Hybridný invertor pre solárne panely: výber a princípy zariadenia

Napájacie systémy so súčasným použitím tradičného napájania a elektriny zo slnka - ekonomicky spoľahlivé riešenie pre súkromnú domácnosť, chalupu, rekreačné osady a priemysel priestory.

Nepostrádateľným prvkom komplexu je hybridný invertor pre solárne články, ktorý určuje režimy napájania a zabezpečuje nepretržitú prevádzku a účinnosť solárneho systému.

Aby systém fungoval efektívne, musíte nielen vybrať optimálny model, ale aj správne ho pripojiť. A ako to urobiť - budeme analyzovať v našom článku. Zvážte aj existujúce typy konvertorov a najlepšie ponuky na súčasnom trhu.

Vyhodnotenie funkcií hybridného invertora

Použitie obnoviteľnej slnečnej energie v kombinácii s centralizovaným napájaním poskytuje niekoľko výhod. Bežné fungovanie solárneho systému zabezpečuje hladký chod jeho hlavných modelov: solárnych panelov, regulátor nabíjania, batériu, ako aj jeden z kľúčových prvkov - menič.

Menič solárneho systému je zariadenie na konverziu jednosmerného prúdu z fotovoltaických panelov na striedavý prúd. Je to na súčasnom napätí 220 V pracuje domácich spotrebičov. Bez meniča je výroba energie bezvýznamná.

Je lepšie hodnotiť schopnosti hybridného modelu v porovnaní s osobitosťami práce jeho najbližších konkurentov - autonómnych a sieťových "konvertorov".

Typ sieťového konvertora

Zariadenie pracuje na bežnom elektrickom zaťažení. Výstup z meniča je pripojený k odberateľom elektriny, k sieti reproduktorov.

Schéma je jednoduchá, ale má niekoľko obmedzení:

• prevádzkyschopnosť pri dostupnosti striedavého prúdu v sieti;
• sieťové napätie musí byť relatívne stabilné a musí zodpovedať pracovnému rozsahu meniča.

Odroda je v dopyte v súkromných domoch so súčasnou "zelenou" tarifou pre elektrifikáciu.

Možnosť autonómneho zariadenia

Prístroj je napájaný batériektorý prijíma náboj zo solárnych panelov cez MPPT regulátor. Systém využíva rôzne typy batérií, vrátane špičkových lítiových batérií.

Pri maximálnom „naplnení“ akumulátora sa prebytočná energia prenáša na vstup meniča, ktorého výstup je pripojený ku koncovým užívateľom AU.

V prípade nedostatočnej slnečnej aktivity sa energia odoberá z batérií a mení sa cez menič napätia.

Vlastnosti autonómnej inštalácie:

• možnosť nezávislej prevádzky v neprítomnosti siete AC;
• niektoré modely podporujú režim prevádzky pri „zelenej“ tarife;
• Účinnosť zariadení - 90-93%.

Na zabezpečenie absolútnej autonómie objektu sú potrebné presné výpočet výkonu heliopaniel a dostatočnú spotrebu energie batérie.

Hybridný typ meniča

Model sa líši od vyššie opísaných zariadení špeciálnou „architektúrou“ výroby. Vo vnútri sa nachádza špeciálna schéma zapojenia, ktorá umožňuje, aby menič pracoval paralelne so zdrojom prúdu (sieť, generátor).

Zároveň je záťaž napájaná z centrálnej siete a solárny článok, s prioritnou funkciou priradenou dodávateľovi DC.

Konkurenčné výhody spočívajú vo všestrannosti striedačov typu hybrid:

1. sieť - druh priestrannej batérie s účinnosťou 100%. Všetok prebytok produkovaný fotovoltaickými doskami môže byť presmerovaný do centrálnej siete „zeleným“ tarifom.
2. Neprerušované napájanie. Po odpojení hlavného napájania sa systém prestaví do autonómneho režimu, ktorý chráni všetkých spotrebiteľov pred prepätiami.
3. Zvýšte limit sieťového výkonu počas špičkového zaťaženia pridaním energie z komplexu batériový invertor.

Keď spotreba heliokomplexu klesá, prepne sa do režimu nabíjania a po chvíli je opäť pripravená na použitie. Môže byť zobrazená funkcia dvojitého napájania: Smart Boots, Power Shaving, Podpora mriežky.

Pridávanie výkonu prebieha podľa nasledujúcich princípov:

• ak je použitý výkon nižší ako maximálna spotreba siete, potom sa okrem napájacieho výkonu nabíja akumulátor;
• v neprítomnosti napätia v sieti spotrebuje elektrinu vyrobenú z batérie a prevedenú meničom;
• ak záťaž prekročí limitnú hodnotu sieťového výkonu, potom je nedostatok kompenzovaný akumulovanou elektrinou zo solárnej batérie.

Uvedené režimy prevádzky sú schopné podporovať hybridné modely nabíjačkou.

Druhy prúdových prevodníkov

Výber „srdca“ autonómneho systému napájania by mal správne porovnať úlohy priradené zariadeniu s jeho potenciálom.

Hlavnými znakmi klasifikácie hybridných invertorov sú: algoritmus na zmenu prevádzkových režimov, tvar výstupného napätia a možnosť obsluhy jednej alebo trojfázovej siete.

Porovnanie BBP a hybridnej inštalácie

Niektoré spoločnosti nedobrovoľne zavádzajú spotrebiteľa, nazývajúc jednotku neprerušiteľného napájania (FOB) hybridný menič. Zdá sa, že obe zariadenia vykonávajú podobné úlohy, ale je tu významný rozdiel.

BBP je menič nabíjačky. Modul primárne zabezpečuje výdaj energie z fotovoltaického zariadenia a keď je nedostatočný, prepne na spotrebu energie zo siete.

Fungovanie systému v režime „trhania“ vyvoláva ďalšie cyklovanie batérie a urýchľuje jej opotrebovanie. Vo väčšine lacných BBP je prahové napätie nastavené bez možnosti regulácie.

V hybridných modeloch invertorov pre solárne články sú takéto skoky vylúčené - jednotka sa prispôsobuje požadovanému výkonu a pracuje súčasne s rôznymi zdrojmi prúdu.

Môžete si nezávisle vybrať prioritnú spotrebu. Dôraz sa spravidla kladie na výdavky na energiu zo solárnych panelov. V niektorých hybridných jednotkách existuje možnosť obmedziť výkon prichádzajúci z mestskej siete.

Varianty tvaru vlny meniča

Snímače prúdu solárnych článkov sú klasifikované podľa typu výstupného signálu.

Existujú:

• čistá sínusová vlna;
• modifikovaný sínus (kvázi-sinusoid);
• meander.

Posledná možnosť sa v praxi prakticky nepoužíva, pretože prudká zmena polarity spôsobuje poruchy v zariadení.

Čo je to čistá sínusová vlna?

Konvertor poskytuje vysokokvalitný signál, ktorý presahuje tvar sieťového prúdu. To je najlepšia možnosť na zabezpečenie prevádzky "citlivých" zariadení: vykurovacích kotlov, kompresory, elektromotory, zdravotnícke zariadenia a zariadenia na báze transformátorových zdrojov napájanie.

Quasi-Sine Vlastnosti

Prenos energetického signálu vo forme modifikovanej sínusovej vlny môže znížiť účinnosť Niektoré spotrebiče spôsobujú hluk, spôsobujú rušenie alebo spôsobujú škody zariadení.

Pri napájaní nízkofrekvenčných transformátorov, asynchrónne, synchrónne motory videli stratu výkonu o 20-30%. Táto "porucha" sa premieňa na tepelnú energiu, prehriatie zariadení.

Striedače s pseudo-sínusovým signálom sú kompaktné a cenovo dostupné. Ich použitie je vhodné na napájanie zariadení bez indukčných záťaží, určených na spotrebu aktívnych zložiek elektrickej energie.

Táto skupina zahŕňa: termoelektrické ohrievače, žiarovkové osvetľovacie systémy a iné odporové konštrukcie.

Tvar výstupného signálu je zobrazený v cestovnom pase meniča alebo v bespereboynik. Možný zápis: „Back“ - záruka absencie čistého sínusu „Smart“ - pravdepodobnosť získania kvalitného prúdu na výstupe.

Niektorí výrobcovia v sprievodnom dokumente uvádzajú harmonický koeficient (index nelineárneho skreslenia). Ak je parameter menší ako 8%, potom jednotka vytvára takmer dokonalý sínus.

Jednofázové a trojfázové modely

Jednofázové striedače sú prevažne zabudované v domácom fotovoltaickom systéme so štandardným napätím 220V.

Rozsah výstupného napätia pri pripojení k jednej fáze v rôznych modeloch sa pohybuje od 210-240V, výstupná frekvencia je 47-55 Hz, výkon je 300-5000 wattov.

Jednofázové striedače sú k dispozícii pre štandardné hodnoty napätia akumulátora 12, 24 a 48 V. Aby prevodník nepracoval na hranici možností, je potrebné koordinovať výkon „meniča“ s napätím solárnej batérie alebo batérie.

Trojfázové striedače sa používajú na napájanie trojfázového prúdu, ktorý napája elektromotory. Primárna aplikácia - výroba, workshopy, komerčné účely.

Trojfázové striedače sa vyznačujú vysokým výkonom (3-30 kW), širokým rozsahom výstupného striedavého napätia (220V / 400V).

Na trhu sú tiež kombinované modely. Patria medzi ne jednofázové invertory so schopnosťou synchronizovať výstupy meniča s fázovým posunom - to umožňuje dodávať trojfázové záťaže. Uvažovali sme o všetkých typoch technológií pre prúdovú konverziu zo solárnych panelov v náš ďalší článok.

Možnosti výberu solárneho invertora

Účinnosť konvertora a celého systému elektrického napájania vo veľkej miere závisí od správnej voľby parametrov zariadenia.

Okrem vyššie uvedených charakteristík by sa mali vyhodnotiť:

• výstupný výkon;
• druh ochrany;
• prevádzková teplota;
• montážne rozmery;
• účinnosť;
• dostupnosť dodatočných funkcií.

Podrobnejšie zvážte všetky tieto vlastnosti.

Kritérium # 1 - napájanie zariadenia

Hodnota "solárneho" meniča sa volí na základe maximálneho zaťaženia siete a odhadovanej životnosti batérie. V štartovacom režime je menič schopný dodať krátkodobý nárast výkonu v čase uvedenia kapacitných zaťažení do prevádzky.

Toto obdobie je typické pri zapínaní umývačiek riadu, práčok alebo chladničiek.

Pri použití svetelných zdrojov osvetlenia a televízora sa priblíži nízkoenergetický menič na frekvencii 500-1000 W. Vyžaduje sa spravidla výpočet celkového výkonu prevádzkovaného zariadenia. Požadovaná hodnota je uvedená priamo na prístrojovom kufri alebo v sprievodnom dokumente.

Kritérium # 2 - úroveň ochrany

Kvalitný solárny invertor by mal mať niekoľko úrovní ochrany. Možné možnosti: nútený chladiaci systém, varovanie pred skratom, ochrana pred poruchami a prepätiami v sieti.

Je dôležité - prítomnosť utesneného zosilneného puzdra, zabraňujúceho vniknutiu prachových častíc, vlhkosti. Miera ochrany elektrického zariadenia je štandardizovaná podľa štandardizácie IEC-952.

Pre prevádzkové podmienky na voľnom priestranstve sú vhodné modely s indexom IP65 - pevnosť a spoľahlivosť meniča umožňuje jeho použitie v externej atmosfére.

Kritérium # 3 - pracovná teplota a rozmery

Široká škála hodnôt je indikátorom dôstojnej kvality zostavy meniča. Hodnota ukazovateľa je obzvlášť dôležitá pri umiestnení meniča do nevykurovanej miestnosti.

Hmotnosť je nepriamym ukazovateľom kvality meniča. Existuje názor - čím ťažší je konvertor, tým silnejší je. Je to spôsobené prítomnosťou transformátora vo vysokovýkonnom zariadení.

Pri "ľahkých" modeloch môže absencia transformátora spôsobiť prerušenie meniča pri použití vysokého štartovacieho prúdu.

Kritérium # 4 - Efektívnosť

Odborníci odporúčajú nákup "konvertory" prúdu s účinnosťou 90%. Iba s takýmto parametrom bude solárny systém pracovať efektívne a jeho usporiadanie je účelné. Strata 10% slnečnej energie je neprijateľný "luxus".

Ďalšie funkcie. Pokročilé funkcie ovplyvňujú náklady na vybavenie a nie sú vždy žiadané. Niektoré možnosti však opodstatňujú vynaložené peniaze.

Medzi užitočné a potrebné zariadenia patria:

• automatické pridanie výkonu meniča do elektrickej siete;
• nastavenie doby nabíjania batérie;
• výber prioritného zdroja prúdu;
• údržba práce s batériami rôznych typov (alkalické, fosforečnan lítno-železitý, hélium, AGM, kyselina);
• možnosť kombinovanej práce so sieťovým konvertorom;
• nastavenie indikátora napätia - varovanie pred "prepätiami" sieťového napätia;
• možnosť aktualizácie meniča aktualizáciou firmvéru.

Moderné meniče môžu byť pripojené k PC pre programovanie a monitorovanie.

Prehľad populárnych hybridných meničov

Spotrebiteľmi boli dobré hodnotenia meničov zahraničných spoločností: Xtender (Švajčiarsko), Prosolar (Čína), Victor Energy (Holandsko), SMA (Nemecko) a Xantrex (Kanada). Domáci zástupca - MAP Sine.

Multifunkčný menič Xtender Line

Xtender hybridný Studer prevodník je stelesnením švajčiarskeho štandardu kvality v výkonovej elektronike. Solárne invertory radu Xtender sa vyznačujú exponenciálnymi pevnostnými vlastnosťami a rozsiahlou funkčnosťou.

Rôzne modely: ХТS - nízkoenergetické reprezentanty, HTM - stredne výkonné modely, ,ТН - vysokovýkonné meniče.

Každá séria hybridných konvertorov Xtender má nasledujúce vlastnosti a možnosti:

• čistý zdroj sínusovej vlny;
• "Mix" napájanie z batérie z batérie;
• pri súčasnom znížení spotreby sieťového napätia z centrálneho napájania;
• dva režimy prioritnej voľby: prvá je „mäkká“ so sieťovým napájaním do 10%, druhá je plné prepnutie na batériu;
• rôzne nastavenia inštruktora;
• riadenie záložného generátora;
• pohotovostnom režime so širokým rozsahom regulácie;
• diaľkové monitorovanie systémových parametrov.

Vo všetkých verziách je k dispozícii funkcia Smart Boost - pripojenie k rôznym „dodávateľom“ výkonu (generátor, sieťový menič) a Power Shaving - garantované pokrytie špičkových zaťažení.

Optimálne prevodníky Prosolar

Čínsky model má dobré vlastnosti a prijateľné náklady (okolo 1200 cu). Menič optimalizuje prevádzku solárnych článkov, čím šetrí nevyužitú energiu v batérii.

Charakteristické vlastnosti:

• možnosť sledovania hraničného výkonu solárnej batérie;
• informácie LCD displej so zobrazením prevádzkových parametrov systému;
• 3-úrovňová nabíjačka batérií;
• nastavenie maximálneho prúdu do 25A;
• menič komunikátora.

Prevodník je pripojený k PC cez softvér (dodáva sa ako súprava). Invertor je možné inovovať pomocou inovatívneho blikania.

Sínusové meniče Phoenix Inverter

Meniče Phoenix spĺňajú vysoké požiadavky a sú vhodné pre priemyselné aplikácie. Séria Phoenix Inverter je vydávaná bez zabudovanej nabíjačky.

Meniče sú vybavené informačnou zbernicou VE.Bus a môžu byť prevádzkované v paralelných alebo trojfázových konfiguráciách.

Výkonový rozsah modelového radu je 1,2-5 kW, účinnosť je 95%, typ napätia je sinusoid.

Konkurenčné výhody:

• technológia "SinusMax" podporuje spustenie "ťažkých nákladov";
• dva režimy úspory energie - možnosť vyhľadávania zaťaženia a nižší volnobežný prúd;
• prítomnosť alarmového relé - varovanie pred prehriatím, nedostatočným napätím batérie atď.;
• Nastavenie programovateľných parametrov cez PC.

Na dosiahnutie vysokého výkonu je možné paralelné pripojenie až do šiestich meničov. Napríklad kombinácia šiestich zariadení s menovitou hodnotou 48/5000 môže poskytnúť výstupný výkon 48kW / 30kVA.

Domáce prístroje MAP Gibrid a Dominator

MAP Energia vyvinula dve verzie hybridného konvertora: Gibrid a Dominator.

Rozsah výkonu zariadenia je 1,3–20 kW, časový interval pre prepínanie medzi režimami je až 4 ms, je zabezpečená možnosť „čerpania“ elektrickej energie do mestskej siete.

Všeobecné charakteristiky meničov napätia Gibrid a Dominator:

• transformátor na báze torusu;
• stabilizácia vstupného napätia chýba;
• režim prepínania výkonu;
• výstup - čistý sínus;
• generovanie prebytočnej energie v sieti;
• obmedzenie súčasnej spotreby na vstupe AÚ;
• trieda IP21;
• spotreba v režime „spánku“ - 2-5W.

Účinnosť meničov dosahuje 93-96%. Zariadenia úspešne prešli testami na použitie pri extrémne nízkych teplotách (limitná hodnota je -25 °, prípustné je krátkodobé zníženie na -50 ° C).

Možné schémy zapojenia

Pri budovaní fotovoltaického komplexu v kombinácii s centrálnou sieťou existujú rôzne možnosti pripojenia meniča.

Možnosť # 1 je obvod s regulátorom DC nabíjania

Najobľúbenejšia možnosť, kde sa nabíjanie batérie vykonáva cez solárny regulátor MRRT (analýza špičkového bodu výkonu).

Funkcie riešenia:

• efektívne využívanie obnoviteľnej energie v prítomnosti / odpojení siete;
• schopnosť aktivovať prácu zo slnečného systému po vybití batérie.

Ďalším riešením je mierne zvýšenie strát energie v segmente „regulátor-batéria-invertor“.

Možnosť # 2 - obvod hybridného a sieťového konvertora

Sieťový konvertor na výstupe meniča batérie. Podľa schémy sú dva meniče pripojené k rôznym solárnym batériám.

Hybridný menič je pripojený k voliteľnému fotovoltaickému panelu na dobíjanie batérie, sieť je pripojená k hlavnému solárnemu modulu.

Funkcie systému:

• hladká prevádzka bez ohľadu na prítomnosť centrálneho sieťového napätia;
• vysoká účinnosť a minimalizácia strát na strane jednosmerného prúdu v dôsledku dostatočnej úrovne napätia solárnej batérie;
• batérie takmer vždy fungujú v režime buffer, čo zvyšuje ich životnosť;
• použitie hybridných striedačov, určených na nabíjanie batérie z výstupu;
• potreba upraviť prevádzku sieťového meniča.

Celkový výkon sieťového konvertora by nemal prekročiť výkon hybridného "konvertora" - to vám umožní recyklovať energiu solárnych panelov v prípade vybitia batérie, odpojenia siete.

Bez ohľadu na zvolenú schému by mal menič pri pripájaní zvážiť niekoľko nuancií:

1. Káblové pripojenia pre DC by nemali byť dlhé. Je žiaduce umiestniť menič do blízkosti (do 3 m) od solárnych panelov a potom „vybudovať“ hlavnú linku s AC.
2. Menič sa nesmie montovať na horľavé materiály.
3. Stenový invertor sa nachádza na úrovni očí, aby sa z displeja mohli ľahko prečítať informácie.

Existujú špeciálne požiadavky na pripojenie modelov s kapacitou viac ako 500 wattov. Spojenie musí byť pevné a musí mať spoľahlivý kontakt medzi svorkami prístroja a vodičmi.

Aj na našich stránkach existujú ďalšie články o solárnej energii a pripojení jednotlivých komponentov a modulov pri budovaní autonómneho systému.

Odporúčame si prečítať nasledujúce materiály:

• Schéma zapojenia solárnych batérií: k regulátoru, k batérii a napájaným systémom
• Solárna nabíjačka: zariadenie a princíp činnosti nabíjania zo slnka
• Ako urobiť solárne batérie to urobiť sami: spôsoby, ako zostaviť a nainštalovať solárny panel

Závery a užitočné video na túto tému

Koncept "hybridného invertora", jeho zariadenia, funkcie a verzie:

Prehľad vlastností, režimov prevádzky a účinnosti používania multifunkčného konvertora InfiniSolar s výkonom 3 kW:

Projektovanie solárneho systému je zložitá a náročná úloha. Je lepšie zveriť výpočet požadovaných parametrov, výber zložených komponentov solárneho komplexu, pripojenie a uvedenie do prevádzky pre odborníkov.

Chyby môžu viesť k zlyhaniu systému a neefektívnemu využívaniu drahých zariadení..

Výber najlepšieho variantu konvertora pre fungovanie autonómneho systému napájania založeného na slnečnej energii? Máte otázky, na ktoré sme sa v tomto článku nedotkli? Opýtajte sa ich v nižšie uvedených komentároch - pokúsime sa vám pomôcť.

Alebo ste si všimli nepresnosti alebo nezrovnalosti v predloženom materiáli? Alebo chcete doplniť teóriu praktickými odporúčaniami založenými na osobnej skúsenosti? Napíšte nám o tom, podeľte sa o svoj názor.