Invertor hibrid pentru panouri solare: alegerea și principiile dispozitivului

Sisteme de alimentare cu curent cu utilizare simultană a sursei tradiționale de alimentare și electricitate de la soare - soluție sănătoasă din punct de vedere economic pentru gospodăria casnică, cabana, satele de vacanță și industriale premise.

Un element indispensabil al complexului este un invertor hibrid pentru celulele solare, care determină modurile de alimentare cu tensiune, asigurând funcționarea neîntreruptă și eficiența sistemului solar.

Pentru ca sistemul să funcționeze eficient, aveți nevoie nu doar să alegeți modelul optim, ci și să îl conectați corect. Și cum să procedăm - vom analiza în articolul nostru. De asemenea, luați în considerare tipurile existente de convertoare și cele mai bune oferte de pe piață de astăzi.

Evaluarea caracteristicilor hibride a invertorului

Utilizarea energiei solare regenerabile în combinație cu o sursă de alimentare centralizată oferă mai multe avantaje. Funcționarea normală a sistemului solar asigură buna funcționare a principalelor sale modele: panouri solare, controler de încărcare, bateria, precum și unul dintre elementele cheie - invertorul.

Un invertor de sistem solar este un dispozitiv pentru transformarea curentului direct (DC) de la panourile fotovoltaice în electricitate alternativă. Este pe tensiunea curentă de 220 V lucrări aparate de uz casnic. Fără un invertor, generarea de energie nu are sens.

Este mai bine să evalueze capabilitățile modelului hibrid în comparație cu particularitățile activității celor mai apropiați concurenți - "convertori" autonomi și de rețea.

Tipul convertorului de rețea

Dispozitivul funcționează pe o sarcină electrică comună. Ieșirea de la invertor este conectată la consumatorii de energie electrică, rețeaua difuzoarelor.

Schema este simplă, dar are mai multe limitări:

• operabilitatea la disponibilitatea curentului alternativ în rețea;
• tensiunea rețelei trebuie să fie relativ stabilă și să corespundă domeniului de funcționare al convertizorului.

Varietatea este solicitată în case particulare cu tariful curent "verde" pentru electrificare.

Opțiune autonomă a dispozitivului

Dispozitivul este alimentat de acumulatorcare primește sarcină de la panourile solare prin intermediul controlerului MPPT. Sistemul utilizează diferite tipuri de baterii, inclusiv baterii de litiu de înaltă tehnologie.

La "umplerea" maximă a acumulatorului, excesul de energie este transmis la intrarea invertorului, ieșirea căruia este conectată la utilizatorii finali ai UA.

În cazul lipsei activității solare, energia este extrasă din baterii și este "convertită" prin invertorul de tensiune.

Caracteristicile instalației autonome:

• posibilitatea funcționării independente în absența rețelei de alimentare cu curent electric;
• unele modele suportă modul de funcționare la tariful "verde";
• Eficiența instalațiilor - 90-93%.

Pentru a asigura autonomia absolută a obiectului necesită precizie calculul puterii heliopanelilor și un consum suficient de energie al bateriei.

Tip invertor hibrid

Modelul diferă de dispozitivele descrise mai sus printr-o "arhitectură" specială de fabricație. În interior există o diagramă specială de conectare care permite ca convertorul să funcționeze în paralel cu sursa de curent (rețea, generator).

În același timp, sarcina este alimentată de la rețeaua centrală și celulele solare, cu funcția de prioritate atribuită furnizorului DC.

Avantajele competitive constau în versatilitatea invertoarelor de tip hibrid:

1. rețea - un fel de baterie spațioasă, cu o eficiență de 100%. Toate surplusurile produse de plăcile fotovoltaice pot fi redirecționate către rețeaua centrală la un tarif "verde".
2. Sursă de alimentare neîntreruptă. Atunci când alimentarea principală este deconectată, sistemul este reconstruit într-un mod autonom, protejând toți consumatorii de supratensiuni.
3. Creșteți limita de putere a rețelei în timpul încărcărilor de vârf prin adăugarea de energie din complexul baterii-invertor.

Când consumul de heliocomplex scade, acesta trece în modul de încărcare și, după un timp, este din nou gata de utilizare. Funcția de alimentare dublă poate fi indicată: Boots Smart, Power Shaving, Grid support.

Puterea de adunare are loc în conformitate cu următoarele principii:

• dacă puterea utilizată este mai mică decât consumul maxim de rețea, în plus față de puterea de încărcare, acumulatorul este încărcat;
• în absența tensiunii în rețea, consumă energia electrică generată de baterie și transformată de invertor;
• dacă sarcina depășește valoarea limită a puterii rețelei, atunci deficiența este compensată de energia acumulată acumulată de bateria solare.

Modurile de operare enumerate sunt capabile să suporte modele hibride cu un încărcător.

Varietățile traductoarelor actuale

Alegerea "inimii" sistemului autonom de alimentare, ar trebui să comparați corect sarcinile atribuite echipamentului cu potențialul acestuia.

Principalele caracteristici ale clasificării convertizoarelor hibride sunt: ​​un algoritm pentru schimbarea modurilor de funcționare, forma tensiunii de ieșire și posibilitatea de întreținere a rețelei monofazate sau trifazate.

Comparație între instalația BBP și cea hibridă

Unele companii induce în eroare consumatorul involuntar, numind unitatea de alimentare neîntreruptibilă (FOB) un invertor hibrid. Se pare că ambele dispozitive îndeplinesc sarcini similare, dar există o diferență semnificativă.

BBP este un invertor de încărcare. Modulul asigură în primul rând consumul de energie de la instalația fotovoltaică și, atunci când aceasta este deficitară, comută la consumul de energie din rețea.

Funcționarea sistemului în modul "trântit" provoacă o ciclism suplimentar al bateriei și accelerează uzura acesteia. În majoritatea BBP-urilor cu costuri reduse, tensiunea de prag este stabilită fără posibilitatea de reglare.

În modelele hibride de invertor pentru celulele solare, astfel de salturi sunt excluse - unitatea se adaptează la puterea necesară și funcționează simultan cu diferite surse curente.

Puteți alege în mod independent consumul prioritar. De regulă, accentul se pune pe cheltuielile cu energia din panourile solare. În unele unități hibride, există o opțiune de a limita energia provenită din rețeaua orașului.

Soiurile formei de undă a invertorului

Celulele traductoare de curent solar sunt clasificate după tipul semnalului de ieșire.

Există:

• pur sinusoidal;
• sine modificată (cvasisinusoid);
• meandru.

Ultima opțiune practic nu este utilizată în practică, deoarece o schimbare bruscă a polarității provoacă disfuncționalități în echipament.

Ce este un val sinusoidal pur?

Convertorul oferă un semnal de înaltă calitate care depășește forma curentului de rețea. Aceasta este cea mai bună opțiune pentru a asigura funcționarea echipamentelor "sensibile": cazane de încălzire, compresoare, motoare electrice, echipamente medicale și dispozitive bazate pe surse de transformare sursa de alimentare.

Caracteristici cvasi-sinusoidale

Transmisia semnalului de energie sub forma unui val sinusoidal modificat poate reduce eficiența unele aparate, provoacă zgomot, provoacă interferențe sau provoacă daune echipamente.

La alimentarea transformatoarelor cu frecvență joasă, motoarele asincrone, sincrone, au înregistrat pierderi de putere cu 20-30%. Acest "defect" este transformat în energie termică, supraîncălzind dispozitivele.

Invertoarele cu semnal pseudo sinusoidal sunt compacte și accesibile. Utilizarea lor este adecvată pentru alimentarea dispozitivelor fără sarcini inductive, concepute pentru a consuma componentele active ale energiei electrice.

Acest grup include: încălzitoare termoelectrice, sisteme de iluminare cu incandescență și alte structuri rezistente.

Forma semnalului de ieșire este indicată în pașaportul invertorului sau al lui bespereboynik. Notă posibilă: "Înapoi" - o garanție a absenței unui sinus pur, "Smart" - probabilitatea obținerii unui curent de calitate la ieșire.

Unii producători din documentul de însoțire notează coeficientul armonic (indicele de distorsiune neliniară). Dacă parametrul este mai mic de 8%, atunci unitatea produce o sinusoidă aproape perfectă.

Modele monofazate și trifazate

Invertoarele monofazate sunt în mod predominant încorporate într-un sistem fotovoltaic de uz casnic cu o tensiune standard de 220V.

Domeniul de tensiune de ieșire la conectarea la o fază în diferite modele variază de la 210-240V, frecvența de ieșire este de 47-55 Hz, puterea este de 300-5000 wați.

Convertoarele monofazate sunt disponibile pentru valori standard ale tensiunii bateriei de 12, 24 și 48 V. Pentru ca convertizorul să nu funcționeze la limita posibilităților, este necesară coordonarea puterii convertizorului cu tensiunea bateriei sau a bateriei solare.

Invertoarele trifazate sunt utilizate pentru alimentarea curentului trifazat, alimentând motoarele electrice. Aplicație primară - producție, ateliere, scop comercial.

Invertoarele trifazate se disting prin puterea mare (3-30 kW), o gamă largă de tensiune de ieșire AC (220V / 400V).

Pe piață există, de asemenea, modele combinate. Acestea includ invertoare monofazate cu capacitatea de a sincroniza ieșirile convertorului cu o schimbare de fază - aceasta vă permite să furnizați sarcini trifazate. Am luat în considerare toate tipurile de tehnologie pentru transformarea curentă de la panourile solare în alt articol.

Opțiunile de selectare a invertorului solar

Eficiența convertizorului și a întregului sistem de alimentare electrică depinde în mare măsură de alegerea corectă a parametrilor echipamentului.

În plus față de caracteristicile de mai sus ar trebui să fie evaluate:

• puterea de ieșire;
• tipul de protecție;
• temperatura de funcționare;
• dimensiuni de instalare;
• eficiență;
• disponibilitatea funcțiilor suplimentare.

Luați în considerare toate aceste caracteristici în detaliu.

Criteriul # 1 - puterea dispozitivului

Valoarea invertorului "solar" este selectată pe baza încărcării maxime a rețelei și a duratei de viață estimate a bateriei. În modul de pornire, convertizorul este capabil să producă o creștere pe termen scurt a puterii la momentul punerii în funcțiune a sarcinilor capacitive.

Această perioadă este tipică la pornirea mașinilor de spălat vase, a mașinilor de spălat sau a frigiderelor.

Când se utilizează lămpi de iluminat și televizorul se va apropia invertorul cu putere redusă la 500-1000 W. De regulă, este necesar calculul puterii totale a echipamentului utilizat. Valoarea dorită este indicată direct pe carcasa instrumentului sau în documentul însoțitor.

Criteriul # 2 - nivelul de protecție

Un invertor solar de calitate trebuie să aibă mai multe niveluri de protecție. Opțiuni posibile: sistem de răcire forțată, avertizare de scurtcircuit, protecție împotriva defecțiunilor și supratensiuni în rețea.

Este important - prezența unei carcase armate sigilate, care împiedică pătrunderea particulelor de praf, umiditate. Rata de protecție a echipamentului electric este standardizată în conformitate cu standardizarea IEC-952.

Pentru condițiile de funcționare în aer liber, sunt adecvate modelele cu indicele IP65 - rezistența și fiabilitatea invertorului permit utilizarea sa în atmosfera exterioară.

Criteriul # 3 - temperatura și dimensiunile de lucru

O gamă largă de valori este un indicator al calității decente a ansamblului invertorului. Valoarea indicatorului este deosebit de relevantă atunci când plasați convertizorul într-o încăpere neîncălzită.

Greutatea este un indicator indirect al calității invertorului. Există o opinie - cu cât convertorul este mai greu, cu atât este mai puternic. Acest lucru se datorează prezenței în echipamentele de mare putere ale transformatorului.

În modelele "ușoare", absența unui transformator poate provoca întreruperea invertorului atunci când se aplică un curent de pornire ridicat.

Criteriul nr. 4 - Eficiența

Experții recomandă achiziționarea "convertoarelor" de curent cu o eficiență de 90%. Numai cu un astfel de parametru sistemul solar funcționează eficient, iar aranjamentul său este avantajos. Pierderea a 10% din energia solară este un "lux" inacceptabil.

Funcționalitate suplimentară. Caracteristicile avansate afectează costul echipamentelor și nu sunt întotdeauna în căutare. Cu toate acestea, unele opțiuni justifică banii cheltuiți.

"Dispozitivele" utile și necesare includ:

• adăugarea automată a puterii invertorului la rețeaua de electricitate;
• ajustarea perioadei de încărcare a bateriei;
• selectarea sursei de curent prioritare;
• întreținerea muncii cu baterii de diferite tipuri (alcaline, fosfat de fier litiu, heliu, AGM, acid);
• posibilitatea lucrului combinat cu un convertor de rețea;
• setarea indicatorului de tensiune - avertizare de "supratensiuni" ale tensiunii de alimentare;
• posibilitatea de a moderniza invertorul prin actualizarea firmware-ului.

Convertoarele moderne pot fi conectate la un PC pentru programare și monitorizare.

Prezentare generală a convertoarelor hibride populare

În rândul consumatorilor, au fost primite recenzii bune de către invertoarele companiilor străine: Xtender (Elveția), Prosolar (China), Victor Energy (Țările de Jos), SMA (Germania) și Xantrex (Canada). Reprezentant național - MAP Sine.

Linia invertor multifuncțională Xtender

Traductorul hibrid Studber al lui Xtender este simbolul standardului elvețian de calitate în domeniul electronicii de putere. Invertoarele solare din seria Xtender se disting prin caracteristicile lor de rezistență exponențială și funcționalitate extinsă.

Varietate de modele: ХТS - reprezentanți cu putere redusă, HTM - modele de putere medie, ХТН - invertoare de mare putere.

Fiecare serie de convertoare hibride Xtender are următoarele caracteristici și opțiuni:

• pură alimentare sinusoidală;
• "Amestecați" energia la rețea din baterie;
• în timp ce reducerea consumului de tensiune din rețeaua de alimentare centrală este redusă;
• două moduri de selectare prioritară: primul este "soft" cu alimentare în rețea în limita a 10%, al doilea este comutator complet la baterie;
• varietate de setări de instiler;
• gestionarea generatorului de rezervă;
• modul de așteptare cu o gamă largă de reglementări;
• monitorizarea de la distanță a parametrilor sistemului.

În toate versiunile există o funcție de creștere inteligentă - conectarea la diferiți "furnizori" de energie (generator de generatoare, invertor de rețea) și Power Shaving - acoperire garantată a încărcărilor de vârf.

Prosolar Convertoare optime

Modelul realizat de chinezi are caracteristici bune și un cost acceptabil (aproximativ 1200 cu). Convertorul optimizează funcționarea celulelor solare, economisind energia neutilizată în baterie.

Caracteristici distinctive:

• opțiunea de urmărire a punctului de putere de frontieră a bateriei solare;
• afișaj LCD cu afișarea parametrilor de funcționare a sistemului;
• Încărcător de 3 niveluri;
• ajustarea curentului maxim până la 25A;
• invertor de comunicare.

Convertorul este conectat la PC prin software (furnizat ca set). Este posibilă actualizarea invertorului prin intermitență inovatoare.

Invertoare sinusoidale Phoenix Inverter

Invertoarele Phoenix îndeplinesc cerințele înalte și sunt potrivite pentru aplicații industriale. Seria Invertor Phoenix este lansată fără încărcător încorporat.

Convertoarele sunt echipate cu o magistrală de informații VE.Bus și pot fi operate în configurații paralele sau trifazate.

Domeniul de putere al gamei de modele este de 1,2-5 kW, eficiența este de 95%, tipul de tensiune este sinusoidal.

Avantaje competitive:

• tehnologia "SinusMax" sprijină lansarea "încărcăturii grele";
• două moduri de economisire a energiei - opțiunea de încărcare a încărcăturii și un curent redus în gol;
• prezența releului de alarmă - avertizare privind supraîncălzirea, tensiunea bateriei insuficientă etc .;
• Setarea parametrilor programabili prin PC.

Pentru a obține o putere mare, este posibilă conectarea paralelă la faza de până la șase convertoare. De exemplu, o combinație de șase dispozitive cu o valoare nominală de 48/5000 este capabilă să furnizeze o putere de ieșire de 48kW / 30kVA.

Aparate de uz casnic MAP Gibrid și Dominator

MAP Energia a dezvoltat două versiuni ale unui convertor hibrid: Gibrid și Dominator.

Intervalul de putere al echipamentului este de 1,3-20 kW, intervalul de timp pentru comutarea între moduri este de până la 4 ms, posibilitatea de "pompare" a energiei electrice în rețeaua de oraș este asigurată.

Caracteristicile generale ale convertoarelor de tensiune Gibrid și Dominator:

• un transformator pe bază de torus;
• stabilizarea tensiunii de intrare este absentă;
• modul swap de putere;
• ieșire - sine pur;
• generarea de exces de energie în rețea;
• limitarea consumului curent la intrarea UA;
• clasa IP21;
• consum în modul "somn" - 2-5W.

Eficiența convertoarelor atinge 93-96%. Dispozitivele au trecut cu succes testele de utilizare la temperaturi foarte scăzute (valoarea limită este -25 °, este permisă o reducere pe termen scurt la -50 ° C).

Posibile diagrame de conexiuni

Atunci când construiți un complex fotovoltaic combinat cu o rețea centrală, există diferite opțiuni pentru conectarea invertorului.

Opțiunea nr. 1 este un circuit cu un controler de încărcare DC

Opțiunea cea mai populară, în care încărcarea bateriei se efectuează prin intermediul controlerului solar MRRT (analiza punctului de vârf al puterii).

Soluții:

• utilizarea eficientă a energiei regenerabile în prezența / deconectarea rețelei;
• capacitatea de a activa munca din sistemul solar după ce bateria este scăzută.

Și o altă soluție este de a crește ușor pierderile de conversie a energiei în segmentul "controller-battery-inverter".

Opțiunea # 2 - circuit hibrid și de rețea de conversie

Convertor de rețea la ieșirea invertorului bateriei. Conform diagramei, două convertoare sunt conectate la diferite baterii solare.

Convertorul hibrid este conectat la un panou fotovoltaic opțional pentru reîncărcarea bateriei, rețeaua fiind conectată la modulul solar principal.

Caracteristicile sistemului:

• buna funcționare indiferent de prezența unei tensiuni centrale a rețelei;
• eficiență ridicată și minimizarea pierderilor pe partea DC datorită nivelului suficient de tensiune al bateriei solare;
• bateriile funcționează aproape întotdeauna într-un mod tampon, ceea ce le sporește durata de viață;
• utilizarea invertoarelor hibride, concepute pentru a încărca bateria de la ieșire;
• necesitatea de a regla funcționarea invertorului de rețea.

Puterea totală a convertizorului de rețea nu trebuie să depășească puterea convertizorului hibrid - aceasta vă permite să reciclați energia panourilor solare în cazul descărcării bateriei, deconectarea rețelei.

Indiferent de schema aleasă, atunci când conectați convertizorul ar trebui să ia în considerare un număr de nuanțe:

1. Conexiuni prin cablu pentru DC nu ar trebui să fie lungi. Este de dorit ca invertorul să se afle în apropierea (până la 3 m) de panourile solare și apoi să se "construiască" linia principală cu AC.
2. Convertizorul nu trebuie montat pe materiale combustibile.
3. Invertorul de perete este situat la nivelul ochilor pentru citirea ușoară a informațiilor de pe afișaj.

Există cerințe speciale pentru conectarea modelelor cu o capacitate mai mare de 500 de wați. Racordul trebuie să fie strâns cu un contact sigur între bornele instrumentului și fire.

De asemenea, pe site-ul nostru există alte articole despre energia solară și conectarea componentelor și modulelor individuale la construirea unui sistem autonom.

Vă recomandăm să citiți următoarele materiale:

• Schema de conectare a bateriilor solare: la controler, la baterie și la sistemele deservite
• Încărcător de baterii solare: dispozitivul și principiul funcționării încărcării de la soare
• Cum sa faci o baterie solara sa o faci singur: modalitati de asamblare si instalare a unui panou solar

Concluzii și video util pe această temă

Conceptul de "invertor hibrid", dispozitivul, funcțiile și versiunile sale:

O prezentare generală a caracteristicilor, a modurilor de funcționare și a eficienței utilizării convertorului multifuncțional InfiniSolar de 3 kW:

Proiectarea unui sistem de energie solară este o sarcină complexă și dificilă. Este mai bine să încredințați calculul parametrilor necesari, selectarea componentelor compozite ale complexului solar, conectarea și punerea în funcțiune a profesioniștilor.

Greșelile pot duce la defecțiuni ale sistemului și la utilizarea ineficientă a echipamentelor costisitoare..

Selectarea celei mai bune opțiuni de convertizor pentru funcționarea unui sistem autonom de alimentare cu energie electrică bazat pe energie solară? Aveți întrebări pe care nu le-am atins în acest articol? Întrebați-le în comentariile de mai jos - vom încerca să vă ajutăm.

Sau ați observat inexactități sau inconsecvențe în materialul prezentat? Sau doriți să completați teoria cu recomandări practice bazate pe experiența personală? Scrie-ne despre asta, împărtășiți părerea dvs.