului suficient de tensiune al bateriei solare;
- bateriile funcționează aproape întotdeauna într-un mod tampon, ceea ce crește durata lor de funcționare;
- utilizarea invertoarelor hibride concepute pentru a încărca bateria din ieșire;
- necesitatea reglării funcționării invertorului de rețea.
Puterea totală a convertizorului de rețea nu trebuie să depășească puterea „convertorului” hibrid - acest lucru vă permite să utilizați energia panourilor solare în caz de descărcare a bateriei, deconectând rețeaua.
Indiferent de circuitul selectat, atunci când conectați un invertor, trebuie luate în considerare o serie de nuanțe:
- Conexiunile cu fir pentru curent continuu nu trebuie să fie lungi. Este indicat să plasați invertorul în apropiere (până la 3 m) de panourile solare, apoi să „construiți” portbagajul cu curent alternativ.
- Convertorul nu trebuie montat pe o structură combustibilă.
- Invertorul de perete este situat la nivelul ochilor pentru o citire ușoară a informațiilor de pe ecran.
Prin conectarea modelelor cu o putere mai mare de 500 wați, se fac cerințe speciale. Conexiunea trebuie să fie rigidă, cu un contact fiabil între bornele dispozitivului și firele.
De asemenea, pe site-ul nostru există și alte articole despre energia solară și conectarea componentelor și modulelor individuale în timpul asamblării unui sistem autonom.
Vă recomandăm să vă familiarizați cu următoarele materiale:
- Schema de conectare pentru panouri solare: la regulator, la baterie și la sistemele deservite
- Încărcător solar: dispozitiv și principiul funcționării încărcării de la soare
- Cum se face o baterie solară cu propriile mâini: metode de asamblare și instalare a unui panou solar
Concluzii și video util pe această temă
Conceptul de „invertor hibrid”, dispozitivul său, funcțiile și opțiunile:
Prezentare generală a caracteristicilor, modurilor de operare și eficienței utilizării convertorului multifuncțional InfiniSolar de 3 kW:
Proiectarea unui sistem de energie solară este o sarcină complexă și solicitantă. Calculul parametrilor necesari, selecția componentelor heliocomplexului, conectarea și punerea în funcțiune este lăsat cel mai bine pentru profesioniști.
Greșelile făcute pot duce la defecțiuni ale sistemului și la utilizarea ineficientă a echipamentelor scumpe.
Alegerea celei mai bune opțiuni de convertire pentru funcționarea unui sistem autonom de alimentare cu energie solară? Aveți întrebări pe care nu le-am adresat în acest articol? Întrebați-le în comentariile de mai jos - vom încerca să vă ajutăm.
Sau poate ați observat inexactități sau neconcordanțe în materialul prezentat? Sau doriți să completați teoria cu recomandări practice bazate pe experiența personală? Scrie-ne despre asta, împărtășește-ți părerea.
Atunci când alegeți invertorul potrivit și de înaltă calitate, puteți chiar să faceți bani pentru eco-house. Cea mai mare problemă pentru Rusia în cazul organizării unei case complet nevolatile este lipsa unei „tarife verzi”, datorită căreia va fi posibilă vânzarea de surplus de energie în rețea. Și astfel conceptul de eco-casă este foarte atractiv pentru Orientul Îndepărtat, unde există o mulțime de soare și teritorii nerezonabile.
Și care este problema? Nu există atât de mult soare pe an, puteți economisi energie, pentru a putea folosi mai târziu. Aceasta nu este deloc o problemă. Vrei să dai vina pe țară pentru tot? Și atunci, de exemplu, dacă ar exista o astfel de lege, ai fi vândut toată energia electrică în caz de nevoie și atunci ce să faci iarna sau într-o zi? De asemenea, o oportunitate foarte controversată. Un alt lucru este că, în general, suntem cu mult în urmă. Dar exagerarea problemei în orice nu merită.
Aceeași problemă este aceea că „tariful verde” nu a fost adoptat în Rusia la nivel legislativ. Pentru al treilea an deja, a fost discutat activ un proiect de lege, care, apropo, este bine gândit.
Esența acestui proiect de lege este că guvernul dorește să reglementeze producția de energie electrică la instalațiile de micro-generație cu o capacitate de până la 15 kW. Este o astfel de putere care a fost aleasă, deoarece conexiunea unor astfel de stații nu va implica dincolo de încărcările admise pe rețeaua electrică.
De exemplu, în Ucraina vecină, de câțiva ani încoace, rezidenții profită de „tariful verde” prin vânzarea de energie electrică în exces. Acest lucru este valabil mai ales la vârful performanțelor panourilor solare, din mai până în august, când există într-adevăr oportunitatea de a vinde surplus de energie electrică la o „tarifă verde”.