Инвертор для солнечных батарей
Содержание
Солнечные батареи давно уже стали повседневностью в быту. Электричество, полученное от гелиоустановок, является самым дешевым энергетическим продуктом. Для преобразования постоянной энергии солнечных батарей в переменный ток нужен инвертор для солнечных батарей.
Инвертор
Работа инвертора
Инвертор является одним из трёх базовых элементов гелиоэлектростанции. В состав системы входят преобразователь, солнечная батарея и аккумулятор. Классическая схема работы гелиостанции заключается в том, что солнечная энергия, получаемая батареей в виде постоянного тока, расходуется на зарядку АКБ. Когда возникает нужда в дополнительном питании, преобразователь начинает забирать энергию аккумулятора, преобразуя её в переменный ток.
Инвертор (ИВ) – полупроводниковое устройство. В дневное время он подключён напрямую к солнечной панели. В ночное время суток прибор переключается на аккумуляторы.
Работа солнечной электростанции
Виды инверторов для солнечных панелей
Сетевые ИВ
Сетевой инвертор избавляет владельца жилья от использования аккумуляторов. Система энергообеспечения использует принцип совмещения функционирования солнечных панелей с подключением к централизованной электрической сети. Генерируемая солнечная энергия вливается в общедомовую сеть.
Схема подключения сетевого ИВ
В ночное время пользуются сетевой электроэнергией, днём преобразователь уменьшает потребление тока из сети, восполняя питание энергией солнечных панелей. Схема подключения сетевого инвертора для солнечных батарей выстроена таким образом, что электроэнергия, поступившая от преобразователя, не учитывается домовым электросчётчиком.
Автономные инверторы
Преобразователи устанавливают между общедомовой сетью и аккумулятором, заряжаемым солнечной панелью. ИВ используются в системах бесперебойного питания. Прибор обеспечивает стабильность характеристик потребляемого тока независимо от колебаний в сетевой электросети. Выходной сигнал может быть в виде чистой синусоиды или квази-синусоиды.
С прямоугольным сигналом
Инверторы с прямоугольным сигналом пригодны для питания только приборов освещения. Они не защищают внутридомовую сеть от скачков напряжения. Большинство бытовой техники не воспринимает напряжение прямоугольной формы.
Синусоидальный сигнал
ИВ на выходе выдаёт идеально чистый синусоидальный сигнал переменного тока, что намного превосходит аналогичный параметр сетевого источника. Благодаря этому, обеспечивается стабильная работа электроприборов, чувствительных к неустойчивому напряжению. Инверторы такого типа отличаются большими размерами и высокой стоимостью.
Синусоидальная и прямоугольна формы сигнала
Инверторы с псевдосинусоидой
Приборы такого рода являются компромиссом между синусоидальным и прямоугольным сигналами. ИВ могут обеспечить питанием большинство бытовой техники. В то же время специалисты не рекомендуют подключать инверторы к чувствительной нагрузке. Несовершенная форма выходного сигнала порой становится причиной возникновения небольших помех в радиопередающей аппаратуре и телетехнике.
Функционирование гелиосистемы
Основные технические характеристики
Выбирать ИВ нужно, соразмеряя его возможности с условиями установки в той или иной схеме снабжения электрическим током. Выбор связан непосредственно с техническими характеристиками прибора:
- Мощность должна быть равной общей нагрузке от домашних приборов и различных электроустройств. При этом нужно добавлять к величине параметра 15-25% на случай пикового потребления электроэнергии;
- Вид выходного сигнала, который отображается формой синусоиды, влияет на подключение к нагрузке определённого электрооборудования. Дешёвые модели с квази-синусоидальной формой сигнала могут вызывать осложнения эксплуатации чувствительной аппаратуры по качеству сигнала. Это котлы, электронасосы и различные электронные устройства;
- Входное и выходное напряжение связано с характеристиками солнечных панелей. Батареи вырабатывают ток напряжением 12, 24 и 48 вольт. Напряжение на выходе инвертора может быть 220 и 380 в.
- Вид защиты связан с конкретной моделью ИВ. Качественные инверторы оснащены защитой от короткого замыкания и скачков напряжения;
- Дополнительные возможности зависят от класса преобразователя. Это могут быть такие опции, как наличие ЖК экрана, зарядного устройства и пр.
Критерии выбора преобразователя
- Первое, на что нужно обращать внимание, – это запас мощности ИВ, должен составлять не менее 25% общей нагрузки всех потребителей при одновременной их работе. Пусковые токи превышают номинальные показатели в несколько раз. Если производитель не указывает отдельно величину пиковой нагрузки, то номинальный параметр следует считать таковой.
- Далее нужно учитывать геометрию выходного сигнала. Наилучшим таким параметром обладают гибридные преобразователи. Гибридный или многофункциональный прибор считают самым надёжным оборудованием гелиосистемы.
- Большое значение имеет КПД, определяющий долю потерянной энергии на сопутствующие процессы. Оптимальное значение коэффициента должно быть не менее 90%. У качественных приборов КПД равен 95%.
- В бытовых условиях лучшим вариантом выбора являются однофазные инверторы, так как бытовые приборы и устройства работают на токе напряжением 220 вольт и частотой 50 Гц. Трёхфазные ИВ выдают ток напряжением 315, 400 и 690 в.
- Дорогое оборудование производители оснащают выходными трансформаторами. Наличие таких устройств определяется распределением 1 кг массы прибора на каждые 100 Вт мощности.
- Надёжный качественный преобразователь должен иметь несколько контуров защиты. Это вентилятор принудительного охлаждения, а также предохранители от короткого замыкания и ограничители скачков напряжения.
- Наличие режима ожидания позволяет существенно уменьшить скорость разряда аккумуляторов. Переход в дежурное состояние не выключает полностью инвертор. Потребляемая энергия уменьшается в несколько раз и расходуется лишь на поддержание прибора в рабочем состоянии.
- Рабочий диапазон температуры производитель указывает в сопроводительной документации. На это надо обращать внимание при эксплуатации ИВ в помещении без отопления.
- Если мощность солнечных батарей превышает 5 кВт, то устанавливают несколько инверторов. Оптимальным решением будет использование одного ИВ на каждые 5 кВт.
Особенности подключения инвертора
К подключению солнечного преобразователя надо относиться с большой ответственностью. От правильности подсоединения ИВ зависит эффективность работы всей гелиосистемы. Следует учитывать некоторые особенности подсоединения инверторов:
- Провод, соединяющий солнечную панель с инвертором, должен иметь как можно меньшую длину и большое сечение. Расстояние между элементами будет оптимальным до 3-х метров. Лучшим вариантом будет, когда прибор установят в непосредственной близости к солнечной панели.
- Кабель от преобразователя до раздаточной точки с напряжением 220 вольт можно удлинять, но в разумных пределах (до 5 м).
- Подсоединение кабелей и проводов выполняется с использованием клемм. Не допускаются скрутки токонесущих жил.
- Применение контроллера обеспечит своевременное включения ИВ после полной зарядки аккумуляторов.
Обеспечение современными солнечными системами может свести к минимуму потребление электроэнергии от сетевых источников. Следует помнить о том, что дешевизна преобразователей солнечной энергии будет приносить потребителю свои «сюрпризы». Дорогое оборудование обладает превосходной эффективностью и приносит существенную экономию затрат на электричество.
