Hybridomformare för solpaneler: typer, översikt över de bästa modellerna + anslutningsfunktioner

Elförsörjningssystem med samtidig användning av traditionell strömförsörjning och elektricitet från solen är en ekonomiskt hållbar lösning för privat hushåll, stuga, sommarstugor och industrilokaler.

Ett oundgängligt element i komplexet är en hybridomvandlare för solbatterier, som bestämmer spänningslägen, vilket garanterar oavbruten drift och solsystemets effektivitet.

För att systemet ska fungera effektivt behöver du inte bara välja den optimala modellen utan också ansluta den korrekt. Och hur man gör detta - vi kommer att analysera i vår artikel. Vi tar också hänsyn till befintliga typer av omvandlare och de bästa erbjudandena på marknaden idag.

Bedömning av hybridomvandlare

Att använda förnybar solenergi i kombination med en centraliserad strömförsörjning ger flera fördelar. Solsystemets normala funktion säkerställs genom samordning av huvudmodellerna: solpaneler, laddningsregulator, batteri, såväl som ett av de viktigaste elementen - omformaren.

Solsystemomvandlare - en enhet för att konvertera likström (DC) från solcellspaneler till växelström. Det är vid en strömspänning på 220 V som hushållsapparater fungerar. Utan en inverterare är generering av energi meningslös.

Systemets schema: 1 - solmoduler, 2 - laddningsregulator, 3 - batteri, 4 - spänningsomvandlare (växelriktare) med tillförsel av växelström (AC)

Det är bättre att bedöma kapaciteten hos hybridmodellen i jämförelse med funktionerna i arbetet hos de närmaste konkurrenterna - autonoma och nätverkskonverterare.

Nätverk för omvandlare

Enheten fungerar på en delad nätbelastning. Utgången från omvandlaren är ansluten till elkonsumenter, elnät.

Schemat är enkelt, men har flera begränsningar:

• användbarhet vid tillgänglighet av växelström i ett nätverk;
• nätspänningen måste vara relativt stabil och överensstämma med omvandlarens driftsområde.

Sorten är efterfrågad i privata hem med den nuvarande "gröna" tulltaxan för elektrifiering.

Under dagen, med minimal energiförbrukning, tillförs den genererade strömmen till nätet med "gröna" hastigheter, från kväll till morgon "byggs" från en centraliserad elförsörjning

Fristående version av enheten

Enheten drivs av batterisom tar emot en avgift från solpaneler via MRPT-regulatorn. Systemet använder olika typer av batterier, inklusive högteknologiska litiumbatterier.

Vid den maximala "påfyllningen" av lagringsenheten överförs överskott av elektricitet till växelriktarens ingång, vars utgång är ansluten till AC-slutanvändarna.

I händelse av brist på solaktivitet tas energi från lagringsbatterierna och passerar "konvertering" genom spänningsomformaren.

Funktioner för den autonoma installationen:

• möjligheten till oberoende drift i frånvaro av växelström;
• vissa modeller stöder det "gröna" driftsläget;
• Effektiviteten hos installationerna är 90-93%.

För att säkerställa objektets absoluta autonomi krävs noggrannhet beräkning av solenergi och tillräckligt med batteri.

Alternativet för oberoende användning av inverteraren utan att inkludera en centraliserad nätverksanslutning i systemet. Fristående omvandlare är efterfrågad i områden med full frånvaro eller låg elförsörjningskvalitet

Typ av hybridomvandlare

Modellen skiljer sig från enheterna som beskrivs ovan i en speciell ”arkitektur” för tillverkning. En speciell elektrisk krets är anordnad inuti, som möjliggör parallell drift med strömkällan (nät, generator) i omvandlarläget.

Samtidigt levereras lasten från centralnätet och solpanelermedan prioritetsfunktionen tilldelas DC-leverantören.

Med hybridomvandlaren kan du konsumera solenergi så effektivt som möjligt utan att byta från nätaggregatet från en centralstation eller generator

Konkurrensfördelar ligger i multifunktionaliteten hos hybridomvandlare:

1. nätverk - Ett slags rymligt batteri med en effektivitet på 100%. Alla överskott genererade av fotovoltaiska plattor kan omdirigeras till det centrala nätverket till en ”grön” tulltaxa.
2. Avbrottsfri strömförsörjning. När du stänger av huvudströmförsörjningen byggs systemet om till offline-läge, vilket skyddar alla konsumenter från spänningsspänningar.
3. Ökad gräns för nätkapacitet under toppbelastningar på grund av tillsats av energi från batteri-inverterarkomplexet.

Med en minskning av förbrukningen växlar solkomplexet till laddningsläge och är klart för användning igen efter ett tag. Dubbel strömfunktion kan indikeras: Smart Boots, Power Shaving, Grid support.

Tillägget av makt sker enligt följande principer:

• om den använda kraften är lägre än den maximala nätförbrukningen, laddas ackumulatorbatteriet förutom att tillföra lasten;
• i frånvaro av spänning i nätverket förbrukas energi från batteriet och konverteras av omformaren;
• om belastningen överskrider gränsvärdet för nätverkets kraft, kompenseras bristen av den ackumulerade elektriciteten från solbatteriet.

De listade driftsätten kan stödja hybridmodeller med en laddare.

Vissa multifunktionsomformare är utformade för att samtidigt ansluta flera växelströmslinjer för att automatiskt komma in i reserven. Högteknologiska modeller reglerar oberoende av batteriet

Variationer av nuvarande omvandlare

Om du väljer "hjärtat" i ett autonomt strömförsörjningssystem bör du korrekt jämföra de uppgifter som tilldelats utrustningen med dess potentiella kapacitet.

Huvudfunktionerna i klassificeringen av hybridomvandlare är: en algoritm för att ändra driftsätt, formen på utspänningen och förmågan att betjäna ett enda eller trefas nätverk.

Jämförelse av UPS och hybridinstallation

Vissa företag vill oavsiktligt vilseleda konsumenten och kallar den avbrottsfri strömförsörjningsenheten (UPS) en hybridomvandlare. Det verkar som om båda enheterna utför liknande uppgifter, men det finns en betydande skillnad.

BBP är en växelriktare med en laddare. Modulen tillhandahåller främst energiförbrukning från en fotovoltaisk installation, och om den saknar växlar den till förbrukning från nätverket.

BBP kan inte utföra funktionen att ”blanda” den ackumulerade elektriciteten från batterierna med elnätet. Prioritetsförbrukning från en likströmskälla realiseras genom att koppla från nätverket och byta till batteridrift

Systemets funktion i "ryck" -läge provoserar ytterligare cykling av batteriet och påskyndar dess slitage. I de flesta billiga kraftförsörjningssystem är tröskelspänningen inställd utan reglering.

I modellerna av hybridomformare för solbatterier är sådana överspänningar uteslutna - enheten anpassas till den erforderliga kraften och fungerar samtidigt med olika strömkällor.

Du kan välja prioriterad konsumtion själv. Som regel ligger tonvikten på användning av energi från solpaneler. Vissa hybridenheter har möjlighet att begränsa kraften från stadsnätverket.

Jämförelse av funktioner för populära modifieringar av hybrid "konverterare" och BBP. I Victron-modellserien är det möjligt att öka växelriktarens effekt på grund av nätverk

Olika invertervågformer

Solströmomvandlare klassificeras efter typen av utsignal.

skilja:

• ren sinusvåg;
• modifierad sinus (kvasi-sinusvåg);
• meander.

Det senare alternativet används praktiskt taget inte i praktiken, eftersom en kraftig förändring i polaritet orsakar funktionsfel.

En växelriktare med en "U-formad" signal kan inte skydda enheter från spänningsspänningar. Dessutom uppfattar huvuddelen av hushållsapparater inte "slingrande" strömmen

Vad är en ren sinusvåg?

Omvandlaren producerar en signal av hög kvalitet som överskrider nätströmens form. Detta är det bästa alternativet för drift av "känslig" utrustning: värmepannor, kompressorer, elmotorer, medicinsk utrustning och enheter baserade på transformatorns strömförsörjning.

Nackdelar med sinusvågomvandlare: höga kostnader och stora dimensioner. Att köpa en ren sinusomvandlare kostar dubbelt så mycket som en kvasi-sinusvågsmodell med lika total effekt

Quasi-sinus funktioner

Energisignalöverföring i form av en modifierad sinusvåg kan minska effektiviteten hos vissa enheter, provocera utseendet på buller, orsaka störningar eller skada utrustning.

När den drivs av lågfrekventa transformatorer, asynkrona, synkronmotorer, är en effektförlust på 20-30% synlig. Denna "defekt" omvandlas till termisk energi och överhettar enheterna.

Pseudo-sinusformade växelriktare är kompakta och prisvärda. Deras användning rekommenderas för strömförsörjningsenheter utan induktiv belastning, konstruerad för konsumtion av aktiva komponenter i elektrisk kraft.

I denna grupp ingår: termoelektriska värmare, glödljussystem och andra resistiva strukturer.

Alternativ för den modifierade sinusen: 1 - en komplicerad form av slingan med en paus, 2 - tillnärmning till den rena sinusen på grund av en ökning av antalet övergångar

Formen på utsignalen indikeras i växelriktarens pass eller oavbruten. Möjlig notation: "Back" - en garanti för frånvaron av en ren sinus, "Smart" - sannolikheten för att få en högkvalitativ ström vid utgången.

Vissa tillverkare i det bifogade dokumentet noterar den harmoniska koefficienten (index för olinjär distorsion). Om parametern är mindre än 8%, producerar enheten en nästan perfekt sinus.

Enfas- och trefasmodeller

Enfasomvandlare är huvudsakligen inbyggda i kretsen för ett inhemskt solcellssystem med en standardspänning på 220V.

Utgångsspänningsområdet när det är anslutet till en fas i olika modeller sträcker sig från 210-240V, utgångsfrekvensen är 47-55 Hz, och effekten är 300-5000 watt.

Enfasomvandlare är tillgängliga för standardbatterier för batterispänning: 12, 24 och 48 V. För att omvandlaren inte ska fungera vid kapacitetsgränsen är det nödvändigt att samordna "konverterarens" kraft med solbatteriets eller batteriets spänning.

Beroende av batteriets egenskaper (spänning - V) och solomvandlare (nominell effekt - W): 12 V - inom 600 W, 24 V - upp till 1,5 kW, 48 V - över 1,5 kW

Tre-fas inverterare används för att mata trefasström, vilket ger el till motorer.Primär applikation - produktion, verkstäder, kommersiellt bruk.

Växelriktare i tre faser kännetecknas av hög effekt (3-30 kW), ett brett utbud av utgångsspänning (220V / 400V).

Kombinerade modeller finns också på marknaden. Dessa inkluderar enfasomvandlare med förmågan att synkronisera utgångarna på omvandlaren med en fasförskjutning - detta gör att du kan driva trefasbelastningar. Alla typer av tekniker för att konvertera ström från solpaneler granskade vi i vår andra artikel.

Parametrar för val av solinverter

Effektiviteten hos omvandlaren och hela kraftförsörjningssystemet beror till stor del på ett kompetent val av utrustningsparametrar.

Förutom ovanstående egenskaper bör du utvärdera:

• utgångseffekt;
• typ av skydd;
• arbetstemperatur;
• installationsdimensioner;
• effektivitet;
• tillgänglighet av ytterligare funktioner.

Vidare beaktar vi alla dessa egenskaper mer detaljerat.

Kriterium nr 1 - enhetens ström

Klassificeringen av “solen” -omvandlaren väljs baserat på beräkningen av den maximala belastningen på nätverket och den beräknade batteritiden. I startläge kan omvandlaren ge en kortvarig ökning av effekten vid tidpunkten för driftsättning av kapacitiva laster.

Denna period är typisk när du sätter på diskmaskiner, tvättmaskiner eller kylskåp.

När du använder belysningslampor och en TV är en lågeffektomformare för 500-1000 watt lämplig. Som regel krävs beräkningen av den opererade utrustningens totala effekt. Det erforderliga värdet anges direkt på enhetens kropp eller i det medföljande dokumentet.

Det är önskvärt att öka det erhållna värdet med 20-30% - detta är inverterarens nödvändiga uteffekt. Exempelvis är utrustningens totala effekt 500 W / h, batteriets livslängd är 5 h. Beräkning: 500 W / h * 5h * 1,2 = 3000 W / h

Kriterium nr 2 - skyddsnivå

En högkvalitativ solinverterare måste ha flera skyddsnivåer. Möjliga alternativ: tvingat kylsystem, kortslutningsvarning, skydd mot spänningsdipp och överspänningar.

Det är också viktigt - närvaron av ett tätat förstärkt hus som förhindrar att damm, fukt tränger in i insidan. Den elektriska skyddsgraden är standardiserad enligt IEC-952 standardisering.

Indexet betecknas IP AB, där A är skyddsnivån mot penetration av främmande partiklar i enheten, B är motståndet mot fukt

För driftförhållanden utomhus är modeller med IP65-index lämpliga - inverterarens styrka och tillförlitlighet tillåter användning i en extern atmosfär.

Kriterium nr 3 - driftstemperatur och dimensioner

Ett brett spektrum av värden är en indikator på omformarens byggkvalitet. Värdet på indikatorn är särskilt relevant när konverteraren placeras i ett ouppvärmt rum.

Vikt är en indirekt indikator på inverterarens kvalitet. Det finns en åsikt - ju tyngre konverteraren är, desto kraftfullare är den. Detta beror på närvaron av en transformator i högeffektiv utrustning.

I "lätta" modeller kan frånvaron av en transformator orsaka fel på växelriktaren när hög strömström appliceras.

Enligt observationer motsvarar en kilogram av solkonverterarens vikt en utgångseffekt på 100 watt. Omformarens dimensioner avgör metoden för installationen

Kriterium 4 - prestandakoefficient

Experter rekommenderar att man köper nuvarande ”omvandlare” med en effektivitet på 90%. Endast med denna parameter kommer solsystemets arbete att vara effektivt och arrangemanget lämpligt. Förlusten av 10% av solenergin är en oacceptabel "lyx".

Ytterligare funktionalitet. Avancerade funktioner påverkar kostnaden för utrustning och är inte alltid efterfrågade. Vissa alternativ motiverar emellertid pengarna.

Användbara och nödvändiga "enheter" inkluderar:

• automatisk tillägg av växelriktarkraft till elnätet;
• justering av batteriets laddningsperiod;
• val av prioriterad aktuell källa;
• underhåll av arbete med olika batterier (alkaliskt, litiumjärn-fosfat, helium, AGM, syra);
• möjligheten att kombinera arbete med en nätverkskonverterare;
• inställning av spänningsindikatorn - varning för "överspänningar" i nätspänningen;
• möjligheten att uppgradera inverteraren genom att uppdatera firmware.

Moderna omvandlare kan anslutas till en dator för programmering och övervakning.

För att spåra driften av utrustning och elektriska nätverk erbjuder tillverkare gratis programvara. Ett intressant alternativ är möjligheten att skicka SMS-varningar om status på systemet på begäran av användaren

Översikt över populära hybridomvandlare

Inverterare från utländska företag fick goda recensioner bland konsumenterna: Xtender (Schweiz), Prosolar (Kina), Victor Energy (Nederländerna), SMA (Tyskland) och Xantrex (Kanada). Inhemsk representant - MAP Sine.

Xtender Multifunction Inverter Line

Xtenders Studer Hybrid Converter är symbolen för schweiziska kvalitetsstandarder inom kraftelektronik. Xtender-seriens solomvandlare kännetecknas av deras indikativa styrkaegenskaper och omfattande funktionalitet.

En mängd olika modeller: ХТS - lågeffektrepresentanter, ХТМ - modeller med medeleffekt, ХТХ - högeffektsomformare.

Kraftområden för Xtender: ХТS - 0,9-1,4 kW, ХТМ - 1,5-4 kW, ХТН - 3-8 kW. Utgångsspänning - 230 W, frekvens - 50 Hz

Varje Xtender Hybrid Drive-serie har följande funktioner och alternativ:

• ren sinusvågmatning;
• "Mixa" ström till nätverket från batteriet;
• när nätspänningen minskar minskar förbrukningen från den centrala strömförsörjningen;
• två val av lägen för prioritering: det första är ”mjukt” med laddning från nätverket inom 10%, den andra är helt övergår till batteriet;
• olika installationsinställningar;
• säkerhetskopiering generator kontroll;
• vänteläge med ett brett spektrum av reglering;
• fjärrövervakning av systemparametrar.

I alla versioner finns en Smart Boost-funktion - anslutning till olika "leverantörer" av kraft (generatoruppsättning, nätomvandlare) och strömavskiljning - garanterad täckning av toppbelastningar.

Optimala prosolära hybridomvandlare

Den kinesiska tillverkade modellen har goda egenskaper och en acceptabel kostnad (cirka 1200 cu). Omformaren optimerar solcells prestanda genom att lagra outnyttjad energi i batteriet.

Specifikationer: spänningsform - sinusform, omvandlingseffektivitet - 90%, installationsvikt - 15,5 kg, tillåten fuktighet - 90% utan kondens, temperatur -25 ° С - +60 ° С

Utmärkande egenskaper:

• alternativ för att spåra gränsen för solbatteriet;
• information LCD-display med visning av systemets driftsparametrar;
• 3-nivå batteriladdare;
• justering av maximal ström till 25A;
• kommunikatoromvandlare.

Konverteraren är ansluten till datorn via mjukvara (levereras som kit). Det är möjligt att uppgradera omformaren genom innovativ blinkning.

Sine Wave Inverters Phoenix Inverter

Phoenix-omformare uppfyller de högsta kraven och är lämpliga för industriella tillämpningar. Phoenix Inverter-serien släpps utan en inbyggd laddare.

Omvandlarna är utrustade med en VE.Bus-informationsbuss och kan användas i parallella eller trefasiga konfigurationer.

Effektområdet för modellområdet är 1,2-5 kW, verkningsgraden är 95%, spänningstypen är en sinusoid.

Tabellen visar egenskaperna hos hybridmodifieringen av 48/5000 inverteraren från Victron Energy. Uppskattad kostnad för Phoenix Inverter med en effekt på 5 kW - 2500 cu

Konkurrensfördelar:

• SinusMax-tekniken stöder lanseringen av ”tunga laster”;
• två energisparlägen - alternativet att hitta lasten och sänka strömmen utan belastning;
• närvaro av ett larmrelä - varning för överhettning, otillräcklig batterispänning osv.;
• inställning av programmerbara parametrar via PC.

För att uppnå hög effekt kan upp till sex omvandlare parallellt anslutas. Exempelvis kan en kombination av sex enheter med ett nominellt värde av 48/5000 ge en utgångseffekt på 48 kW / 30kVA.

Inhemska enheter MAP Gibrid och Dominator

Företaget MAP "Energy" har utvecklat två modifieringar av hybridomvandlaren: Gibrid och Dominator.

Räckvidden för utrustningskapacitet är 1,3-20 kW, tidsintervallet för växling mellan lägen är upp till 4 ms, möjligheten att "pumpa" el till stadsnätet tillhandahålls.

Jämförelsetabell över konverteringsfunktioner. Båda typerna kan arbeta i ECO-läge, varje modell är "ansluten" med en webbserver för fjärrövervakning och justering

Allmänna egenskaper hos Gibrid- och Dominator-spänningsomvandlare:

• torusbaserad transformator;
• ingångsspänningsstabilisering saknas;
• power swap-läge;
• utgång - ren sinus;
• generera ett överskott av energi i nätverket;
• begränsning av strömförbrukningen vid ingången till högtalaren;
• klass IP21;
• konsumtion i "viloläge" - 2-5W.

Effektiviteten för omvandlare når 93-96%. Enheterna har framgångsrikt klarat tester för användning vid extremt låga temperaturer (gränsvärde -25 °, en kortvarig minskning till -50 ° C är tillåten).

Möjliga anslutningsscheman

När du bygger ett fotovoltaiskt komplex i kombination med ett centralt nätverk finns det olika alternativ för att ansluta en inverter.

Alternativ 1 - krets med en DC-laddningsregulator

Det mest populära alternativet är där batteriet laddas via MRPT-solenergikontrollen (topp effektpunktanalys).

Kretsen använder en omvandlare som stöder överföring av elektricitet till nätverket eller till belastningen om batterispänningen överskrider en användarspecificerad parameter

Funktioner i lösningen:

• effektiv användning av förnybar energi i närvaro / frånkoppling av nätverket;
• möjligheten att aktivera arbete från solsystemet efter att batteriet har laddats ur.

Och en annan lösning är en något ökad energiförlustförlust i sektorn controller-batteri-inverter.

Alternativ # 2 - krets med en hybrid- och nätverkskonverterare

Linjeomvandlare vid utgången från batteriomformaren. Enligt schemat är två omvandlare anslutna till olika solpaneler.

Hybridomvandlaren är ansluten till den valfria fotovoltaiska panelen för att ladda batteriet, nätverket är anslutet till huvudsolmodulen.

Under normala förhållanden (närvaron av nätström) tillhandahåller ledningsomvandlaren den redundanta belastningen, omvandlingseffektiviteten är cirka 95%. Överskott av energi tillförs batteriet, och när det är fyllt, till det gemensamma nätverket

Systemfunktioner:

• oavbruten drift oavsett närvaron av central nätspänning;
• hög effektivitet och minimering av förluster på DC-sidan på grund av solens batteriets tillräckliga spänningsnivå;
• batterier fungerar nästan alltid i buffertläge, vilket ökar deras livslängd;
• användningen av hybridomvandlare som är utformade för att ladda batteriet från utgången;
• behovet av att justera driften av nätverksomvandlaren.

Nätverkskonverterns totala effekt bör inte överstiga kraften hos hybrid "omvandlaren" - detta gör att du kan utnyttja solpanelens energi i händelse av batteriladdning och koppla bort nätverket.

Oavsett den valda kretsen bör ett antal nyanser beaktas vid anslutning av en växelriktare:

1. Kabelförbindelser för DC bör inte vara långa. Det är lämpligt att placera omformaren i närheten (upp till 3 m) från solpanelerna och sedan "bygga upp" bagageutrymmet med AC.
2. Omvandlaren får inte monteras på en brännbar konstruktion.
3. Väggomformaren är placerad i ögonhöjd för enkel läsning av information från skärmen.

Genom att ansluta modeller med en effekt på mer än 500 watt ställs särskilda krav. Anslutningen måste vara styv med en tillförlitlig kontakt mellan anslutningarna på enheten och ledningarna.

På vår webbplats finns också andra artiklar om solenergi och anslutning av enskilda komponenter och moduler under montering av ett autonomt system.

Vi rekommenderar dig att bekanta dig med följande material:

• Anslutningsdiagram för solpaneler: till regulatorn, till batteriet och till servicsystemen
• Solladdare: enhet och princip för drift av laddning från solen
• Hur man gör ett solbatteri med dina egna händer: sätt att montera och installera en solpanel

Slutsatser och användbar video om ämnet

Konceptet "hybrid inverter", dess enhet, funktioner och alternativ:

Översikt över funktioner, driftsätt och effektivitet med användning av 3 kW InfiniSolar multifunktionsomvandlare:

Att utforma ett solenergisystem är en komplex och krävande uppgift. Beräkning av nödvändiga parametrar, val av komponenter i heliocomplex, anslutning och idrifttagning lämnas bäst till proffs.

Fel som kan göras kan leda till systemfel och ineffektiv användning av dyr utrustning.

Väljer du det bästa omvandlaralternativet för drift av ett autonomt solenergisystem? Har du frågor som vi inte behandlade i den här artikeln? Fråga dem i kommentarerna nedan - vi kommer att försöka hjälpa dig.

Eller kanske du märkte felaktigheter eller inkonsekvenser i det presenterade materialet? Eller vill du komplettera teorin med praktiska rekommendationer baserade på personlig erfarenhet? Skriv till oss om detta, dela din åsikt.