Saulės kolektorių hibridinis inverteris: prietaiso pasirinkimas ir principai

Maitinimo sistemos su vienu metu naudojamu tradiciniu elektros tiekimu ir elektros energija iš saulės - ekonomiškai patikimas sprendimas privačiam namų ūkiui, kotedžui, atostogų gyvenvietėms ir pramonei patalpose.

Nepakeičiamas komplekso elementas yra saulės elementų hibridinis inverteris, nustatantis įtampos tiekimo režimus, užtikrinantis nepertraukiamą saulės sistemos veikimą ir efektyvumą.

Kad sistema veiktų efektyviai, jums reikia ne tik pasirinkti optimalų modelį, bet ir tinkamai jį prijungti. Ir kaip tai padaryti - mes analizuosime savo straipsnį. Taip pat apsvarstykite esamus konverterių tipus ir geriausius šiandienos rinkos pasiūlymus.

Hibridinių inverterių savybių vertinimas

Atsinaujinančios saulės energijos naudojimas kartu su centralizuotu energijos tiekimu suteikia keletą privalumų. Įprastas saulės sistemos veikimas užtikrina sklandų pagrindinių modelių veikimą: saulės kolektorius, apmokestinimo valdiklis, baterija, taip pat vienas iš pagrindinių elementų - inverteris.

Saulės sistemos inverteris yra prietaisas, skirtas tiesioginės srovės (DC) keitimui iš fotovoltinių plokščių į kintamą elektros energiją. Tai yra 220 V buitinių prietaisų įtampa. Be inverterio elektros energijos gamyba yra beprasmiška.

Geriau vertinti hibridinio modelio galimybes lyginant su artimiausių konkurentų - autonominių ir tinklo „konverterių“ darbo ypatumais.

Tinklo konverterio tipas

Prietaisas veikia su bendra elektros apkrova. Keitiklio keitimas yra prijungtas prie elektros energijos vartotojų, garsiakalbių tinklo.

Schema yra paprasta, tačiau turi keletą apribojimų:

• tinkamumas prie kintamosios srovės prieinamumo tinkle;
• maitinimo įtampa turi būti santykinai stabili ir atitikti keitiklio veikimo sritį.

Įvairovė yra paklausa privačiuose namuose su dabartiniu „žaliuoju“ tarifu elektrifikavimui.

Autonominis įrenginio pasirinkimas

Prietaisas maitinamas baterijakuris gauna mokestį iš saulės kolektorių per MPPT valdiklį. Sistema naudoja įvairių tipų baterijas, įskaitant aukštųjų technologijų ličio baterijas.

Didžiausia „akumuliatoriaus“ užpildymo energija perduodama į inverterio įvestį, kurio galia yra prijungta prie AU galutinių vartotojų.

Jei trūksta saulės aktyvumo, energija paimama iš baterijų ir „konvertuojama“ per įtampos keitiklį.

Savarankiško įrenginio savybės:

• savarankiško darbo galimybė, jei nėra elektros tinklo;
• kai kurie modeliai palaiko veikimo būdą „žaliuoju“ tarifu;
• Įrenginių efektyvumas - 90–93%.

Siekiant užtikrinti absoliučią objekto autonomiją, reikia tikslios galios skaičiavimas ir pakankamai energijos suvartojimas.

Hibridinis keitiklio tipas

Modelis nuo pirmiau aprašytų prietaisų skiriasi nuo specialios gamybos „architektūros“. Viduje yra speciali laidų schema, leidžianti konverteriui veikti lygiagrečiai su srovės šaltiniu (tinklu, generatoriumi).

Tuo pačiu metu apkrova tiekiama iš centrinio tinklo ir saulės elementas, su prioritetine funkcija, paskirta DC tiekėjui.

Konkurenciniai pranašumai yra hibridinių inverterių universalumas:

1. Tinklas - erdvus akumuliatorius, kurio efektyvumas yra 100%. Visas fotovoltinių plokščių pagamintas perteklius gali būti nukreiptas į centrinį tinklą „žaliuoju“ tarifu.
2. Nepertraukiamas maitinimas. Atjungus pagrindinį maitinimą, sistema perstatoma į autonominį režimą, apsaugant visus vartotojus nuo įtampos.
3. Didinkite tinklo galios ribą didžiausios apkrovos metu pridedant energijos iš akumuliatoriaus keitiklio komplekso.

Kai „heliocomplex“ vartojimas mažėja, jis persijungia į įkrovimo režimą ir po kurio laiko vėl yra paruoštas naudoti. Galima nurodyti dvigubos galios funkciją: „Smart Boots“, „Power Shaving“, „Grid“ palaikymas.

Įtraukiama galia pagal šiuos principus:

• jei naudojama galia yra mažesnė už maksimalų tinklo suvartojimą, tada papildomai prie apkrovos galios, akumuliatorius įkraunamas;
• jei nėra įtampos tinkle, jis sunaudoja iš akumuliatoriaus pagamintą ir inverterio konvertuojamą elektros energiją;
• jei apkrova viršija tinklo galios ribinę vertę, trūkumą kompensuoja sukaupta elektros energija iš saulės baterijos.

Nurodyti darbo režimai gali palaikyti hibridinius modelius su įkrovikliu.

Srovės keitiklių veislės

Pasirinkus autonominės energijos tiekimo sistemos „širdį“, turėtumėte teisingai palyginti įrangai priskirtas užduotis su jo potencialu.

Pagrindiniai hibridinių inverterių klasifikavimo bruožai yra: darbo režimų keitimo algoritmas, išėjimo įtampos forma ir galimybė aptarnauti vieno ar trijų fazių tinklą.

BBP ir hibridinių įrenginių palyginimas

Kai kurios bendrovės netyčia klaidina vartotoją, skambindamos nepertraukiamo maitinimo (FOB) bloku hibridiniu keitikliu. Atrodo, kad abu prietaisai atlieka panašias užduotis, tačiau yra didelis skirtumas.

BBP yra įkroviklio keitiklis. Modulis pirmiausia užtikrina energijos sąnaudas iš fotovoltinių įrenginių, o kai jis yra nepakankamas, jis persijungia į energijos suvartojimą iš tinklo.

Sistemos veikimas įjungus režimą, sukelia papildomą akumuliatoriaus ciklą ir pagreitina jo nusidėvėjimą. Daugumoje mažų sąnaudų BBPs ribinė įtampa nustatoma be reguliavimo galimybių.

Saulės elementų hibridinių inverterių modeliuose tokie šuoliai neįtraukiami - įrenginys prisitaiko prie reikalingos galios ir veikia kartu su skirtingais srovės šaltiniais.

Galite savarankiškai pasirinkti prioritetinį vartojimą. Paprastai pagrindinis dėmesys skiriamas energijos iš saulės kolektorių išlaidoms. Kai kuriuose hibridiniuose įrenginiuose yra galimybė apriboti iš miesto tinklo gaunamą galią.

Keitiklio bangos formos veislės

Saulės elementų srovės keitikliai klasifikuojami pagal išvesties signalo tipą.

Yra:

• gryna sinusinė banga;
• modifikuotas sinusinis (kvazi-sinusoidinis);
• kryptis

Paskutinis variantas praktiškai nėra naudojamas, nes staigus poliškumo pokytis sukelia įrangos gedimus.

Kas yra gryna sine banga?

Keitiklis užtikrina aukštos kokybės signalą, kuris viršija tinklo srovės formą. Tai yra geriausias būdas užtikrinti „jautrių“ įrenginių veikimą: šildymo katilus, kompresoriai, elektros varikliai, medicinos įranga ir prietaisai, pagrįsti transformatoriaus šaltiniais maitinimo šaltinis.

Kvazin sine funkcijos

Energijos signalo perdavimas modifikuotos sinusinės bangos pavidalu gali sumažinti efektyvumą kai kurie prietaisai, sukelti triukšmą, sukelti trikdžius arba sugadinti įranga.

Kai maitinami žemo dažnio transformatoriai, asinchroniniai, sinchroniniai varikliai 20-30% sumažino galios nuostolius. Šis „defektas“ paverčiamas šilumine energija, perkaitant prietaisus.

Inverteriai su pseudo-sinusoidiniu signalu yra kompaktiški ir įperkami. Jų naudojimas yra tinkamas įrenginiams, neturintiems indukcinių apkrovų, maitinimui, skirti suvartoti aktyvius elektros energijos komponentus.

Į šią grupę įeina: termoelektriniai šildytuvai, kaitrinės apšvietimo sistemos ir kitos atsparios konstrukcijos.

Išėjimo signalo forma nurodoma inverterio pase arba bespereboynik. Galima pastaba: „Atgal“ - gryno sinuso, „Smart“ nebuvimo garantija - tikimybė gauti kokybės srovę išėjime.

Kai kurie pridedamo dokumento gamintojai pažymi harmoninį koeficientą (netiesinį iškraipymo indeksą). Jei parametras yra mažesnis nei 8%, įrenginys sukuria beveik tobulą sinusą.

Vienfaziai ir trifaziai modeliai

Vienfaziai inverteriai daugiausia yra įmontuoti į fotoelektrinę sistemą, kurioje yra standartinė 220V įtampa.

Išvesties įtampos diapazonas, prijungtas prie vieno etapo skirtinguose modeliuose, svyruoja nuo 210-240V, išėjimo dažnis yra 47-55 Hz, galia yra 300-5000 vatų.

Vienfaziai keitikliai yra prieinami standartinėms 12, 24 ir 48 V akumuliatoriaus įtampos vertėms. Kad keitiklis neveiktų esant galimybei, reikia „konverterio“ galios koordinuoti su saulės baterijos arba baterijos įtampa.

Trijų fazių srovės keitikliai tiekiami trijų fazių srovei, tiekiančiai elektros variklius. Pirminis taikymas - gamyba, dirbtuvės, komercinis tikslas.

Trys fazės keitikliai pasižymi didele galia (3-30 kW), plataus diapazono išėjimo AC įtampa (220V / 400V).

Rinkoje yra ir kombinuotų modelių. Tai vienfaziai keitikliai, galintys sinchronizuoti konverterio išėjimus su fazės poslinkiu - tai leidžia tiekti trifazius krovinius. Mes apsvarstėme visas technologijas, skirtas srovės konversijai iš saulės kolektorių mūsų kitas straipsnis.

Saulės inverterių parinkimo parinktys

Konverterio ir visos elektros energijos tiekimo sistemos efektyvumas labai priklauso nuo teisingo įrangos parametrų pasirinkimo.

Be pirmiau minėtų savybių, reikėtų įvertinti:

• išėjimo galia;
• apsaugos rūšis;
• darbinė temperatūra;
• montavimo matmenys;
• Efektyvumas;
• papildomų funkcijų.

Apsvarstykite toliau visas šias charakteristikas.

# 1 kriterijus - įrenginio galia

„Saulės“ keitiklio vertė parenkama pagal maksimalią tinklo apkrovą ir numatomą akumuliatoriaus veikimo laiką. Paleidimo režimu keitiklis gali suteikti trumpalaikį galios padidėjimą, kai įjungiamos talpinės apkrovos.

Šis laikotarpis yra tipiškas, kai įjungiamos indaplovės, skalbimo mašinos arba šaldytuvai.

Naudojant apšvietimo lempas ir televizorių, artėjant prie 500-1000 W mažos galios keitiklio. Paprastai reikalaujama apskaičiuoti visos eksploatuojamos įrangos galingumą. Norima vertė nurodoma tiesiogiai prietaiso korpuse arba lydimajame dokumente.

2 kriterijus - apsaugos lygis

Kokybiškas saulės inverteris turi turėti keletą apsaugos lygių. Galimos parinktys: priverstinio aušinimo sistema, trumpojo jungimo įspėjimas, apsauga nuo gedimų ir įtampos padidėjimo tinkle.

Svarbu - užsandarinta armatūra, neleidžianti patekti į dulkes, drėgmė. Elektros įrangos apsaugos lygis yra standartizuotas pagal standartą IEC-952.

Naudojant atviro oro sąlygas, tinka modeliai su IP65 indeksu - inverterio stiprumas ir patikimumas leidžia jį naudoti išorinėje atmosferoje.

3 kriterijus - darbo temperatūra ir matmenys

Platus reikšmių diapazonas yra tinkamos inverterių surinkimo kokybės rodiklis. Indikatoriaus reikšmė yra ypač svarbi, kai konverteris įdedamas į nešildomą patalpą.

Svoris yra netiesioginis keitiklio kokybės rodiklis. Yra nuomonė - tuo sunkesnis konverteris, tuo galingesnis. Taip yra dėl to, kad transformatoriuje yra didelės galios įrangos.

„Lengvai“ modeliuose transformatoriaus nebuvimas gali sukelti inverterio lūžimą, kai taikoma didelė pradinė srovė.

Kriterijus Nr. 4 - efektyvumas

Ekspertai rekomenduoja įsigyti srovės „konverterių“, kurių efektyvumas yra 90%. Tik su tokiu parametru saulės sistema veiks efektyviai, o jo išdėstymas tikslingas. 10% saulės energijos praradimas yra nepriimtinas „prabanga“.

Papildoma funkcija. Išplėstinės funkcijos turi įtakos įrangos kainoms ir ne visada yra paklausos. Tačiau kai kurie variantai pateisina išleistus pinigus.

Naudingi ir būtini „įrenginiai“ apima:

• automatinis keitiklio galios prijungimas prie elektros tinklo;
• akumuliatoriaus įkrovimo laikotarpio reguliavimas;
• prioritetinio srovės šaltinio parinkimas;
• darbo su skirtingų tipų baterijomis (šarminis, ličio geležies fosfatas, helis, AGM, rūgštis) priežiūra;
• kombinuoto darbo su tinklo konverteriu galimybė;
• įtampos indikatoriaus nustatymas - įspėjimas apie elektros tinklo įtampos padidėjimą;
• galimybė atnaujinti keitiklį atnaujinant programinę įrangą.

Šiuolaikiniai keitikliai gali būti prijungti prie kompiuterio programavimui ir stebėjimui.

Populiarių hibridinių konverterių apžvalga

Tarp vartotojų geros apžvalgos buvo gautos užsienio bendrovių inverterių: „Xtender“ (Šveicarija), „Prosolar“ (Kinija), „Victor Energy“ (Nyderlandai), SMA (Vokietija) ir Xantrex (Kanada). Vietinis atstovas - MAP Sine.

„Xtender“ daugiafunkcinė keitiklio linija

„Xtender“ hibridinis „Studer“ keitiklis yra Šveicarijos galios elektronikos kokybės standartas. „Xtender“ serijos saulės inverteriai pasižymi eksponentinėmis stiprumo charakteristikomis ir plačiu funkcionalumu.

Modelių įvairovė: ХТS - mažos galios atstovai, HTM - vidutinės galios modeliai, ХТН - didelio galingumo inverteriai.

Kiekviena Xtender hibridinių konverterių serija pasižymi šiomis savybėmis ir galimybėmis:

• grynas sine bangų pašaras;
• „Sumaišykite“ maitinimą į tinklą iš baterijos;
• mažinant tinklo įtampos suvartojimą iš centrinio maitinimo šaltinio;
• du prioritetiniai pasirinkimo režimai: pirmasis yra „minkštas“, kai tinklo tiekimas yra 10%, antrasis - visiškai įjungti bateriją;
• įvairūs instillerio nustatymai;
• atsarginio generatoriaus valdymas;
• budėjimo režimas su daugybe reguliavimo;
• nuotolinis sistemos parametrų stebėjimas.

Visose versijose įdiegta „Smart Boost“ funkcija - ryšys su skirtingais „energijos tiekėjais“ (generatorius, elektros srovės keitiklis) ir „Power Shaving“ - garantuojamas didžiausių apkrovų aprėptis.

„Prosolar“ optimalūs keitikliai

Kinijoje pagamintas modelis turi geras savybes ir priimtiną kainą (apie 1200 cu). Keitiklis optimizuoja saulės elementų veikimą, taupydamas nepanaudotą energiją akumuliatoriuje.

Skiriamosios savybės:

• galimybė stebėti saulės baterijos ribinės galios tašką;
• informacija LCD ekranas su sistemos veikimo parametrų rodymu;
• 3 lygių baterijų įkroviklis;
• maksimalios srovės koregavimas iki 25A;
• komunikatoriaus keitiklis.

Keitiklis yra prijungtas prie kompiuterio per programinę įrangą (pateikiamas kaip rinkinys). Keitiklį galima atnaujinti naujoviškai.

Sinusoidiniai inverteriai Phoenix Inverter

„Phoenix“ keitikliai atitinka aukštus reikalavimus ir yra tinkami naudoti pramonėje. „Phoenix Inverter“ serija išleidžiama be įmontuoto įkroviklio.

Keitikliai yra įrengti VE.Bus informacijos magistralėje ir gali būti valdomi lygiagrečiai arba trijų fazių konfigūracijose.

Modelio galios diapazonas yra 1,2-5 kW, efektyvumas yra 95%, įtampos tipas yra sinusoidas.

Konkurenciniai pranašumai:

• „SinusMax“ technologija palaiko „sunkiųjų apkrovų“ paleidimą;
• du energijos taupymo režimai - apkrovos paieškos parinktis ir apatinė tuščiosios eigos srovė;
• aliarmo relės buvimas - įspėjimas apie perkaitimą, nepakankamą akumuliatoriaus įtampą ir tt;
• Programuojamų parametrų nustatymas kompiuteriu.

Norint pasiekti didelę galią, galima lygiagrečiai sujungti iki šešių keitiklių fazę. Pavyzdžiui, šešių prietaisų, kurių vardinė vertė yra 48/5000, derinys gali užtikrinti 48 kW / 30 kVA išėjimo galią.

Buitiniai prietaisai MAP Gibrid ir Dominator

„MAP Energia“ sukūrė dvi hibridinio konverterio versijas: „Gibrid“ ir „Dominator“.

Įrangos galios diapazonas yra 1,3–20 kW, perjungimo tarp režimų intervalas yra iki 4 ms, numatyta galimybė „siurbti“ elektros energiją į miesto tinklą.

Bendrosios įtampos keitiklių Gibrid ir Dominator charakteristikos:

• transformatoriaus pagrindu;
• nėra įvesties įtampos stabilizavimo;
• galios apsikeitimo režimas;
• produkcija - gryna sine;
• energijos perteklius tinkle;
• apriboti dabartinį suvartojimą AS valdyme;
• klasė IP21;
• vartojimas „miego“ režimu - 2-5W.

Konverterių efektyvumas siekia 93–96%. Prietaisai sėkmingai išlaikė bandymus, skirtus naudoti esant itin žemai temperatūrai (ribinė vertė yra -25 °, leistinas trumpalaikis sumažinimas iki -50 ° C).

Galimos laidų schemos

Pastatant fotovoltinį kompleksą kartu su centriniu tinklu, yra įvairių keitiklio sujungimo galimybių.

1 variantas yra grandinė su DC įkrovos valdikliu

Populiariausias variantas, kai akumuliatoriaus įkrovimas atliekamas per saulės valdiklį MRRT (didžiausios galios taško analizė).

Sprendimo funkcijos:

• efektyvus atsinaujinančiosios energijos naudojimas naudojant / atjungiant tinklą;
• gebėjimas aktyvuoti darbą nuo saulės sistemos po to, kai baterija yra maža.

Kitas sprendimas - šiek tiek padidinti energijos konversijos nuostolius segmente „valdiklis-akumuliatorius“.

2 variantas - hibridinė ir tinklo keitiklio grandinė

Tinklo keitiklis prie akumuliatoriaus keitiklio. Pagal schemą du keitikliai yra prijungti prie skirtingų saulės baterijų.

Hibridinis keitiklis yra prijungtas prie papildomos fotovoltinės plokštės akumuliatoriui įkrauti, maitinimas yra prijungtas prie pagrindinio saulės modulio.

Sistemos funkcijos:

• sklandus veikimas, nepriklausomai nuo centrinės tinklo įtampos;
• didelis efektyvumas ir nuostolių sumažinimas DC pusėje dėl pakankamo saulės baterijos įtampos lygio;
• baterijos beveik visada veikia buferio režimu, kuris padidina jų tarnavimo laiką;
• naudoti hibridinius inverterius, skirtus įkrauti bateriją iš išėjimo;
• poreikį koreguoti tinklo keitiklio veikimą.

Bendra maitinimo konverterio galia neturėtų viršyti hibridinio „konverterio“ galios - tai leidžia perdirbti saulės kolektorių energiją, kai akumuliatorius išsikrauna, tinklo atjungimas.

Nepriklausomai nuo pasirinktos schemos, jungiant inverterį reikia atsižvelgti į keletą niuansų:

1. Laidinės jungtys DC neturėtų būti ilgos. Pageidautina, kad keitiklis būtų įrengtas šalia (iki 3 m) nuo saulės kolektorių, o po to „statyti“ pagrindinę liniją su AC.
2. Konverteris neturi būti montuojamas ant degių medžiagų.
3. Sieninis inverteris yra akies lygyje, kad būtų galima lengvai skaityti informaciją iš ekrano.

Yra specialūs reikalavimai jungiamiesiems modeliams, kurių talpa didesnė kaip 500 vatų. Sujungimas turi būti tvirtas ir patikimas kontaktas tarp prietaisų gnybtų ir laidų.

Taip pat mūsų svetainėje yra ir kitų straipsnių apie saulės energiją ir atskirų komponentų bei modulių prijungimą statant autonominę sistemą.

Rekomenduojame perskaityti šias medžiagas:

• Saulės baterijų prijungimo schema: valdikliui, akumuliatoriui ir aptarnaujamoms sistemoms
• Saulės baterijos įkroviklis: prietaisas ir įkrovimo iš saulės principas
• Kaip gaminti saulės bateriją patys: saulės kolektorių surinkimo ir montavimo būdai

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas tema

„Hibridinio inverterio“ sąvoka, jo įrenginys, funkcijos ir versijos:

3 kW „InfiniSolar“ daugiafunkcinio keitiklio funkcijų, veikimo būdų ir efektyvumo apžvalga:

Saulės energijos sistemos projektavimas yra sudėtinga ir sudėtinga užduotis. Būtina patikėti reikalingų parametrų apskaičiavimą, saulės komplekso sudėtinių komponentų parinkimą, prijungimą ir paleidimą profesionalams.

Klaidos gali sukelti sistemos gedimus ir neefektyvų brangios įrangos naudojimą..

Geriausios konverterio parinkties pasirinkimas saulės energijai pagrįstos autonominės energijos tiekimo sistemos veikimui? Ar turite klausimų, į kuriuos šiame straipsnyje nekalbėjome? Paprašykite jų toliau pateiktose pastabose - mes stengsimės jums padėti.

O gal pastebėjote pateiktos medžiagos netikslumus ar neatitikimus? Ar norite teoriją papildyti praktinėmis rekomendacijomis, paremtomis asmenine patirtimi? Rašykite mums apie tai, dalinkitės savo nuomone.