Hybride omvormer voor zonnepanelen: de keuze en de principes van het apparaat

Voedingssystemen met gelijktijdig gebruik van traditionele voeding en elektriciteit uit de zon - economisch verantwoorde oplossing voor particuliere huishoudens, vakantiehuisjes, vakantiedorpen en industrie terrein.

Een onmisbaar element van het complex is een hybride omvormer voor zonnecellen, die de modi voor de stroomtoevoer bepaalt, waardoor een ononderbroken werking en efficiëntie van het zonnesysteem wordt gewaarborgd.

Om het systeem efficiënt te laten werken, moet u niet alleen het optimale model kiezen, maar ook om het op de juiste manier aan te sluiten. En hoe het te doen - we zullen analyseren in ons artikel. Overweeg ook de bestaande typen converters en de beste aanbiedingen die momenteel op de markt zijn.

Evaluatie van functies van hybride omvormers

Het gebruik van hernieuwbare zonne-energie in combinatie met een gecentraliseerde stroomvoorziening biedt verschillende voordelen. De normale werking van het zonnesysteem zorgt voor een goede werking van de belangrijkste modellen: zonnepanelen, laadregelaar, de batterij, evenals een van de belangrijkste elementen - de omvormer.

Een omvormer voor zonnepanelen is een apparaat voor het converteren van gelijkstroom (DC) van fotovoltaïsche panelen naar wisselstroom. Het is op het huidige voltage van 220 V werkt huishoudelijke apparaten. Zonder een omvormer is elektriciteitsopwekking zinloos.

Het is beter om de mogelijkheden van het hybride model te evalueren in vergelijking met de eigenaardigheden van het werk van zijn naaste concurrenten - autonome en netwerk "converters".

Type netwerkconverter

Het apparaat werkt op een gemeenschappelijke elektrische belasting. De uitgang van de omvormer is verbonden met verbruikers van elektriciteit, het luidsprekernetwerk.

Het schema is eenvoudig, maar heeft verschillende beperkingen:

• operabiliteit bij beschikbaarheid van wisselstroom in het netwerk;
• de netspanning moet relatief stabiel zijn en overeenkomt met het werkbereik van de omvormer.

De variëteit is veel gevraagd in particuliere woningen met het huidige "groene" tarief voor elektrificatie.

Autonome apparaatoptie

Het apparaat wordt aangedreven door batterijdie lading ontvangt van de zonnepanelen via de MPPT-controller. Het systeem maakt gebruik van verschillende soorten batterijen, waaronder high-tech lithiumbatterijen.

Bij de maximale "vulling" van de accu wordt overtollige energie overgedragen naar de ingang van de omvormer, waarvan de uitgang is verbonden met de eindgebruikers van de AU.

In het geval van een gebrek aan zonneactiviteit wordt energie uit de batterijen gehaald en "omgezet" door de spanningsinvertor.

Kenmerken van de autonome installatie:

• de mogelijkheid van een onafhankelijke werking bij afwezigheid van netspanning;
• sommige modellen ondersteunen de werkingsmodus tegen het "groene" tarief;
• Efficiëntie van installaties - 90-93%.

Om ervoor te zorgen dat de absolute autonomie van het object accuraat is vermogensberekening van heliopanels en voldoende batterijvermogen.

Hybride type omvormer

Het model verschilt van de hierboven beschreven apparaten door een speciale "architectuur" van de fabricage. Binnenin is er een speciaal bedradingsschema waarmee de converter parallel kan werken met de huidige bron (netwerk, generator).

Tegelijkertijd wordt de belasting gevoed vanuit het centrale netwerk en zonnecel, met de prioriteitsfunctie toegewezen aan de DC-leverancier.

Concurrentievoordelen liggen in de veelzijdigheid van hybride type omvormers:

1. netwerk - een soort ruime batterij met een efficiëntie van 100%. Alle overschotten geproduceerd door fotovoltaïsche platen kunnen worden omgeleid naar het centrale net tegen een "groen" tarief.
2. Ononderbroken stroomvoorziening. Wanneer de hoofdvoeding wordt losgekoppeld, wordt het systeem opnieuw opgebouwd in een autonome modus, waardoor alle gebruikers worden beschermd tegen spanningspieken.
3. Verhoog de netwerkvermogenslimiet tijdens piekbelastingen door energie toe te voegen van het batterij-omvormercomplex.

Wanneer het heliocomplexverbruik afneemt, schakelt het over naar de laadmodus en is het na een tijdje weer klaar voor gebruik. De dubbele power-functie kan worden aangegeven: Smart Boots, Power Shaving, Grid-ondersteuning.

Kracht toevoegen gebeurt volgens de volgende principes:

• als het gebruikte vermogen lager is dan het maximale netwerkverbruik, wordt naast de belasting ook de accu opgeladen
• bij afwezigheid van spanning in het netwerk wordt elektriciteit verbruikt uit de batterij en omgezet door de omvormer;
• als de belasting de limietwaarde van het netwerkvermogen overschrijdt, wordt het tekort gecompenseerd door de geaccumuleerde elektriciteit van de zonnebatterij.

De vermelde bedrijfsmodi kunnen hybride modellen ondersteunen met een oplader.

Varianten van huidige transducers

Als u het "hart" van het autonome voedingssysteem kiest, moet u de taken die aan de apparatuur zijn toegewezen, correct vergelijken met het potentieel ervan.

De belangrijkste kenmerken van de classificatie van hybride omvormers zijn: een algoritme voor het wijzigen van bedrijfsmodi, de vorm van de uitgangsspanning en de mogelijkheid om een ​​enkel- of driefasig netwerk te onderhouden.

Vergelijking van BBP en hybride installatie

Sommige bedrijven misleiden de consument onvrijwillig en noemen de ononderbreekbare voedingseenheid (FOB) een hybride omvormer. Het lijkt erop dat beide apparaten soortgelijke taken uitvoeren, maar er is een aanzienlijk verschil.

BBP is een laderinverter. De module zorgt in de eerste plaats voor de energie-uitgave van de fotovoltaïsche installatie en wanneer deze tekortschiet, schakelt deze over op het stroomverbruik van het netwerk.

De werking van het systeem in de "ruk" -modus veroorzaakt een extra cyclus van de batterij en versnelt zijn slijtage. Bij de meeste goedkope BBP's wordt de drempelspanning ingesteld zonder de mogelijkheid van regulatie.

Bij modellen met hybride omvormers voor zonnecellen zijn dergelijke sprongen uitgesloten - het apparaat past zich aan het vereiste vermogen aan en werkt tegelijkertijd met verschillende stroombronnen.

U kunt zelfstandig het prioriteitsverbruik kiezen. In de regel ligt de nadruk op de besteding van energie uit zonnepanelen. In sommige hybride eenheden is er een optie om de stroom vanuit het stadsnetwerk te beperken.

Soorten omvormergolfvorm

Zonnestroomstroomtransducers worden geclassificeerd op type uitvoersignaal.

Er zijn:

• pure sinusgolf;
• gemodificeerde sinus (quasi-sinusoïde);
• meanderen.

De laatste optie wordt in de praktijk praktisch niet gebruikt, omdat een scherpe verandering in polariteit storingen in de apparatuur veroorzaakt.

Wat is een zuivere sinusgolf?

De converter biedt een signaal van hoge kwaliteit dat de vorm van de netwerkstroom overschrijdt. Dit is de beste optie om de werking van "gevoelige" apparatuur te garanderen: verwarmingsketels, compressoren, elektromotoren, medische apparatuur en apparaten op basis van transformatorbronnen voeding.

Quasi-Sine-functies

Het verzenden van een energiesignaal in de vorm van een gemodificeerde sinusgolf kan de efficiëntie verminderen sommige apparaten, veroorzaken lawaai, veroorzaken interferentie of kunnen schade veroorzaken apparatuur.

Bij het aandrijven van laagfrequente transformatoren zagen asynchrone, synchrone motoren vermogensverlies met 20-30%. Dit "defect" wordt omgezet in thermische energie, waardoor de apparaten oververhit raken.

Omvormers met een pseudo-sinusvormig signaal zijn compact en betaalbaar. Het gebruik ervan is geschikt voor het voeden van apparaten zonder inductieve belastingen, ontworpen om de actieve componenten van elektriciteit te verbruiken.

Deze groep omvat: thermo-elektrische kachels, gloeilampen en andere resistieve structuren.

De vorm van het uitgangssignaal wordt aangegeven in het paspoort van de omvormer of bespereboynik. Mogelijke notatie: "Terug" - een garantie voor de afwezigheid van een zuivere sinus, "Smart" - de kans op het verkrijgen van een kwaliteitsstroom aan de uitgang.

Sommige fabrikanten in het begeleidende document noteren de harmonische coëfficiënt (niet-lineaire vervormingsindex). Als de parameter minder dan 8% is, produceert het apparaat een bijna perfecte sinus.

Eenfase- en driefasenmodellen

Eenfasige omvormers zijn voornamelijk ingebed in een fotovoltaïsche installatie voor huishoudelijk gebruik met een standaardvoltage van 220V.

Het bereik van de uitgangsspanning bij aansluiting op een fase in verschillende modellen varieert van 210-240V, de uitgangsfrequentie is 47-55 Hz, het vermogen is 300-5000 W.

Enkelfasige omzetters zijn beschikbaar voor standaard accuspanningswaarden van 12, 24 en 48 V. Om ervoor te zorgen dat de omzetter niet op de limiet van mogelijkheden functioneert, is het noodzakelijk om de stroom van de "omzetter" te coördineren met de spanning van de zonnebatterij of batterij.

Driefasige omvormers worden gebruikt om driefasenstromen te leveren, die de elektrische motoren van stroom voorzien. Primaire toepassing - productie, workshops, commercieel doel.

Driefasige omvormers onderscheiden zich door een hoog vermogen (3-30 kW), een breed scala aan uitgangsvoltage (220V / 400V).

Op de markt zijn er ook gecombineerde modellen. Deze omvatten enkelfasige omvormers met de mogelijkheid om de uitgangen van de omzetter te synchroniseren met een faseverschuiving - hiermee kunt u driefasige belastingen leveren. We hebben alle soorten technologie overwogen voor de huidige conversie van zonnepanelen in ons andere artikel.

Selectie-opties voor zonne-omvormer

Het rendement van de omvormer en het gehele elektrische voedingssysteem is grotendeels afhankelijk van de juiste keuze van de apparatuurparameters.

In aanvulling op de bovenstaande kenmerken moeten worden geëvalueerd:

• uitgangsvermogen;
• type bescherming;
• bedrijfstemperatuur;
• installatie afmetingen;
• efficiency;
• beschikbaarheid van extra functies.

Overweeg verder al deze kenmerken in meer detail.

Criterium # 1 - vermogen van het apparaat

De waarde van de "solar" -omvormer wordt geselecteerd op basis van de maximale belasting op het netwerk en de geschatte levensduur van de batterij. In de startmodus kan de omzetter een kortstondige toename van het vermogen leveren op het moment dat de capacitieve belastingen in bedrijf worden gesteld.

Deze periode is typisch voor het aanzetten van vaatwassers, wasmachines of koelkasten.

Wanneer lampen van verlichting en de TV worden gebruikt, komt de laagvermogen omvormer op 500-1000 W dichterbij. In de regel is de berekening van het totale vermogen van de apparatuur die wordt bediend vereist. De gewenste waarde wordt direct op de behuizing van het instrument of in het begeleidende document aangegeven.

Criterium # 2 - niveau van bescherming

Een hoogwaardige omvormer voor zonne-energie moet verschillende beveiligingsniveaus hebben. Mogelijke opties: geforceerd koelsysteem, kortsluitwaarschuwing, beveiliging tegen storingen en spanningspieken in het netwerk.

Het is belangrijk - de aanwezigheid van een verzegelde versterkte behuizing, die het binnendringen van stofdeeltjes, vocht voorkomt. De beschermingsgraad van de elektrische apparatuur is gestandaardiseerd volgens IEC-952-standaardisatie.

Voor bedrijfsomstandigheden in de open lucht zijn modellen met de IP65-index geschikt - de sterkte en betrouwbaarheid van de omvormer maakt het gebruik in de externe atmosfeer mogelijk.

Criterium # 3 - werktemperatuur en afmetingen

Een groot aantal waarden is een indicator voor een goede kwaliteit van de assemblage van de omvormer. De waarde van de indicator is met name van belang bij het plaatsen van de omzetter in een onverwarmde ruimte.

Gewicht is een indirecte indicator voor de kwaliteit van de omvormer. Er is een mening - hoe zwaarder de converter, hoe krachtiger het is. Dit komt door de aanwezigheid in de krachtige uitrusting van de transformator.

In "lichtgewicht" -modellen kan de afwezigheid van een transformator ervoor zorgen dat de omzetter breekt wanneer een hoge startstroom wordt toegepast.

Criterium # 4 - Efficiëntie

Experts raden aan om "converters" van stroom te kopen met een efficiëntie van 90%. Alleen met een dergelijke parameter zal het zonnestelsel efficiënt werken, en zijn opstelling is geschikt. Verlies van 10% zonne-energie is een onaanvaardbare "luxe".

Extra functionaliteit. Geavanceerde functies hebben invloed op de kosten van apparatuur en zijn niet altijd in trek. Sommige opties rechtvaardigen echter het uitgegeven geld.

De nuttige en noodzakelijke "apparaten" omvatten:

• automatische toevoeging van invertervermogen aan het elektriciteitsnetwerk;
• aanpassing van de laadperiode van de batterij;
• selectie van de prioritaire stroombron;
• onderhoud van het werk met batterijen van verschillende types (alkalisch, lithiumijzer-fosfaat, helium, AGM, zuur);
• mogelijkheid van gecombineerd werken met een netwerkconverter;
• instellen van de spanningsindicator - waarschuwing voor "spanningspieken" van de netspanning;
• de mogelijkheid om de omvormer te upgraden door de firmware bij te werken.

Moderne converters kunnen worden aangesloten op een pc voor programmering en bewaking.

Overzicht van populaire hybride converters

Bij de consumenten werden goede beoordelingen ontvangen door inverters van buitenlandse bedrijven: Xtender (Zwitserland), Prosolar (China), Victor Energy (Nederland), SMA (Duitsland) en Xantrex (Canada). Binnenlandse vertegenwoordiger - MAP Sine.

Xtender multifunctionele omvormerlijn

De hybride Studer-transducer van Xtender is de belichaming van de Zwitserse kwaliteitsstandaard in vermogenselektronica. Zonne-omvormers van de Xtender-serie onderscheiden zich door hun exponentiële sterkte-eigenschappen en uitgebreide functionaliteit.

Verschillende modellen: ХТS - low-power vertegenwoordigers, HTM - medium power-modellen, ХТН - krachtige omvormers.

Elke reeks hybride converters Xtender heeft de volgende kenmerken en opties:

• zuivere sinusgolfvoeding;
• "Mix" stroom naar het netwerk van de batterij;
• terwijl het verminderen van het verbruik van de netspanning van de centrale voeding wordt verminderd;
• twee prioriteitsselectiemodi: de eerste is "zacht" met een netwerkfeed van 10%, de tweede is volledig overschakelen naar de batterij;
• verschillende instiller-instellingen;
• beheer van de back-upgenerator;
• standby-modus met een breed scala aan regelgeving;
• bewaking op afstand van systeemparameters.

In alle versies is er een Smart Boost-functie - verbinding met verschillende "leveranciers" van stroom (generatorset, netomschakelaar) en Power Shaving - gegarandeerde piekbelastingdekking.

Prosolar Optimum Converters

Het Chinees gemaakte model heeft goede eigenschappen en een aanvaardbare prijs (ongeveer 1200 cu). De omzetter optimaliseert de werking van zonnecellen, waardoor ongebruikte energie in de batterij wordt bespaard.

Onderscheidende kenmerken:

• optie om het punt van de grenskracht van de zonnebatterij te volgen;
• informatie LCD-display met weergave van de bedrijfsparameters van het systeem;
• 3-niveaus acculader;
• aanpassing van de maximale stroom tot 25A;
• communicator omvormer.

De converter is via software (geleverd als een set) op de pc aangesloten. Het is mogelijk om de omvormer te upgraden door middel van innovatief flitsen.

Sinusvormige omvormers Phoenix-omvormer

Phoenix-omvormers voldoen aan hoge eisen en zijn geschikt voor industriële toepassingen. De Phoenix Inverter-serie wordt zonder ingebouwde oplader vrijgegeven.

Converters zijn uitgerust met een VE.Bus-informatiebus en kunnen in parallelle of driefasige configuraties worden gebruikt.

Het vermogensbereik van het modelbereik is 1,2-5 kW, het rendement is 95%, het spanningstype is een sinusoïde.

Concurrerende voordelen:

• technologie "SinusMax" ondersteunt de lancering van "zware ladingen";
• twee energiebesparende modi - zoekoptie laden en lagere inactieve stroom;
• aanwezigheid van alarmrelais - waarschuwing voor oververhitting, onvoldoende accuspanning, enz.;
• Programmeerbare parameters instellen via pc.

Om een ​​hoog vermogen te bereiken, is parallelle aansluiting op de fase van maximaal zes omzetters mogelijk. Een combinatie van zes apparaten met een nominale waarde van 48/5000 is bijvoorbeeld in staat om een ​​uitgangsvermogen van 48 kW / 30 kVA te leveren.

Huishoudelijke apparaten MAP Gibrid en Dominator

MAP Energia heeft twee versies van een hybride omzetter ontwikkeld: Gibrid en Dominator.

Het vermogensbereik van de apparatuur is 1,3-20 kW, het tijdsinterval voor het schakelen tussen modi is maximaal 4 ms, de mogelijkheid om elektriciteit naar het stadsnetwerk te "pompen" is aanwezig.

Algemene karakteristieken van spanningsomzetters Gibrid en Dominator:

• een op torus gebaseerde transformator;
• ingangsspanningsstabilisatie is afwezig;
• energiewisselmodus;
• uitvoer - pure sinus;
• opwekking van overtollige energie in het netwerk;
• het beperken van het stroomverbruik aan de ingang van de AU;
• klasse IP21;
• verbruik in de "slaap" -modus - 2-5W.

De efficiëntie van converters bereikt 93-96%. De apparaten hebben met succes tests doorstaan ​​voor gebruik bij ultra-lage temperaturen (de grenswaarde is -25 °, een kortetermijnverlaging tot -50 ° C is toegestaan).

Mogelijke bedradingsschema's

Bij het bouwen van een fotovoltaïsch complex gecombineerd met een centraal netwerk, zijn er verschillende opties om de omvormer aan te sluiten.

Optie # 1 is een circuit met een DC-laadregelaar

De meest populaire optie, waarbij het opladen van de batterij wordt uitgevoerd via de MRRT van de zonnecontroller (analyse van het piekvermogenpunt).

Oplossingskenmerken:

• efficiënt gebruik van hernieuwbare energie in de aanwezigheid / verbreking van het netwerk;
• het vermogen om het werk van het zonnestelsel te activeren nadat de batterij bijna leeg is.

En een andere oplossing is om de energieomzettingsverliezen in het segment "controller-batterij-omvormer" iets te verhogen.

Optie # 2 - hybride en netwerkconversiecircuit

Netwerkconverter aan de uitgang van de batterij-omvormer. Volgens het diagram zijn twee converters verbonden met verschillende zonnebatterijen.

De hybride omzetter is verbonden met een optioneel fotovoltaïsch paneel voor het opladen van de batterij, het lichtnet is aangesloten op de zonnemodule.

Systeemfuncties:

• probleemloze werking ongeacht de aanwezigheid van een centrale netwerkspanning;
• hoge efficiëntie en minimalisering van verliezen aan de DC-zijde als gevolg van het voldoende spanningsniveau van de zonnebatterij;
• batterijen werken bijna altijd in een buffermodus, waardoor hun levensduur wordt verlengd;
• het gebruik van hybride omvormers, ontworpen om de batterij vanaf de uitgang op te laden;
• de noodzaak om de werking van de netwerkomvormer aan te passen.

Het totale vermogen van de netconverter mag niet hoger zijn dan het vermogen van de hybride "convertor" - hierdoor kunt u de energie van zonnepanelen recyclen in geval van ontlading van de accu, ontkoppeling van het netwerk.

Ongeacht het gekozen schema, moet bij het aansluiten van de omvormer rekening worden gehouden met een aantal nuances:

1. Bekabelde verbindingen voor DC zouden niet lang moeten zijn. Het is wenselijk om de omvormer in de nabijheid (maximaal 3 m) van zonnepanelen te plaatsen en vervolgens de hoofdleiding met AC te "opbouwen".
2. De omzetter mag niet op brandbare materialen worden gemonteerd.
3. De muuromvormer bevindt zich op ooghoogte om informatie gemakkelijk van het display af te lezen.

Er zijn speciale vereisten voor het aansluiten van modellen met een capaciteit van meer dan 500 watt. De verbinding moet goed zijn met een betrouwbaar contact tussen de instrumentaansluitingen en de draden.

Ook op onze site zijn er andere artikelen over zonne-energie en de verbinding van individuele componenten en modules bij het bouwen van een autonoom systeem.

We raden aan de volgende materialen te lezen:

• Aansluitschema van zonnebatterijen: naar de controller, naar de batterij en de systemen die worden bediend
• Solar-acculader: het apparaat en het principe van opladen vanuit de zon
• Hoe maak je een zonnebatterij het zelf: manieren om een ​​zonnepaneel te monteren en te installeren

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het concept van "hybride omvormer", zijn apparaat, functies en versies:

Een overzicht van de functies, werkingsmodi en efficiëntie van het gebruik van de InfiniSolar multifunctionele converter van 3 kW:

Het ontwerpen van een zonne-energiesysteem is een complexe en veeleisende taak. Het is beter om de berekening van de vereiste parameters, selectie van de composietcomponenten van het zonnecomplex, aansluiting en inbedrijfstelling aan professionals toe te vertrouwen.

Fouten kunnen leiden tot systeemstoringen en inefficiënt gebruik van dure apparatuur..

De beste converteroptie selecteren voor het functioneren van een autonoom stroomtoevoersysteem op basis van zonne-energie? Heeft u vragen die we in dit artikel niet hebben behandeld? Stel ze in de reacties hieronder - we zullen proberen je te helpen.

Of hebt u onnauwkeurigheden of inconsistenties in het gepresenteerde materiaal opgemerkt? Of wil je de theorie aanvullen met praktische aanbevelingen op basis van persoonlijke ervaring? Schrijf ons erover, deel uw mening.