Хибридни претварач за соларне панеле: типови, преглед најбољих модела + могућности повезивања

Системи за снабдевање електричном енергијом уз истовремено коришћење традиционалног напајања струјом и електричном енергијом од сунца економски су одржива решења за власништво приватних кућа, викендица, викендица и индустријских просторија.

Неизоставни елемент комплекса је хибридни претварач за соларне батерије, који одређује начине напајања напоном, обезбеђујући несметан и ефикасан рад соларног система.

Да би систем ефикасно функционисао, требате не само одабрати оптималан модел, већ и правилно повезати га. А како то учинити - анализираћемо у нашем чланку. Такођер разматрамо постојеће типове претварача и најбоље понуде на тржишту данас.

Процјена способности хибридног претварача

Коришћење обновљиве соларне енергије у комбинацији са централизованим напајањем нуди неколико предности. Нормално функционисање соларног система обезбеђено је координираним радом његових главних модела: соларних панела, контролер наелектрисања, батерија, као и један од кључних елемената - претварач.

Инвертер соларног система - уређај за претварање истосмерне струје (ДЦ) са фотонапонских панела у наизменичну струју. На струји напона од 220 В раде кућански апарати. Без претварача бесмислено је стварати енергију.

Шема система: 1 - соларни модули, 2 - регулатор за наелектрисање, 3 - батерија, 4 - претварач напона (претварач) са напајањем наизменичном струјом (АЦ)

Боље је проценити способности хибридног модела у поређењу са карактеристикама његових најближих конкурената - самосталних и мрежних „претварача“.

Мрежа типа претварача

Уређај ради на заједничком мрежном оптерећењу. Излаз из претварача прикључен је на потрошаче електричне енергије, наизменичне струје.

Шема је једноставна, али има неколико ограничења:

• операбилност на расположивости наизменичне струје у мрежи;
• мрежни напон мора бити релативно стабилан и у складу с радним дометом претварача.

Разноликост је потражње у приватним кућама са тренутном "зеленом" тарифом за електрификацију.

Током дана, уз минималну потрошњу енергије, произведена струја се доводи у мрежу "зеленим" стопама, од вечери до јутра зграда се "напаја" из централизованог снабдевања електричном енергијом

Самостална верзија уређаја

Уређај се напаја батеријакоја прима набој од соларних панела преко МРПТ контролера. Систем користи различите врсте батерија, укључујући високотехнолошке литијумске батерије.

При максималном "пуњењу" уређаја за складиштење, вишак електричне енергије се преноси на улаз претварача, чији се излаз прикључује крајњим корисницима наизменичне струје.

У случају недостатка соларне активности, енергија се узима из акумулатора и пролази „претварање“ кроз претварач напона.

Карактеристике аутономне инсталације:

• могућност самосталног рада у одсуству напајања наизменичном струјом;
• неки модели подржавају „зелени“ тарифни режим рада;
• Ефикасност инсталација је 90-93%.

Да би се осигурала апсолутна аутономија објекта потребна је тачна прорачун соларне енергије и довољна снага батерије.

Могућност самосталне употребе претварача без укључивања централизоване мрежне везе у систем. У подручјима са потпуним одсуством или ниским квалитетом снабдијевања електричном енергијом постоји потражња за самосталним претварачем

Тип хибридног претварача

Модел се од уређаја који су горе описани разликује у посебној „архитектури“ израде. Унутра је предвиђен посебан електрични круг који омогућава паралелни рад са извором струје (мрежа, генератор) у режиму претварача.

У исто време, терет се испоручује из централне мреже соларни панелидок је функција приоритета додељена добављачу ДЦ.

Хибридни претварач омогућава вам да потрошите соларну енергију што је ефикасније без пребацивања са мреже напајања са централне станице или генератора

Конкурентске предности су у мултифункционалности хибридних претварача:

1. Мрежа - Нека врста просторне батерије са ефикасношћу од 100%. Сви вишкови произведени од фотонапонских плоча могу се преусмерити на централну мрежу по „зеленој“ тарифи.
2. Непрекидно напајање. Када искључите главно напајање, систем се поново укључује у режим рада ван мреже, штитећи све потрошаче од пренапона.
3. Повећана граница капацитета мреже током вршних оптерећења због додавања енергије из комплета претварача батерија.

С падом потрошње, соларни комплекс прелази у режим пуњења и након неког времена је спреман за употребу. Функција двоструког напајања може се навести: паметне чизме, бријање, подршка за мрежу.

Додавање моћи се одвија по следећим принципима:

• ако је искоришћена снага нижа од максималне мрежне потрошње, тада се поред напајања оптерећује и батерија акумулатора;
• у недостатку напона у мрежи, енергија се троши из батерије и претвара га претварач;
• ако оптерећење премашује граничну вредност снаге мреже, тада се дефицит надокнађује акумулираном електричном енергијом из соларне батерије.

Наведени начини рада могу подржати хибридне моделе са пуњачем.

Неки мултифункцијски претварачи дизајнирани су да истовремено повезују вишеструких АЦ линија за аутоматски улазак у резерву. Модели високих технологија самостално регулишу пуњење батерије

Разноликости претварача струје

Одабиром „срца“ аутономног система напајања, требало би правилно да упоредите задатке додељене опреми са њеним потенцијалним могућностима.

Главне карактеристике класификације хибридних претварача су: алгоритам за промену начина рада, облик излазног напона и могућност сервиса једнофазне или трофазне мреже.

Поређење УПС-а и хибридне инсталације

Неке компаније нехотице доводе у заблуду потрошача, називајући непрекидно напајање јединицом хибридним претварачем. Чини се да оба уређаја обављају сличне задатке, али постоји значајна разлика.

ББП је инвертер са пуњачем. Модул првенствено обезбеђује потрошњу енергије фотонапонским инсталацијама, а уколико је нема, прелази на потрошњу из мреже.

ББП није у могућности да врши функцију „мешања“ акумулиране електричне енергије из акумулатора са мрежом. Приоритетна потрошња са истосмјерног извора остварује се одвајањем од мреже и преласком на рад батерије

Функционисање система у режиму „трзаја“ изазива додатну цикличку батерију и убрзава њено трошење. У већини јефтиних система за напајање, праговни напон се поставља без регулације.

У моделима хибридних претварача за соларне батерије, такви напони су искључени - јединица се прилагођава потребној снази и ради истовремено са различитим изворима струје.

Приоритетну потрошњу можете сами изабрати. У правилу је нагласак на коришћењу енергије из соларних панела. Неке хибридне јединице имају могућност ограничавања снаге која долази из градске мреже.

Поређење функција популарних модификација хибридних „претварача“ и ББП-а. У серији модела Вицтрон могуће је повећати снагу претварача захваљујући мрежи

Разне врсте таласних инвертера

Претварачи соларне струје класификују се према врсти излазног сигнала.

Разликовати:

• чисти синусни талас;
• модификовани синус (квази-синусни талас);
• меандер.

Последња опција се у пракси практично не користи, јер оштра промена поларитета узрокује неисправност опреме.

Претварач са сигналом у облику слова У неће моћи да заштити уређаје од пренапона. Поред тога, главни део кућанских апарата не види струју "меандер"

Шта је чисти синусни талас?

Претварач производи висококвалитетни сигнал који превазилази облик мрежне струје. Ово је најбоља опција за рад „осетљиве“ опреме: грејних котлова, компресора, електромотора, медицинске опреме и уређаја заснованих на напајању трансформатора.

Недостаци синусних претварача: високи трошкови и велике димензије. Купња чистог синусног претварача коштат ће двоструко више од квази-синусног таласа с једнаком укупном снагом

Квази-сине карактеристике

Пренос енергетског сигнала у облику модификованог синусоида може смањити ефикасност неких уређаја, изазвати појаву буке, проузроковати сметње или оштећење опреме.

Када се напајају нискофреквентним трансформаторима, асинхроним, синхроним моторима, видљив је губитак снаге од 20-30%. Овај „квар“ се претвара у топлотну енергију, прегревајући уређаје.

Псеудо-синусоидни претварачи су компактни и приступачни. Њихова употреба је препоручљива за напајање уређаја без индуктивних оптерећења, дизајнираних за потрошњу активних компоненти електричне енергије.

Ова група укључује: термоелектричне грејаче, системе са жарном нити и остале отпорничке структуре.

Опције за модификовани синус: 1 - компликовани облик меандера са паузом, 2 - приближавање чистом синусу због повећања броја прелаза

Облик излазног сигнала наведен је у пасошу претварача или непрекидног прекида. Могућа нотација: „Назад“ - гаранција одсуства чистог синуса, „Смарт“ - вероватноћа добијања висококвалитетне струје на излазу.

Неки произвођачи у пратећем документу примећују коефицијент хармонике (индекс нелинеарне дисторзије). Ако је параметар мањи од 8%, тада јединица производи готово савршен синус.

Једнофазни и трофазни модели

Једнофазни претварачи су углавном уграђени у круг домаћег фотонапонског система са стандардним напоном од 220В.

Распон излазног напона када је повезан на једну фазу у различитим моделима креће се од 210-240В, излазна фреквенција је 47-55 Хз, а снага је 300-5000 вата.

Једнофазни претварачи доступни су за стандардне вредности напона акумулатора: 12, 24 и 48 В. Да би претварач не могао да функционише на граници могућности, потребно је координисати снагу „претварача“ са напоном соларне батерије или батерије.

Распон зависности карактеристика батерије (напон - В) и соларног претварача (називна снага - В): 12 В - унутар 600 В, 24 В - до 1,5 кВ, 48 В - преко 1,5 кВ

Трофазни претварачи користе се за напајање трофазних струја, напајањем електромотора.Примарна примена - производња, радионице, комерцијална употреба.

Претвараче за три фазе карактерише велика снага (3-30 кВ), широк распон излазног АЦ напона (220В / 400В).

Комбиновани модели су такође на тржишту. Ту спадају једнофазни претварачи са могућношћу синхронизације излаза претварача са фазним помаком - то вам омогућава напајање трофазних оптерећења. Све врсте техника за претварање струје са соларних панела смо прегледали у наш други чланак.

Параметри избора соларног претварача

Учинковитост претварача и читавог система напајања умногоме зависи од компетентног избора параметара опреме.

Поред горе наведених карактеристика, требало би да процените:

• излазна снага;
• врста заштите;
• радна температура;
• димензије инсталације;
• Ефикасност
• доступност додатних функција.

Даље размотримо све ове карактеристике детаљније.

Критеријум бр. 1 - снага уређаја

Оцјена „соларног“ претварача се бира на основу израчуна максималног оптерећења мреже и процењеног трајања батерије. У режиму покретања, претварач је у стању да покрене краткотрајно повећање снаге у време пуштања у рад капацитивних оптерећења.

Овај период је типичан када укључите машине за прање судова, веш или фрижидере.

Када користите лампе за осветљење и телевизор, погодан је инвертер мале снаге за 500-1000 В. По правилу је потребно израчунати укупну снагу погонске опреме. Потребна вриједност наведена је директно на тијелу уређаја или у пратећем документу.

Пожељно је да се добијена вредност повећа за 20-30% - то ће бити потребна излазна снага претварача. На пример, укупна снага опреме је 500 В / х, трајање батерије је 5 сати. Прорачун: 500 В / х * 5х * 1.2 = 3000 В / х

Критеријум бр. 2 - ниво заштите

Висококвалитетни соларни претварач мора имати неколико нивоа заштите. Могуће опције: систем присилног хлађења, упозорење о кратком споју, заштита од падова напона и напона.

Такође је важно - присуство заптивеног учвршћеног кућишта које спречава да прашина, влага уђу у унутрашњост. Оцјена електричне заштите је стандардизована у складу са ИЕЦ-952 стандардизацијом.

Индекс је означен као ИП АБ, где је А ниво заштите од продора страних честица у уређај, Б је отпорност на влагу

За спољне услове рада погодни су модели са ИП65 индексом - снага и поузданост претварача омогућава његову употребу у спољној атмосфери.

Критеријум бр. 3 - радна температура и димензије

Широк распон вриједности показатељ је достојне квалитете претварача. Вриједност индикатора је посебно битна када постављање претварача у незагријану просторију.

Тежина је индиректан показатељ квалитета претварача. Постоји мишљење - што је претварач тежи, то је снажнији. То је због присуства трансформатора у опреми велике снаге.

У "лаганим" моделима, одсуство трансформатора може проузроковати квар инвертера када се примењује велика струја притиска.

Према запажањима, један килограм масе соларног претварача одговара излазној снази од 100 вата. Димензије претварача одређују начин његове уградње

Критеријум бр. 4 - коефицијент перформанси

Стручњаци препоручују куповину тренутних „претварача“ са ефикасношћу од 90%. Само уз овај параметар, рад Сунчевог система ће бити ефикасан, а његово уређење сврсисходно. Губитак 10% соларне енергије неприхватљив је "луксуз".

Додатна функционалност. Напредне карактеристике утичу на трошкове опреме и нису увек у потражњи. Међутим, неке опције оправдавају трошење новца.

Корисни и потребни „уређаји“ укључују:

• аутоматско додавање снаге претварача електричној мрежи;
• подешавање периода пуњења батерије;
• избор извора приоритета струје;
• одржавање рада са батеријама разних врста (алкалне, литијум-железо-фосфат, хелијум, АГМ, киселине);
• могућност комбинованог рада са мрежним претварачем;
• подешавање индикатора напона - упозорење на „пренапоне“ напона мреже;
• могућност надоградње претварача ажурирањем фирмвера.

Савремени претварачи могу бити повезани на ПЦ за програмирање и надзор.

Да би пратили рад опреме и електричних мрежа, произвођачи нуде бесплатни софтвер. Занимљива опција је могућност слања СМС упозорења о статусу система на захтев корисника

Преглед популарних хибридних претварача

Претварачи страних компанија добили су добре критике међу потрошачима: Кстендер (Швајцарска), Просолар (Кина), Вицтор Енерги (Холандија), СМА (Немачка) и Ксантрек (Канада). Домаћи представник - МАП Сине.

Кстендер мултифункционална линија претварача

Кстендер-ов Студер Хибрид Цонвертер је узор швајцарских стандарда квалитета у енергетској електроници. Соларни претварачи серије Кстендер одликују се индикативним карактеристикама снаге и великом функционалношћу.

Различити модели: ХТС - представници мале снаге, ХТМ - модели средње снаге, ХТН - претварачи велике снаге.

Распон снаге Кстендер-а: ХТС - 0,9-1,4 кВ, ХТМ - 1,5-4 кВ, ХТН - 3-8 кВ. Излазни напон - 230 В, фреквенција - 50 Хз

Свака Кстендер Хибрид Дриве серија има следеће карактеристике и опције:

• чисто храњење синусног таласа;
• „Мијешајте“ напајање са мрежом из батерије;
• када се мрежни напон смањи, потрошња из централног напајања смањује се;
• два начина избора приоритета: први је „мекан“ са поновним пуњењем из мреже унутар 10%, други је потпуно пребацивање на батерију;
• разне поставке инсталационог програма;
• резервно управљање генератора;
• стање приправности са широким распоном регулације;
• даљинско надгледање параметара система.

У свим верзијама постоји функција Смарт Боост - повезивање са разним добављачима снаге (генератор агрегата, главни претварач) и Повер Схавинг - загарантована покривеност вршних оптерећења.

Оптимални просоларни хибридни претварачи

Кинески модел има добре карактеристике и прихватљиву цену (око 1200 цу). Претварач оптимизује перформансе соларних ћелија складиштењем непотрошене енергије у батерији.

Спецификације: облик напона - синусоид, ефикасност конверзије - 90%, тежина инсталације - 15.5 кг, дозвољена влажност - 90% без кондензације, температура -25 ° С - +60 ° С

Одлике:

• опција за праћење граничне тачке соларне батерије;
• информативни ЛЦД дисплеј са приказом радних параметара система;
• 3-нивони пуњач акумулатора;
• подешавање максималне струје на 25А;
• претварач комуникатора.

Претварач је на рачунар повезан путем софтвера (испоручује се у комплету). Могуће је надоградити претварач иновативним трептањем.

Сине таласни претварач Пхоеник инвертер

Претварачи Пхоеник испуњавају највише захтеве и погодни су за индустријску употребу. Серија Пхоеник Инвертер излази без уграђеног пуњача.

Претварачи су опремљени ВЕ.Бус информационом магистралом и могу се користити у паралелним или трофазним конфигурацијама.

Распон снаге у опсегу модела је 1,2-5 кВ, ефикасност 95%, напонски тип је синусоид.

Табела приказује карактеристике хибридне модификације претварача 48/5000 компаније Вицтрон Енерги. Процењени трошак Пхоеник Инвертера снаге 5 кВ - 2500 цу

Конкурентске предности:

• СинусМак технологија подржава покретање „тешких терета“;
• два начина уштеде енергије - могућност проналажења оптерећења и спуштања струје без оптерећења;
• присуство алармног релеја - упозорење на прегревање, недовољан напон акумулатора итд .;
• подешавање програмабилних параметара путем рачунара.

Да би се постигла велика снага, може се паралелно спојити до шест претварача. На пример, комбинација шест уређаја номиналне вредности 48/5000 може да обезбеди излазну снагу од 48кВ / 30кВА.

Домаћи уређаји МАП Гибрид и Доминатор

Компанија МАП "Енерги" развила је две модификације хибридног претварача: Гибрид и Доминатор.

Опсег капацитета опреме је 1,3-20 кВ, временски интервал за пребацивање између режима је до 4 мс, обезбеђена је могућност „упумпавања“ електричне енергије у градску мрежу.

Табела упоређивања могућности претварача. Обе врсте су у могућности да раде у ЕЦО режиму, сваки модел је "повезан" са веб сервером за даљинско надгледање и прилагођавање

Опште карактеристике претварача напона Гибрид и Доминатор:

• трансформатор на бази тора;
• стабилизација улазног напона није присутна;
• режим замене напајања;
• излаз - чисти синус;
• генерисање вишка енергије у мрежи;
• ограничење тренутне потрошње на улазу звучника;
• класа ИП21;
• потрошња у режиму „спавања“ - 2-5В.

Ефикасност претварача достиже 93-96%. Уређаји су успешно прошли испитивања за употребу на екстремно ниским температурама (гранична вредност -25 °, дозвољено је краткотрајно смањење на -50 ° Ц).

Могуће шеме повезивања

Приликом израде фотонапонског комплекса комбинованог с централном мрежом постоје различите могућности за повезивање претварача.

Опција бр. 1 - склоп са ДЦ регулатором наелектрисања

Најпопуларнија опција је где се батерија пуни путем МРПТ соларног регулатора (анализа вршне снаге).

Круг користи претварач који подржава пренос електричне енергије у мрежу или оптерећење ако напон батерије прелази кориснички одређени параметар

Карактеристике решења:

• ефикасна употреба обновљивих извора енергије у присуству / искључењу мреже;
• способност активирања рада из соларног система након пражњења батерије.

Такође, још једно решење је незнатно повећани губитак претворбе енергије у делу регулатор-батерија-инвертер.

Опција бр. 2 - склоп са хибридним и мрежним претварачем

Линијски претварач на излазу претварача батерије. Према шеми, два претварача су повезана на различите соларне панеле.

Хибридни претварач повезан је с опционим фотонапонским панелом за поновно пуњење батерије, мрежа је повезана на главни соларни модул.

У нормалним условима (присуство мрежне струје), линијски претварач испоручује сувишно оптерећење, ефикасност конверзије је око 95%. Вишак енергије испоручује се батерији, а када се напуни, заједничкој мрежи

Функције система:

• непрекинути рад без обзира на присуство централног мрежног напона;
• висока ефикасност и минимизирање губитака на истосмерној страни због довољног нивоа напона соларне батерије;
• батерије скоро увек раде у међуспремнику, што повећава њихов радни век;
• употреба хибридних претварача дизајнираних за пуњење батерије из излаза;
• потреба да се прилагоди рад мрежног претварача.

Укупна снага мрежног претварача не би требало да пређе снагу хибридног „претварача“ - то вам омогућава да искористите енергију соларних панела у случају пражњења батерије, искључујући мрежу.

Без обзира на одабрани круг, приликом спајања претварача треба узети у обзир низ нијанси:

1. Жичане везе за једносмерне струје не би требале бити дуге. Препоручљиво је да претварач поставите у близини (до 3 м) од соларних панела, а затим „изградите“ пртљажник наизменичном струјом.
2. Претварач не сме бити монтиран на запаљиву конструкцију.
3. Зидни претварач је смјештен на нивоу очију ради лакшег читања информација са дисплеја.

Спајањем модела снаге веће од 500 В постављају се посебни захтеви. Веза мора бити крута с поузданим контактом између стезаљки уређаја и жица.

На нашој страници се налазе и други чланци о соларној енергији и повезивању појединих компонената и модула током састављања аутономног система.

Препоручујемо да се упознате са следећим материјалима:

• Дијаграм повезаности соларних панела: на регулатор, на батерију и на сервисиране системе
• Соларни пуњач: уређај и принцип рада пуњења од сунца
• Како направити соларну батерију властитим рукама: методе склапања и уградње соларног панела

Закључци и корисни видео о овој теми

Концепт "хибридног претварача", његов уређај, функције и опције:

Преглед карактеристика, начина рада и ефикасности употребе мултифункцијског претварача ИнфиниСолар од 3 кВ:

Пројектирање соларног система електричне енергије је сложен и захтеван задатак. Прорачун потребних параметара, избор компоненти хелиокомплекса, повезивање и пуштање у погон најбоље је препустити професионалцима.

Направљене грешке могу довести до кварова у систему и неефикасне употребе скупе опреме.

Одабир најбоље опције претварача за рад аутономног система напајања соларном енергијом? Имате ли питања која нисмо одговорили у овом чланку? Питајте их у коментарима испод - покушаћемо да вам помогнемо.

Или сте приметили нетачности или недоследности у представљеном материјалу? Или желите надопунити теорију практичним препорукама на основу личног искуства? Пишите нам о овоме, поделите своје мишљење.