Hybridní střídač pro solární panely: volba a principy zařízení

Napájecí systémy se současným použitím tradičního zdroje energie a elektřiny ze slunce - ekonomicky zdravé řešení pro soukromé domácnosti, chaty, rekreační vesnice a průmyslové prostory.

Nepostradatelným prvkem komplexu je hybridní střídač pro solární články, který určuje režimy napájecího napětí a zajišťuje nepřetržitý provoz a účinnost solárního systému.

Aby systém fungoval efektivně, musíte nejen vybrat optimální model, ale také správně ho připojit. A jak to udělat - budeme analyzovat v našem článku. Také zvážit stávající typy konvertorů a nejlepší nabídky na současném trhu.

Vyhodnocení funkcí hybridního měniče

Využití obnovitelné solární energie v kombinaci s centralizovaným napájením poskytuje několik výhod. Normální fungování solárního systému zajišťuje hladký chod jeho hlavních modelů: solárních panelů, regulátor nabíjení, baterie, jakož i jeden z klíčových prvků - střídač.

Střídač solárního systému je zařízení pro převod stejnosměrného proudu z fotovoltaických panelů na střídavou. Jedná se o proudové napětí 220 V domácích spotřebičů. Bez střídače je výroba elektřiny bezvýznamná.

Je lepší vyhodnotit schopnosti hybridního modelu ve srovnání s zvláštnostmi práce jeho nejbližších konkurentů - autonomních a síťových "konvertorů".

Typ síťového převodníku

Zařízení pracuje na běžném elektrickém zatížení. Výstup z měniče je připojen ke spotřebiči elektrické energie, reproduktorové síti.

Systém je jednoduchý, ale má několik omezení:

• provozuschopnost při dostupnosti střídavého proudu v síti;
• síťové napětí musí být relativně stabilní a musí odpovídat provoznímu rozsahu měniče.

Odrůda je v poptávce v soukromých domech se současným "zeleným" tarifem pro elektrifikaci.

Možnost autonomního zařízení

Přístroj je napájen bateriekterý přijímá náboj ze solárních panelů přes MPPT regulátor. Systém používá různé typy baterií, včetně špičkových lithiových baterií.

Při maximálním „naplnění“ akumulátoru se přebytečná energie přenáší na vstup měniče, jehož výstup je připojen ke koncovým uživatelům AU.

V případě nedostatku sluneční aktivity je energie odebírána z baterií a je "převáděna" přes měnič napětí.

Vlastnosti autonomní instalace:

• možnost nezávislého provozu v nepřítomnosti sítě AC;
• některé modely podporují režim provozu „zeleného“ tarifu;
• Účinnost zařízení - 90-93%.

Pro zajištění absolutní autonomie objektu je třeba přesné výpočet výkonu heliopanel a dostatečnou spotřebu energie baterie.

Typ hybridního měniče

Model se od výše popsaných zařízení liší speciální „architekturou“ výroby. Uvnitř je speciální schéma zapojení, které umožňuje, aby konvertor pracoval paralelně se zdrojem proudu (síť, generátor).

Současně je zátěž napájena z centrální sítě a solární článek, s funkcí priority přiřazenou dodavateli DC.

Konkurenční výhody spočívají v univerzálnosti hybridních střídačů:

1. Síť - druh prostorné baterie s účinností 100%. Veškerý přebytek produkovaný fotovoltaickými deskami může být přesměrován do centrální sítě za "zelený" tarif.
2. Nepřerušené napájení. Po odpojení hlavního napájení je systém přestavěn na autonomní režim, který chrání všechny spotřebiče před napětím.
3. Zvyšte limit síťového výkonu během špičkového zatížení přidáním energie z komplexu bateriový střídač.

Když spotřeba heliokomplexu klesá, přepne se do režimu nabíjení a po chvíli je opět připravena k použití. Může být uvedena funkce dvojitého napájení: Smart Boots, Power Shaving, podpora mřížky.

Přidávání energie probíhá podle následujících zásad:

• pokud je použitý výkon nižší než maximální spotřeba sítě, pak se kromě výkonu zátěže akumulátor nabíjí;
• v nepřítomnosti napětí v síti spotřebovává elektřinu vyrobenou z baterie a převedenou střídačem;
• pokud zatížení překročí mezní hodnotu síťového výkonu, pak je nedostatek kompenzován akumulovanou elektřinou ze solární baterie.

Uvedené režimy provozu jsou schopny podporovat hybridní modely nabíječkou.

Varianty převodníků proudu

Výběr "srdce" autonomního systému napájení, měli byste správně porovnat úkoly přiřazené zařízení s jeho potenciál.

Hlavními rysy klasifikace hybridních střídačů jsou: algoritmus pro změnu provozních režimů, tvar výstupního napětí a možnost servisu jedné nebo třífázové sítě.

Porovnání BBP a hybridní instalace

Některé společnosti neúmyslně zavádějí spotřebitele a volají jednotku nepřerušitelného napájení (FOB) hybridním střídačem. Zdá se, že obě zařízení plní podobné úkoly, ale je zde významný rozdíl.

BBP je střídač nabíječek. Modul primárně zajišťuje spotřebu energie z fotovoltaické elektrárny, a když je nedostatek, přepne se na spotřebu energie ze sítě.

Funkce systému v režimu "jerk" vyvolává další cyklování baterie a urychluje její opotřebení. Ve většině levných BBP je prahové napětí nastaveno bez možnosti regulace.

U hybridních invertorových modelů pro solární články jsou takové skoky vyloučeny - jednotka se přizpůsobí požadovanému výkonu a pracuje současně s různými zdroji proudu.

Můžete nezávisle zvolit prioritní spotřebu. Důraz je zpravidla kladen na výdaje na energii ze solárních panelů. V některých hybridních jednotkách existuje možnost omezit výkon přicházející z městské sítě.

Varianty tvaru měniče

Snímače proudu solárních článků jsou klasifikovány podle typu výstupního signálu.

Existují:

• čistá sinusová vlna;
• modifikovaný sinus (kvazi-sinusoid);
• meandru

Poslední možnost se v praxi prakticky nepoužívá, protože prudká změna polarity způsobuje poruchy v zařízení.

Co je to čistá sinusová vlna?

Převodník poskytuje vysoce kvalitní signál, který přesahuje tvar síťového proudu. To je nejlepší volba pro zajištění provozu "citlivých" zařízení: topných kotlů, kompresory, elektromotory, zdravotnická zařízení a přístroje na bázi transformátorových zdrojů napájení.

Vlastnosti kvazi-sinus

Přenos energetického signálu ve formě modifikované sinusové vlny může snížit účinnost Některé spotřebiče způsobují hluk, způsobují rušení nebo způsobují škody zařízení.

Při napájení nízkofrekvenčních transformátorů asynchronní synchronní motory zaznamenaly ztrátu výkonu o 20-30%. Tato "závada" je přeměněna na tepelnou energii, přehřátí zařízení.

Střídače s pseudo-sinusovým signálem jsou kompaktní a cenově dostupné. Jejich použití je vhodné pro napájení zařízení bez indukčních zátěží, které jsou určeny ke spotřebě aktivních součástí elektrické energie.

Tato skupina zahrnuje: termoelektrické ohřívače, žárovkové osvětlovací systémy a další odporové struktury.

Tvar výstupního signálu je uveden v cestovním pasu střídače nebo bespereboynik. Možný zápis: „Back“ - záruka nepřítomnosti čistého sinus „Smart“ - pravděpodobnost získání kvalitního proudu na výstupu.

Někteří výrobci v průvodním dokumentu zaznamenávají harmonický koeficient (nelineární index zkreslení). Pokud je parametr menší než 8%, pak jednotka vytváří téměř dokonalý sinus.

Jednofázové a třífázové modely

Jednofázové střídače jsou převážně zabudovány do fotovoltaického systému pro domácnost se standardním napětím 220V.

Rozsah výstupního napětí při připojení k jedné fázi v různých modelech se pohybuje od 210 do 240 V, výstupní frekvence je 47-55 Hz, výkon je 300-5000 wattů.

Jednofázové střídače jsou k dispozici pro standardní hodnoty napětí akumulátoru 12, 24 a 48 V. Aby měnič nepracoval na hranici možností, je nutné koordinovat výkon „konvertoru“ s napětím solární baterie nebo akumulátoru.

Třífázové střídače se používají k napájení třífázového proudu, který poskytuje výkon elektromotorům. Primární aplikace - výroba, workshopy, komerční účely.

Třífázové měniče se vyznačují vysokým výkonem (3-30 kW), širokým rozsahem výstupního střídavého napětí (220V / 400V).

Na trhu jsou také kombinované modely. Patří mezi ně jednofázové střídače se schopností synchronizovat výstupy měniče s fázovým posunem - to umožňuje dodávat třífázové zátěže. Uvažovali jsme o všech typech technologií pro proudovou přeměnu ze solárních panelů náš další článek.

Možnosti volby solárního invertoru

Účinnost měniče a celého systému elektrického napájení do značné míry závisí na správné volbě parametrů zařízení.

Kromě výše uvedených charakteristik je třeba vyhodnotit:

• výstupní výkon;
• druh ochrany;
• provozní teplota;
• instalační rozměry;
• Účinnost;
• dostupnost dalších funkcí.

Zvažte dále všechny tyto vlastnosti podrobněji.

Kritérium # 1 - napájení zařízení

Hodnota "solárního" střídače se volí na základě maximálního zatížení sítě a odhadované životnosti baterie. V režimu spouštění je převodník schopen dodat krátkodobý nárůst výkonu v době uvedení kapacitních zátěží do provozu.

Tato doba je typická při zapnutí myček, praček nebo chladniček.

Při použití světelných zdrojů a televizoru se přiblíží nízkoenergetický měnič 500-1000 W. Zpravidla se vyžaduje výpočet celkového výkonu provozovaného zařízení. Požadovaná hodnota je uvedena přímo na pouzdře přístroje nebo v průvodním dokumentu.

Kritérium č. 2 - úroveň ochrany

Kvalitní solární invertor by měl mít několik úrovní ochrany. Možné varianty: nucené chlazení, varování před zkratem, ochrana proti poruchám a přepětí v síti.

Je důležité - přítomnost utěsněného zesíleného pouzdra, zabraňujícího pronikání prachových částic, vlhkosti. Stupeň ochrany elektrických zařízení je standardizován podle standardizace IEC-952.

Pro podmínky provozu na čerstvém vzduchu jsou vhodné modely s indexem IP65 - pevnost a spolehlivost střídače umožňuje jeho použití ve vnější atmosféře.

Kritérium č. 3 - pracovní teplota a rozměry

Široká škála hodnot je indikátorem slušné kvality sestavy střídače. Hodnota indikátoru je zvláště důležitá při umístění měniče do nevytápěné místnosti.

Hmotnost je nepřímým ukazatelem kvality střídače. Existuje názor - čím těžší je konvertor, tím silnější je. To je způsobeno přítomností transformátoru ve vysokovýkonném zařízení.

V "lehkých" modelech může nepřítomnost transformátoru způsobit přerušení měniče při použití vysokého spouštěcího proudu.

Kritérium č. 4 - účinnost

Odborníci doporučují nákup "konvertorů" proudu s účinností 90%. Pouze s takovým parametrem bude solární systém pracovat efektivně a jeho uspořádání je účelné. Ztráta 10% sluneční energie je nepřijatelným "luxusem".

Další funkce. Pokročilé funkce ovlivňují náklady na zařízení a nejsou vždy žádané. Některé možnosti však opodstatňují vynaložené peníze.

Mezi užitečná a nezbytná zařízení patří:

• automatické přidávání výkonu střídače do elektrické sítě;
• nastavení doby nabíjení baterie;
• výběr prioritního zdroje proudu;
• údržba práce s bateriemi různých typů (alkalické, fosforečnan lithný, helium, AGM, kyselina);
• možnost kombinované práce se síťovým konvertorem;
• nastavení indikátoru napětí - upozornění na "přepětí" síťového napětí;
• možnost aktualizace střídače aktualizací firmwaru.

Moderní převodníky mohou být připojeny k PC pro programování a monitorování.

Přehled populárních hybridních převodníků

Mezi spotřebiteli byly přijaty dobré přehledy střídačů zahraničních společností: Xtender (Švýcarsko), Prosolar (Čína), Victor Energy (Nizozemsko), SMA (Německo) a Xantrex (Kanada). Domácí zástupce - MAP Sine.

Multifunkční měnič Xtender Line

Xtender hybridní Studer transducer je symbolem švýcarského standardu kvality ve výkonové elektronice. Solární střídače řady Xtender se vyznačují exponenciálními pevnostními charakteristikami a rozsáhlou funkčností.

Rozmanitost modelů: SТS - nízkoenergetické reprezentanty, HTM - středně výkonné modely, НТН - vysoce výkonné měniče.

Každá řada hybridních měničů Xtender má následující vlastnosti a možnosti:

• čistý sinusový zdroj;
• "Mix" napájení sítě z baterie;
• snížením spotřeby síťového napětí z centrálního zdroje napájení;
• dva režimy prioritního výběru: první režim je „měkký“ se síťovým napájením do 10%, druhým je plné přepnutí na baterii;
• různá nastavení instill;
• řízení záložního generátoru;
• pohotovostním režimu se širokým rozsahem regulace;
• vzdálené monitorování systémových parametrů.

Ve všech verzích je k dispozici funkce Smart Boost - připojení k různým „dodavatelům“ výkonu (generátor, síťový střídač) a Power Shaving - zaručené pokrytí špičkových zátěží.

Optimální převodníky Prosolar

Čínský model má dobré vlastnosti a přijatelnou cenu (asi 1200 cu). Převodník optimalizuje provoz solárních článků a šetří tak nevyužitou energii v baterii.

Charakteristické rysy:

• možnost sledování hraničního výkonu solární baterie;
• informace LCD displej se zobrazením provozních parametrů systému;
• 3-úrovňová nabíječka baterií;
• nastavení maximálního proudu do 25A;
• střídač komunikátoru.

Převodník je připojen k PC přes software (dodáván jako sada). Střídač je možné inovovat pomocí inovativního blikání.

Sinusové invertory Phoenix Inverter

Měniče Phoenix splňují vysoké požadavky a jsou vhodné pro průmyslové aplikace. Řada Phoenix Inverter je uvolněna bez zabudované nabíječky.

Měniče jsou vybaveny informační sběrnicí VE.Bus a mohou být provozovány v paralelních nebo třífázových konfiguracích.

Výkonový rozsah modelové řady je 1,2-5 kW, účinnost je 95%, typ napětí je sinusoid.

Konkurenční výhody:

• technologie "SinusMax" podporuje spuštění "těžkých nákladů";
• dva režimy úspory energie - možnost vyhledávání zatížení a nižší volnoběh;
• přítomnost alarmového relé - varování před přehřátím, nedostatečným napětím baterie atd.;
• Nastavení programovatelných parametrů přes PC.

Pro dosažení vysokého výkonu je možné paralelní připojení až do šesti měničů. Například kombinace šesti přístrojů s nominální hodnotou 48/5000 je schopna poskytnout výstupní výkon 48kW / 30kVA.

Domácí přístroje MAP Gibrid a Dominator

MAP Energia vyvinula dvě verze hybridního převodníku: Gibrid a Dominator.

Rozsah výkonu zařízení je 1,3–20 kW, časový interval pro přepínání mezi režimy je až 4 ms, je zajištěna možnost „čerpání“ elektřiny do městské sítě.

Obecné charakteristiky měničů napětí Gibrid a Dominator:

• transformátor založený na torusu;
• stabilizace vstupního napětí chybí;
• režim výměny napájení;
• výstup - čistý sinus;
• vytváření přebytečné energie v síti;
• omezení spotřeby proudu na vstupu AU;
• třída IP21;
• spotřeba v režimu „spánku“ - 2-5W.

Účinnost konvertorů dosahuje 93-96%. Přístroje úspěšně prošly zkouškami pro použití při velmi nízkých teplotách (mezní hodnota je -25 °, přípustná je krátkodobá redukce na -50 ° C).

Možná schémata zapojení

Při budování fotovoltaického komplexu v kombinaci s centrální sítí existují různé možnosti připojení střídače.

Možnost # 1 je obvod s řadičem stejnosměrného nabíjení

Nejoblíbenější varianta, kde je nabíjení baterie prováděno prostřednictvím solárního regulátoru MRRT (analýza špičkového výkonového bodu).

Funkce řešení:

• účinné využívání obnovitelné energie v přítomnosti / odpojení sítě;
• schopnost aktivovat práci ze solárního systému po vybití akumulátoru.

Dalším řešením je mírné zvýšení ztrát energie v segmentu „regulátor-baterie-měnič“.

Možnost č. 2 - obvod hybridního a síťového převodníku

Síťový konvertor na výstupu měniče baterie. Podle schématu jsou dva měniče připojeny k různým solárním bateriím.

Hybridní převodník je připojen k volitelnému fotovoltaickému panelu pro dobíjení baterie, síť je připojena k hlavnímu solárnímu modulu.

Funkce systému:

• hladký provoz bez ohledu na přítomnost napětí centrální sítě;
• vysoká účinnost a minimalizace ztrát na straně DC kvůli dostatečné úrovni napětí solárního akumulátoru;
• baterie téměř vždy pracují v režimu vyrovnávací paměti, což zvyšuje jejich životnost;
• použití hybridních střídačů určených k nabíjení baterie z výstupu;
• nutnost upravit provoz síťového střídače.

Celkový výkon síťového převodníku by neměl překročit výkon hybridního "převodníku" - to vám umožní recyklovat energii solárních panelů v případě vybití akumulátoru, odpojení sítě.

Bez ohledu na zvolené schéma, při připojování měniče by měl brát v úvahu řadu nuancí:

1. Kabelové připojení pro DC by nemělo být dlouhé. Je žádoucí umístit střídač do blízkosti (až 3 m) od solárních panelů a poté „vybudovat“ hlavní vedení pomocí AC.
2. Měnič nesmí být namontován na hořlavých materiálech.
3. Stěnový střídač je umístěn v úrovni očí pro snadné čtení informací z displeje.

Pro připojení modelů s kapacitou více než 500 wattů existují zvláštní požadavky. Připojení musí být těsné se spolehlivým kontaktem mezi svorkami přístroje a vodiči.

Také na našich stránkách jsou další články o solární energii a propojení jednotlivých komponent a modulů při budování autonomního systému.

Doporučujeme si přečíst následující materiály:

• Schéma zapojení solárních baterií: k regulátoru, k baterii a obsluhovaným systémům
• Solární nabíječka baterií: zařízení a princip nabíjení ze slunce
• Jak udělat solární baterii sami: způsoby, jak sestavit a nainstalovat solární panel

Závěry a užitečné video na toto téma

Pojem "hybridní střídač", jeho zařízení, funkce a verze:

Přehled vlastností, provozních režimů a účinnosti použití multifunkčního měniče InfiniSolar o výkonu 3 kW:

Projektování solárního systému je složitý a náročný úkol. Je vhodné svěřit výpočet požadovaných parametrů, výběr složených komponent solárního komplexu, připojení a uvedení do provozu odborníkům.

Chyby mohou vést k selhání systému a neefektivnímu využívání drahých zařízení..

Výběr nejlepší varianty převodníku pro fungování autonomního systému napájení založeného na solární energii? Máte otázky, na které jsme se v tomto článku nedotkli? Zeptejte se jich v níže uvedených komentářích - pokusíme se vám pomoci.

Nebo jste si všimli nepřesností nebo nesrovnalostí v prezentovaném materiálu? Nebo chcete doplnit teorii praktickými doporučeními založenými na osobní zkušenosti? Napište nám o tom, podělte se o svůj názor.