Cyboenergy заявила о готовности к выпуску мини-инвертора, работающего от солнечной энергии

Солнечный инвертор

cyboenergy заявила о готовности к выпуску мини-инвертора, работающего от солнечной энергии

В настоящее время альтернативная энергетика все более прочно входит в повседневную жизнь современного человека и причин тут несколько. Это и экологическая безопасность подобных производств, и возможность создать автономную систему электроснабжения, которая, по истечении срока окупаемости, может приносить определенный доход пользователю.

Одним из видов производства электрической энергии, использующем альтернативный и возобновляемый источник, является солнечная энергетика, а одним из устройств, обеспечивающим работу солнечной электростанции в автоматическом режиме, является инвертор.

Что это такое

Солнечный инвертор – это техническое устройство, служащее для преобразования постоянного электрического тока, напряжением 12/24/48 В, вырабатываемого солнечными батареями, в переменный, используемый для освещения и питания различных приборов и устройств напряжением 220/380 В.

Зачем он нужен

Работа солнечной электростанции в качестве основного или резервного источника электроснабжения, предполагает подключение определенного количества нагрузки, в качестве которой выступают бытовые приборы и технические устройства, для работы которых требуется переменный ток напряжением 220/380 В.

В свою очередь, солнечная батарея (панель), вырабатывает постоянный ток напряжением более низкого порядка, посредством которого заряжаются аккумуляторные батареи, входящие в состав солнечной электростанции (накопители выработанного электричества).

Схема работы солнечной электростанции приведена на рисунке:

Для того, чтобы преобразовать, накопленную в аккумуляторах электрическую энергию, в параметры, соответствующие параметрам подключаемых устройств, и служат технические устройства, называемые инверторами.

Типы солнечных инверторов

Инверторы, для солнечных электростанций, производятся в различной исполнении и отличаются друг от друга по техническим характеристикам, стоимости и наличию средств автоматики и защиты. А вот типов подобных устройств, определяющих их способность работать по отношению к традиционной сети электроснабжения (от энергоснабжающих организаций), всего три, это:

  1. Автономные («off grid») – способны работать только отдельно от внешних электрических сетей, используются для автономных систем электроснабжения.
  2. Сетевые («on grid») –работают в синхронном режиме с внешней сетью электроснабжения. Инверторы данного типа, кроме своей основной функции, (преобразования напряжения), контролируют качество электрической энергии внешней сети (напряжение и частота), а также способны передавать излишки генерированной энергии для реализации во внешнюю сеть электроснабжения.
  • Гибридные («hybrid») – совмещают в себе функции автономных и сетевых устройств, обладают большим количеством настроек, позволяющих отрегулировать различные режимы работы.

Инверторы сетевого типа

Отличительной особенностью сетевых инверторов является характер их работы по отношению к вешней электрической сети.

Устройства данного типа устанавливаются в электрическую цепь между солнечной панелью и электрической сетью 220/380 В.

Установка сетевого инвертора предполагает работу солнечной электростанции без наличия накопителей энергии (аккумуляторов), когда выработанный солнечными батареями ток идет на питание отдельных потребителей, подключаемых непосредственно к инвертору, а излишки – во вешнюю сеть. Работа такого устройства осуществляется только в дневное время, когда есть солнечный свет.

Инверторы автономного типа

Инверторы автономного типа работают в составе солнечных электростанций, обеспечивающих автономное электроснабжение потребителей электрической энергии. Технические устройства данного типа преобразуют накопленную в аккумуляторах энергию до требуемых параметров и обеспечивают надежность автономного электроснабжения.

В зависимости от формы выходного сигнала по току, инверторы данного типа подразделяются на: синусоидальные и квази-синусоидальные.

Синусоидальные инверторы обладают лучшими техническими показателями, но больше по габаритным размерам и стоимости, нежели квази-синусоидальные, что определяет сферу их использования и распространение на рынке подобных устройств.

Основные технические характеристики

При выборе типа инвертора и возможности его установки в той или иной схеме электроснабжения, основными параметрами, определяющими выбор, служат его технические характеристики, каковыми являются:

  • Мощность – определяет количество нагрузки (приборов и устройств), которое можно подключить к конкретному устройству. Номинальная мощность, указывает на длительно допустимую нагрузку, при подключении которой инвертор способен работать продолжительное время. Максимально допустимая (пиковая) мощность, определяет способность преобразовывать электрический ток не продолжительное время, в моменты запуска электрических двигателей или иных устройств, при включении которых в работу происходит скачек электрического тока (ток запуска).
  • Вид выходного сигнала (форма синусоиды) – определяет возможность подключения того или иного оборудования к конкретной модели инвертора. При использовании более дешевых устройств, с квази-синусоидальной формой сигнала по электрическому току, возможны сложности в процессе эксплуатации приборов и агрегатов, чувствительных к качеству электрического тока (отопительные котлы, насосы, электронные устройства).
  • Напряжение на входе и выходе – определяет возможность установки с определенным видом солнечных панелей, вырабатывающих электрический ток напряжением 12/24/48 В, и в соответствии с этим, напряжением сети питания потребителей – 220 и 380 В.
  • Наличие защитных элементов – зависит от конкретной модели устройства. Основными видами защиты являются – защита от короткого замыкания и перегрузки.
  • Дополнительные опции – также зависит от модели устройства. Это может быть установка встроенной розетки, жидкокристаллического дисплея, зарядного устройства и прочих элементов.

Популярные модели

Каждый пользователь выбирает для себя сам какую модель выбрать и где ее купить.

Конечно же оптимальным местом для выбора и приобретения сложных технических устройств, к каковым относится солнечный инвертор, являются компании дилеры производителей подобных изделий, но не везде они присутствуют, поэтому можно воспользоваться сетью интернет, где можно найти модель, соответствующую предъявляемым к ней требованиям.

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются серии и модели:

  • «СибВольт» (Россия) – сетевые инверторы, номинальной мощностью от 1,5 до 3,0 кВт, на напряжение 12/24/48 В.
  • «Sunrise» (Китай) – гибридного типа, номинальной мощностью 3,2 и 4,0 кВт, на напряжение 48 В.
  • «UMA» (Россия) – автономного типа, номинальной мощностью от 2,4 до 4,0 кВт, на напряжение 24/48 В.
  • «S300» (Тайвань) – автономного типа, номинальной мощностью 300,0 Вт, на напряжение 12/24 В.
  • «Stark Country» (Китай) — гибридного типа, номинальной мощностью от 1,6 до 4,0 кВт, на напряжение 12/24/48 В.
  • «Sunville SV15000s» (Россия) – сетевое устройство, номинальной мощностью 15,0 кВт.

Серии и конкретные модели, на рынке подобных товаров, представлены достаточно обширно, как в плане технических характеристик, так и компаний их выпускающих. В связи с этим всегда есть возможность выбрать устройство в соответствии с личными пожеланиями пользователя основываясь на критериях выбора рассмотренных ниже.

Как выбрать лучший?

Как уже было указано выше, на рынке подобных устройств, представлено большое количество моделей различных производителей, которые схожи по своим техническим характеристикам. Для того, чтобы выбрать инвертор, и при этом не ошибиться, необходимо следовать критериям выбора, которыми являются:

  1. Номинальная мощность.
  2. Максимальная (пиковая) мощность.
  3. Форма выходного сигнала по току.
  4. КПД.
  5. Эксплуатационные показатели (температура, влажность, высота установки над уровнем моря).
  6. Напряжение на «входе» и «выходе» устройства.
  7. Наличие средств защиты от токов КЗ и перегрузки.
  8. Наличие «спящего» режима, вентилятора охлаждения и дополнительных опций.
  9. Габаритные размеры и вес.
  10. Бренд и надежность производителя.
  11. Стоимость.

Опираясь на выше приведенные критерии и зная параметры сети, каждый пользователь способен самостоятельно выбрать лучшую модель, из представленных, в настоящее время, в конкретном регионе или на интернет ресурсах.

Подключение инвертора к солнечной батарее

Инвертор является устройством, работающим в комплексе с другими элементами солнечной электростанции, которыми являются:

  • Солнечная панель – источник электрической энергии;
  • Аккумуляторная батарея – накопитель выработанной энергии;
  • Контроллер заряда – отвечает за состояние аккумуляторных батарей, контролирует режим их работы — «заряд-разряд»;
  • Провода и кабели – обеспечивают соединение всех устройств в единую электрическую цепь;
  • Несущие конструкции – обеспечивают надежное крепление монтируемого оборудования, некоторые устройства, позволяют регулировать положение солнечных панелей в пространстве, в соответствии с расположением солнца.

Подключение инвертора в схему работы электрической станции, зависит от типа устройства, т.е. способности работать по отношению к внешней электрической сети.

Подключение, в зависимости от типа инвертора, выполняется по следующей схеме, для:

  • Автономных («off grid») моделей.
  • Модели данного типа устанавливаются между нагрузкой и аккумулятором, зарядка которого также осуществляется через контакты инвертора. У некоторых моделей, как показано на рисунке, может быть предусмотрен отдельный вход для подключения к электрической сети переменного тока, для обеспечения зарядки аккумуляторов, в случае невозможности их заряда от солнечных батарей.
    • Сетевых («on grid») моделей.

    Инверторы данного типа, включаются в электрическую цепь между солнечной батарей и элементами нагрузки и внешней электрической сетью. У данного типа устройств не предусмотрено подключение аккумуляторных батарей. В случаях, когда количество вырабатываемой электрической энергии превышает требуемые значения, излишки перераспределяются во внешнюю сеть.

    • Гибридных («hybrid») моделей.

Гибридный тип подобных устройств, предполагает установку инвертора между аккумуляторами, внешней сетью и нагрузкой одновременно.Использование инвертора, в схемах солнечных электростанций, позволяет осуществлять их работу в автоматическом режиме, что значительно упрощает их использование и расширяет сферу применения.

Источник: https://alter220.ru/solnce/solnechnyj-invertor.html

Инверторы для солнечной батареи – обзор популярных моделей

Инвертор представляет собой прибор, с помощью которого происходит преобразование постоянного тока в переменный, напряжением 220 В.

Источником постоянного тока для него служат как солнечные, так и аккумуляторные батареи. Чаще всего они используются как резервное электропитание при перебоях с подачей напряжения в существующих электросетях.

В общем виде солнечная энергоустановка состоит из:

  • солнечных батарей;
  • инвертора;
  • аккумулятора;
  • контроллера заряда;

С целью обеспечения надлежащей работы всей системы, входящие составные части должны подбираться с учетом технических параметров каждого из устройств. Это в полной мере относится и к инверторам, работающими совместно с солнечными батареями.

Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток напряжением 12, 24 и 48 В. Напрямую подключение электроприборов, работающих от сети переменного тока напряжением 220 Вольт к солнечным батареям невозможно. Поэтому постоянный ток, получаемый при помощи солнечных батарей, необходимо преобразовывать в переменный ток напряжением 220 Вольт. Для этого и служат инверторы.

Схема работы электроустановки:

Виды инверторов для солнечных батарей и их характеристики

Существует два типа инверторов:

Сетевые

Предназначенные для установки между солнечной батареей и сетью переменного тока напряжением 220 вольт. Используются они исключительно днем и обеспечивают работоспособность единичных электроприборов, подсоединяемых непосредственно к инвертору.

Автономные

Используемые в системах солнечного энергоснабжения с применением аккумуляторов. В этом случае инвертор используют для преобразования постоянного тока от аккумулятора, который заряжается от солнечных батарей. Эти инверторы применяют в системах бесперебойного питания, обеспечивая полную независимость потребителя от нестабильной работы сети энергоснабжения.

Работа инвертора характеризуется формой выходного сигнала переменного тока.

Сформированный выходной сигнал бывает в виде:

  • чистой синусоиды;
  • квази-синусоиды (модифицированный синус);

Синусоидальные инверторы обеспечивают на выходе идеальную синусоиду сигнала переменного тока, которая намного превосходит имеющуюся в обычной сети энергоснабжения. Именно этот параметр обеспечивает надежную работу электроприборов, обладающих высокой чувствительностью к нестабильному напряжению. Такие инверторы отличаются высокой стоимостью и большими габаритами.

Инверторы с квази-синусоидой, вырабатывают переменный ток, имитирующий синусоиду в виде сигнала прямоугольной или треугольной формы, а также формы сигнала в виде трапеции.

Читайте также:  Команда исследователей создала тонкие, эффективные и гибкие фотоэлементы

Такие инверторы наиболее востребованы, так как они намного меньше и дешевле синусоидальных инверторов.

Правда их использование для электропитания приборов, чувствительных к перепадам сетевого напряжения крайне нежелательно.

Форма сигнала инвертора — синусоидальная (слева), модифицированный синус (справа)

Выбор инвертора

Устройство современного инвертора

При выборе инвертора необходимо обращать особое внимание на целый ряд технических параметров:

  • номинальная и пиковая мощность;
  • коэффициент полезного действия (КПД);
  • потребляемая мощность без нагрузки;
  • величина температурного диапазона;
  • масса прибора;

Также необходимо обратить внимание на зависимость мощности инвертора от выходного напряжения солнечной или аккумуляторной батареи системы бесперебойного питания солнечных энергоустановок:

  • при 12 В — до 600 Вт;
  • при 24 В — от 600 до 1500 Вт;
  • при 48 В — более 1500 Вт.;

И на наличие защиты от:

  • перегрузки по выходу;
  • короткого замыкания;
  • перегрева;
  • высокого и пониженного, поступающего от батарей напряжения;

Предварительно оценить технические параметры инвертора возможно даже по его весу. Исходя из того, что на 100 ватт выходной мощности приходится 1 кг собственной массы прибора, можно определить, оснащен ли инвертор выходным трансформатором. Выходной трансформатор положительно характеризует качественный инвертор.

Широкий температурный диапазон инвертора также положительно характеризует его работоспособность.

Электроэнергия, получаемая от солнечной батареи, будет экономиться, если:

  1. КПД инвертора находится в пределах 90-95%.
  2. Мощность, потребляемая инвертором без нагрузки, не превышает 1% от величины его рабочей (номинальной) мощности.

Мощности инвертора должно быть достаточно для обеспечения совокупной номинальной потребляемой мощности всех электроприборов, предполагаемых для подключения к солнечной энергоустановке (расчетное значение).

Однако необходимо помнить о том, что практически все электроприборы обладают пусковой мощностью, то есть мощностью, необходимой для пуска конкретного электроприбора.

Эта мощность используется в течение нескольких секунд, после чего прибор начинает функционировать в штатном режиме. Выбирая инвертор, необходимо помнить, что пусковая мощность, указанная в документации, должна ориентировочно в полтора раза превышать величину рабочей (номинальной) мощности.

Обзор моделей

Конструктивные отличия инверторов напрямую определяются типом, к которому они относятся. Сетевые инверторы для систем солнечного энергоснабжения без применения дополнительных аккумуляторов, оснащаются регуляторами отбора максимальной мощности и специальными устройствами для контроля мощности солнечных батарей.

Такие схемотехнические решения позволяют инвертору включаться автоматически в тот момент, когда мощность солнечных батарей достаточна для генерирования переменного тока. Кроме того сетевые инверторы оснащаются стандартными электрическими розетками для подключения различных устройств.

Автономные инверторы конструктивно отличаются от сетевых наличием устройств, которые обеспечивают зарядку аккумуляторных батарей. Кроме того их оснащают целым рядом конструктивных узлов, защищающих аккумуляторы от перезаряда, неправильной полярности аккумуляторов и недозаряда.

Существует огромное количество моделей инверторов для солнечных батарей, которые выпускаются во многих странах мира.

Рассмотрим некоторые из числа тех, что присутствуют на рынке России:

Сетевые инверторы Conext компании Schneider Electric

Эти инверторы разработаны с целью повышения эффективности использования солнечных батарей, устанавливаемых на крышах частных и многоквартирных жилых домов. Они выдержали испытания на надежность MEOST (Multiple Environmental over Stressed Testing) и могут эксплуатироваться в самых тяжелых климатических условиях. К

ПД инверторов Conext составляет 97,5% даже при пиковых нагрузках. Линейка инверторов, присутствующих на рынке обеспечивает функционирование солнечных энергоустановок мощностью от 3 до 20 кВт.

Стоимость инверторов Conext находится в ценовом диапазоне 86900-327300 руб.

Инверторы голландской компании TBS Electronics

Компания с 1996 года выпускает только синусоидальные инверторы Poversine. Ее продукция представлена как маломощными инверторами для отдельных потребителей (номинальная мощность от 175 до 600 Вт) по цене 9400-21600 руб., так и более мощными (номинальная мощность от 850 Вт до 3,5 кВт) стоимостью 37050-79800 руб.

Инверторы российского производства (МАП «Энергия»)

Ассортимент российского производителя очень широк и представлен инверторами мощностью от 800 Вт до 1,2 кВт.

Существует несколько серий инверторов:

  • МАП SIN— инверторы с чистым синусом, ценовой диапазон составляет 22700-130500 руб.;
  • МАП HYBRID — синусоидальные инверторы с возможностью подкачки дополнительной энергии от аккумуляторов, стоимостью от 29700 до 166500 руб.;
  • МАП HYBRID 3 фазы — инверторы с трехфазной конфигурацией.

Все инверторы МАП «Энергия» оснащены мощным зарядным устройством, позволяющим осуществлять зарядку любых типов аккумуляторов.

Китайская компания GoodWE

Продукция которой представлена сетевыми инверторами различной мощности. Компания отличается от остальных тем, что вместе с инверторами предоставляет программу для расчета сетевой системы на солнечных батареях, которая учитывает ориентацию солнечных батарей по углу их наклона, сторонам света и пр.

Кроме того, установив сетевой солнечный инвертор GoodWE, потенциальный потребитель получает возможность наблюдать за его работой с помощью планшетного компьютера или смартфона. Для этого необходимо установить специальное приложение, построенное на операционной системе Android. Также китайский производитель приятно удивляет невысокой ценой на свою продукцию.

Так, широко применяемый в Крыму, трехфазный сетевой инвертор GW20K-DT мощностью 20 кВт стоит 4800 долларов США при установленной гарантии 5 лет. Предлагается также увеличение гарантийного срока до 10 лет, правда тогда его цена возрастает до 5500 долларов США.

Подключение инвертора к солнечной батарее

Подключая инвертор к солнечной батарее необходимо помнить, что провода для передачи постоянного тока должны быть как можно толще, а их длина — как можно короче.

Если солнечная батарея находится далеко от потребителей электроэнергии, то лучше наращивать длину проводов, по которым проходит переменный ток напряжением 220 Вольт, а инвертор расположить непосредственно у самой батареи. Длина проводов от солнечной батареи до инвертора не должна превышать 3 метров.

Особые требования предъявляются к подключению инверторов, с мощностью, превышающей 500 Вт. Провода должны подсоединяться очень жестко, обеспечивая надежный электрический контакт между проводами и клеммами устройства. В случае плохого контакта возможно искрение в зоне подсоединения проводов, что может стать причиной пожара.

При использовании автономных инверторов в системах бесперебойного питания необходимо установить в цепях постоянного тока автоматические предохранители.

Используя в солнечных энергоустановках инверторы, желательно учитывать и форму их выходного сигнала по переменному току.

Большинство бытовых приборов могут работать от переменного тока с формой выходного сигнала в виде модифицированного синуса. Однако, циркуляционные насосы, работающие в непрерывном режиме, импульсные блоки питания современных телевизоров и ноутбуков, а также автоматика газовых котлов, требуют наличия переменного тока с чистой синусоидой. В противном случае эти устройства выходят из строя.

Непредсказуемыми последствиями может закончиться использование инверторов с переменным током в виде квази-синусоиды в том случае, если к системе электропитания подключена дорогостоящая аудиоаппаратура и видеопроекционная техника.

Источник: http://slarkenergy.ru/solar/battery/invertor.html

Шесть необычных ноу-хау из мира солнечной энергии

Благодаря новейшим разработкам использование солнечной энергии заметно продвинулось в техническом плане, позволяя получать экологически чистую энергию необычными способами. Всем знакомые солнечные панели меняются на глазах, приобретая причудливые формы. Новые материалы, из которых сделаны элементы, используют энергию солнца по максимуму, и ни один солнечный луч не пропадает зря.

Учёные создают гнущиеся панели, которые могут быть установлены на любой поверхности. В последние годы инновационные разработки направлены на накапливание и приумножение солнечной энергии.

Постоянно растёт число крупных компаний, интересующихся этой темой, которые создают эффективные солнечные батареи.

Эти устройства не нуждаются в огромных площадях для установки, отыскать которые не так-то просто.

Сферические солнечные батареи

Созданные японской компанией Kyosemi в 2012 году сферические солнечные батареи своим видом напоминают диско-шар, а не привычные панели. Сферические батареи улавливают лучи со всех направлений и способны эффективно работать в помещении, куда затруднено попадание прямого солнечного света.

Компания Sphelar нашла другой выход из ситуации: её батареи отслеживали направление лучей и поворачивались к солнцу под нужным углом с помощью электромотора. Благодаря своей куполообразной структуре батареи Kyosemi «смотрят» во все стороны одновременно.

Им не нужны дорогостоящие механизмы, чтобы извлечь по максимуму пользу из солнечного дня.

Вращающаяся батарея

Технология солнечной энергетики может принимать замысловатую форму вращающегося конуса – именно так выглядит устройство под названием Spin Cell компании V3Solar.

По уверениям создателей, вращающийся конус производит в 20 раз большее количество энергии по сравнению с неподвижной плоской панелью той же площади.

В прошлом году был представлен прототип, и в результате тестов компания V3Solar доказала, что устройство не только превосходит плоские солнечные батареи по эффективности, но и обладает большей надёжностью, решая проблему перегрева: вращение охлаждает элементы, продлевая срок службы.

Батарея, которую можно свернуть в трубочку

Одной из самых полезных разработок в области солнечной энергетики стала батарея из гнущегося материала. Компания-стартап из Лос-Анджелеса Sunflare продемонстрировала своё величайшее достижение – солнечную батарею CIGS, которая мнётся, словно лист бумаги.

Перед началом работы батарея разворачивается и без труда крепится практически к любой поверхности — достаточно прилепить устройство двусторонним скотчем. Батарея CIGS на 65 процентов легче, чем традиционные солнечные панели, а также на 10 процентов эффективнее.

Она хорошо подходит для использования в регионах, где есть перебои с электроэнергией. Гибкое устройство удобно перевозить; батарея CIGS обеспечит электричеством любой мобильный проект, не требуя значительных денежных вложений.

Разработчики утверждают, что каждый ватт энергии, «добытой» с помощью батареи, обходится всего в 1,07 доллара.

«Подсолнухи» от IBM

Компания IBM проводит исследования в различных областях, однако её разработки в области солнечной энергетики не так широко известны.

Между тем, существует система High Concentration PhotoVoltaic Thermal (HCPVT), которая накапливает энергию солнца, позволяя эффективно использовать 80 процентов от всего запаса. Устройство, которое состоит из вогнутой чаши с солнечными элементами, покоящейся на «ножке», напоминает подсолнух.

Система из таких устройств выдаёт до 12 кВт электрической энергии и до 20 кВт тепловой мощности в солнечный день, что достаточно для обеспечения электричеством нескольких домов.

Интегрированная система Tesla

Солнечными батареями на крыше никого уже не удивить, но компания Tesla в сотрудничестве с SolarCity недавно представила революционное решение в виде интегрированной в крышу системы для сбора энергии солнца. Крыша от Tesla не имеет ничего общего с набившими оскомину солнечными панелями прошлых лет.

На выбор предлагается четыре варианта оформления, поэтому владельцы домов, используя чистую энергию, попутно преобразят внешний вид своих домовладений. Полученная энергия поступает во встроенную систему из батарей Powerwall 2.0.

Компания Tesla производит ещё и электромобили, поэтому в комплект поставки входит зарядное устройство, позволяющее заряжать машину и обеспечивать дом солнечной энергией.

Оконный накопитель

Специалисты компании SolarWindow Technologies из Мэриленда утверждают, что прозрачные солнечные элементы, крепящиеся на окнах, создают в 50 раз больше энергии, чем обыкновенные панели. Остальные достижения блекнут на этом фоне.

Читайте также:  Электронный термометр на lm35 и lm3914

Разработчики называют своё изобретение «накопительным окном», хотя по сути SolarWindow – это прозрачный солнечный элемент, который накладывается на стекло или пластик окна. Устройство генерирует энергию, при этом не искажает пейзаж за окном и не препятствует проникновению света.

Столь впечатляющие показатели позволяют заявить о том, что система будет окупаться довольно быстро — всего в течение года, в то время как обычные солнечные батареи оправдывают покупку лишь после 11 лет.

Источник: Gearmix.ru

[print-me]

Источник: http://hvylya.net/reviews/shest-neobyichnyih-nou-hau-iz-mira-solnechnoy-energii.html

Солнечная поддержка сети

Очень часто нам задают вопрос — насколько эффективно и нужно ли вообще использовать солнечные батареи, если уже есть подключение к сети. Ответ на это вопрос зависит от многих факторов. Ниже рассмотрены некоторые типичные случаи и даны рекомендации по применению солнечных батарей в этих случаях.

1. Сеть есть, качество электроэнергии отличное, перерывов в электроснабжении не бывает

Соединенная с сетью фотоэлектрическая система электроснабжения

Вы счастливчик! В этом случае экономического эффекта от применения солнечных батарей, скорее всего, сразу не будет. Стоимость электроэнергии, генерируемой от солнечных батарей, в настоящее время выше, чем при покупке от местных энергосетей. Поэтому возможна только экономия потребляемой электроэнергии, но не денег.

Точнее, стоимость электроэнергии выше, если брать срок окупаемости 10 лет.

Если разделить затраты на покупку солнечных батарей на весь их срок службы, то стоимость 1 кВт*ч будет примерно равна той цене, которую мы имеет сейчас от сетей — 2,5-3 рубля за кВт*ч.

Поэтому, на самом деле, солнечные батареи, вопреки распространенному мифу, уже сегодня не убыточны. Этот миф возник около 20 лет назад, когда стоимость солнечных батарей была в разы больше, а стоимость электроэнергии от сетей — в разы дешевле.

Учитывая стремительный рост тарифов на электроэнергию после реформы РАО ЕЭС, вполне возможно, что экономический эффект от соединенной с сетью солнечной электростанции станет положительным в ближайшие годы.

Если вспомнить, что срок службы кремниевых фотоэлектрических модулей составляет как минимум 30 лет, то вполне возможно, что ваша фотоэлектрическая станция принесет вам существенную прибыль в течение времени ее эксплуатации.

Если вы решаете поставить солнечную батарею у себя в доме даже при наличии надежного централизованного электроснабжения, наиболее оптимальный вариант — это соединенная с сетью система, состоящая из:

  • солнечных фотоэлектрических панелей необходимой мощности
  • сетевых инверторов соответствующей мощности.
  • опционально можно поставить дополнительные счетчики электроэнергии (если такая функция не встроена в инвертор)

Все! Больше ничего не нужно для того, чтобы вы начали вырабатывать свою экологически чистую и, в каком-то смысле, бесплатную электроэнергию. Стоимость электроэнергии от соединенных с сетью фотоэлектрических станций гораздо ниже, чем в автономных системах, за счет того, что:

  1. Нет необходимости в аккумуляторах — сеть является бесплатным аккумулятором практически бесконечной емкости. Она принимает излишки энергии когда есть избыток солнечного электричества, и дает энергию, если солнечной энергии не хватает
  2. Сетевые инверторы дешевле батарейных
  3. В сетевой системе гораздо меньше элементов, чем в батарейной — не нужно аккумуляторов, соединителей аккумуляторов, контроллеров заряда, защитных устройств постоянного тока и т.п.
  4. Соединения на стороне переменного тока также проще — не нужно выделять в щитке нагрузку, которую нужно резервировать, не нужно заботиться о соответствии мощностей нагрузки и инвертора и т.д. Вы просто подключаете выход сетевого инвертора к щитку.
  5. Обслуживание практически не требуется

Все вышеперечисленное объясняет, почему во всем мире самыми распространенными системами являются соединенные с сетью.

Следует учитывать некоторые требования, которые имеют местные энергосети к подключению дополнительных источников энергии к сети.

Обычно, для генерации энергии в сеть необходимо оформлять довольно дорогостоящее разрешение, да и дело это хлопотное.

К сожалению, в отличие от продвинутых в отношении солнечной энергетики стран, наше законодательство пока не предусматривает безусловное подключение солнечных генерирующих мощностей к общей электросети.

Несмотря на то, что солнечные инверторы вырабатывают очень качественное напряжение, зачастую намного лучшее, чем напряжение в сети, сети не разрешают вашему электросчетчику просто крутиться в обратную сторону.

И это даже невзирая на тот факт, что никакой опасности для сетей солнечные сетевые инверторы не представляют — они прекращают генерацию энергии как только в сети пропадает напряжение (например, его отключают для проведения ремонтных работ на линии электропередач).

Поэтому, для исключения претензий со стороны местных энергосетей, нужно обеспечить потребление всей электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями.

Справедливости ради нужно сказать, что в последнее время стало все больше таких объектов — люди просто хотят иметь у себя на крыше солнечные батареи. Тем самым они показывают, что заботятся о сохранении окружающей среды, думают о том, что они оставят своим детям после себя.

К счастью, иметь солнечные батареи у себя дома становится даже модным! Это подтверждает в очередной раз известный закон развития рынка — на первом этапе новые технологии применяют «продвинутые» люди, которые уловили тенденции развития техники, и которые пользуются этими новыми технологиями несмотря на то, что они пока еще дороже традиционных решений.

2. Сеть есть, но выделенной мощности не хватает. Есть кратковременные перерывы в электроснабжении

В этом случае есть достаточные основания рассмотреть введение в систему электроснабжения солнечных батарей и аккумуляторов. Очень часто выделяемой мощности электрических сетей недостаточно для питания всей нагрузки в доме.

Это бывает связано как с лимитом на выделяемые мощности (например, в садовом товариществе ставят трансформаторную подстанцию определенной мощности, и каждому участку достается максимум 3 кВт), или с прогрессивной стоимостью подключения мощности сверх лимитированной (например, до 5 кВт одна цена, а все, что свыше 5 кВт — в 10 раз дороже).

Система в качестве основных элементов будет включать в себя блок бесперебойного питания (ББП), аккумуляторы, солнечные батареи. Инверторно-аккумуляторная система будет обеспечивать покрытие пиковых нагрузок.

Солнечные батареи будут питать электрические потребители в доме, когда светит солнце, а если есть излишки электроэнергии от солнца — заряжать аккумуляторы. Далее возможны варианты, связанные с тем, как будет «обвязываться» система — по постоянному или по переменному току.

Основные способы соединения различных источников тока рассмотрены на странице «Методы построения гибридных систем электроснабжения«.

Мы предлагаем различные комплекты систем резервного электроснабжения с поддержкой солнечными батареями и ветроустановками, с обвязкой как по переменному току, так и по постоянному.

Эти комплекты позволяют обеспечить резервное электроснабжение в доме при пропадании энергии в сети, а также уменьшить потребление электроэнергии от сети за счет солнечной энергии. Система работает параллельно с сетью централизованного электроснабжения в полностью автоматическом режиме.

Для того, чтобы обеспечить электроснабжение во время аварий в сетях централизованного электроснабжения в системе применены аккумуляторы.

Их емкость зависит от количества электроэнергии, которое необходимо обеспечить во время перерывов в централизованном электроснабжении.

Наличие аккумуляторов также позволяет перейти при желании на полностью автономную работу; однако в этом случае может потребоваться увеличить емкость аккумуляторов и мощность солнечных батарей.

Работа параллельно с сетью имеет неоспоримые преимущества.

  1. Аккумуляторы должны запасать энергию только в количестве, достаточном для обеспечения нагрузки во время перерывов в электроснабжении. А они, при наличии сети, бывают не часто.
  2. Так как аккумуляторы работают в буферном режиме и при наличии сети практически всегда полностью заряжены, можно применять более дешевые AGM аккумуляторы. Применение аккумуляторов глубокого циклирования позволяет закладывать  допустимый разряд до 80% (изредка такие АБ допускают глубоких разряд).
  3. Выработка энергии солнечными модулями повышается примерно на 15-30% за счет наиболее полного использования солнечной энергии. Солнечные модули работают всегда в точке максимальной мощности. Энергия потребляется в первую очередь резервируемой нагрузкой, излишки направляются на питание других потребителей в доме. Если ваш счетчик может учитывать электроэнергию, поставленную в сеть (т.е. считать в обратную сторону) , то можно «отматывать» счетчик в периоды, когда генерация энергии солнечными батареями больше потребления нагрузкой в доме. Этот режим является настраиваемым и может быть запрещен или разрешен настройками блока бесперебойного питания (ББП).
  4. Система при необходимости может добавлять мощность от солнечных батарей и от ББП к мощности сети. Это бывает необходимо при недостаточной подключенной мощности централизованной сети.
  5. Возможно ограничить потребление от сети настройками ББП. Если в системе применен ББП Xtender, можно также динамически ограничивать потребление от сети в зависимости от падения напряжения в сети — это очень полезно, если сеть «плохая» и напряжение просаживается при подключении мощной нагрузки. Это также полезно при питании от генератора небольшой мощности.
  6. В предлагаемой системе солнечные батареи работают через сетевой фотоэлектрический инвертор. Это позволяет повысить эффективность работы солнечных батарей на 20-30%.

Состав системы

  1. Солнечного фотоэлектрического инвертора мощностью 2-5 кВт
  2. Фотоэлектрических модулей общей мощностью от 2 до 5 кВт.
  3. Блока бесперебойного питания на 6 кВт
  4. Устройств защитного отключения (автоматы постоянного и переменного тока, предохранители и т.п.

    )

  5. Солнечный провод (специальный, с двойной изоляцией и стойкий к ультрафиолету) — для соединения солнечных панелей между собой и с коммутационным боксом
  6. Коннекторы для присоединения к модулями и инверторам
  7. Дополнительное электромонтажное оборудование (провода, кабельные наконечники, боксы, байпас и т.д.

    )

В системе могут применяться различные комплектующие. Некоторые варианты приведены в таблице ниже.

Провода переменного тока для подключения к розетке или щитку, а также автоматы переменного тока не входят в комплект. Используются уже имеющиеся в щитке или покупаются дополнительно.

Типовые комплекты таких систем есть в нашем Интернет-магазин в разделе «Комплекты — СБ+сеть«. Дополнительная информация по комплектующим — на страницах с описанием соответствующих товаров.

Эта статья прочитана 8723 раз(а)!

Продолжить чтение

  • Нужны ли солнечные батареи?
  • С аккумуляторами или без?

Источник: http://www.solarhome.ru/rezerve/solargrid.htm

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Гелиосистемы по всему миру развиваются огромными темпами. Международное энергетическое агентство в своем ежегодном докладе отметило, что в 2016 г. количество введенных в действие солнечных электростанций впервые превзошло число угольных.

Сердце системы солнечной энергетики — инвертор для солнечных батарей, задача которого — трансформировать постоянный вид тока в переменный.

Виды инверторов для солнечных панелей

Без инвертора, вырабатываемая гелиосистемой энергия, для бытовых нужд будет совершенно бесполезной. Существует 3 вида инверторов по типу использования:

  • автономные;
  • сетевые;
  • многофункциональные.

Инверторы первого вида имеют обозначение «off grid». Они подсоединены к солнечному модулю, являются частью обособленной фотоэлектрической системы и никак не контактируют с внешней электрической сетью. Их мощность варьирует в пределах 100 – 8000 Вт.

Синхронные или сетевые инверторы функционируют синхронно с централизованной системой электроснабжения.

Преобразователи с обозначением «on grid» не только выполняют роль преобразователя, но и корректируют такие параметры сети как амплитудные перепады, показатели частоты и другие.

Когда во внешней сети наблюдаются неполадки, инвертор автоматически отключается. Такие инверторы накапливают электроэнергию в аккумуляторных батареях.

Автономные инверторы обеспечивают независимость электроснабжения дома от работы централизованного источника. Параметры инвертора со стороны переменного напряжения определяют исходя из суммарной потребляемой мощности всех приборов, подключенных к электрической сети потребителя.

Со стороны постоянного тока инвертор подбирают исходя из номинальной мощности солнечных панелей

Если суммарная мощность используемых в доме приборов меньше потенциальных возможностей солнечной электростанции, то излишки выработанной электроэнергии попадают во внешние электрические сети.

Если же мощности недостаточно для нормальной работы бытовых приборов, то осуществляется подпитка извне.

При отсутствии напряжения питание подается от заряженного аккумулятора. В случае когда в систему не включены аккумуляторные батареи, энергия, произведенная солнечной электростанцией, уходит в общую сеть.

Сетевые фотоэлектрические инверторы с большой эффективностью используют энергию, получаемую от солнечных батарей.

Они являются гарантией стабильности электроснабжения и отличаются высоким КПД, превышающим 90%

Гибридный или многофункциональный инвертор — оборудование надежное.

Он сочетает свойства первых двух преобразователей, обладает большим числом настроек. Это лучший вариант для устройства домашней солнечной станции, но и самый дорогой.

Все существующие солнечные инверторы делят на виды и по напряжению на выходе. В зависимости от этого параметра они бывают синусоидальными и меандровыми. Так как у первого величина выходного напряжения почти такая же, как и у питающей электрической сети, это хороший вариант, когда в доме присутствует высокочувствительная техника.

Постоянное значение напряжения является гарантией безопасности для домашнего электротехнического оборудования. Графически форма сигнала на выходе у такого инвертора синосуидального типа изображается в виде чистой синусоиды.

При работе оборудования лучшая форма меандра — идеальный синус. Особенно это важно для телекоммуникационной аппаратуры, медтехники, высокоточных приборов измерения, поэтому, даже не смотря на высоту цены сложных инверторов, других вариантов в этом случае нет.

Сведения о форме выходного сигнала производители указывают в его характеристиках

Меандровые или несинусоидальные преобразователи в отличие от синусоидальных имеют геометрию сигнала на выходе в виде импульсов прямоугольной формы так называемый модифицированный синус.

Инверторы, относящиеся к этому типу, нельзя использовать для отдельных видов нагрузки, но для приборов, использующих активную составляющую мощности, они вполне подходят.

Критерии выбора преобразователя

При выборе такого элемента гелиосистемы как инвертор важна не только геометрия сигнала на выходе, но и его мощность.

Специалисты советуют укомплектовывать солнечные батареи преобразователями, номинальная мощность которых выше суммарной мощности, имеющейся в томе техники, процентов на 25 – 30.

Необходимо также учитывать нагрузку, возникающую при единовременном включении нескольких приборов с большой пусковой мощностью.

Еще одним критерием при выборе инвертора является его КПД, определяющей потери энергии на сопутствующие процессы. В зависимости от модели он имеет разное значение, находящееся в пределах 85-95%. Оптимальный выбор — КПД не ниже 90%.

Инверторы бывают как однофазными, так и трехфазными. Первые отличаются более низкой стоимостью, но выбор их оправдан, когда потребляемая мощность составляет менее 10 кВт. Величина напряжения у них составляет 220В, а частота 50Гц. Трехфазные инверторы имеют диапазон напряжений более широкий — 315, 400, 690В.

Производители качественного оборудования укомплектовывают свои изделия трансформаторами выхода.

Существует зависимость между весом инвертора и его техническими характеристиками — если на каждый кг его массы приходится 100 Вт мощности, значит, трансформатор включен в его схему

Разным может быть и количество инверторов в системе.

В этом вопросе следует руководствоваться следующими рекомендациями: если мощность солнечных батарей не превышает 5 кВт, то для такой системы достаточно одного инвертора. Для батарей большей мощности может потребоваться 2 и больше инвертора. Оптимально, когда один инвертор приходится на каждые 5 кВт.

Преобразователи могут отличаться друг от друга схемами, геометрией выходного сигнала, другими определяющими величинами. Отдельные преобразователи комплектуют зарядными устройствами. Если выйдет со строя один из инверторов, система не прекратит свою работу.

Особенности подключения инвертора

От правильного подключения солнечного инвертора зависит эффективность работы всей гелиосистемы. Главное, соблюсти правило: кабель, передающий постоянный ток, должен иметь минимально допустимую длину и максимальное сечение.

Если потребитель находится далеко от солнечных элементов, следует удлинять путем наращивания электрокабель, транспортирующий переменный ток 220 В.

Протяженность провода между инвертором и солнечной панелью должна варьировать в пределах 3 м и никак не больше. Лучший вариант, когда инвертор расположен возле батареи.

Особо жесткие условия приходится выполнять при подключении инверторов, превосходящих по мощности 0,5 кВт.

Подсоединение проводов должно быть прочным, т.к. недостаточно плотное соединение вызывает искрение, что может стать источником пожара. При монтаже автономного инвертора для обеспечения бесперебойного электроснабжения объекта, цепь постоянного тока должна быть укомплектована автоматическими выключателями.

Лучшим решением при подключении инвертора является применение обвязки гибридного типа как по постоянному, так и переменному току. В основе принципа лежит особый порядок включения преобразователя. Его включает контроллер после того, как зарядятся аккумуляторные батареи.

Такое решение увеличивает качество работы оборудования. В регионах, где электроэнергию часто отключают, или в домах, расположенных в районах, где преобладает пасмурная погода, этот вариант работает очень эффективно.

Обзор моделей инверторов

Преобразователи для солнечных панелей выпускают многие производители как отечественные, так и зарубежные. Все оборудование имеет разные характеристики, уровни качества, свой набор функций и технические возможности.

Инверторы от отечественного производителя

Широкий ассортимент этих изделий мощностью 800 – 1200 Вт выпускает российский производитель МАП «Энергия». Компания производит несколько линеек инверторов:

  1. Синусоидальные инверторы с формой сигнала в виде чистого синуса — МАП SIN.
  2. Преобразователи синусоидальные с функцией отбора дополнительного количества энергии от аккумуляторов — МАП HYBRID.
  3. Трехфазные инверторы — МАП HYBRID 3 фазы.

Инверторы, выпускаемые этой фирмой, могут заряжать аккумуляторы всех типов. Для этого у них имеется зарядное устройство большой мощности.

Инверторы МАП «Энергия» применяют не только в частных домохозяйствах, но и во многих отраслях промышленности. Они применяются в медицине, строительстве, на метеостанциях

Достижением компании является инвертор рекордной мощности — 20 кВт, выдерживающий наибольшую нагрузку 25 кВт. Эта модель может обеспечить надежным питанием большой жилой дом со множеством техники.

Преобразователи Conext компании Schneider Electric

Французская компания Schneider Electric выпускает инверторы, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками, позволяющими использовать их в условиях разного климата.

Покрытие корпуса, обладающее высокой коррозионной стойкостью, позволяет успешно пройти тестирование соляным туманом.

Они предназначены для солнечных батарей, установленных как на крышах частных коттеджей, так и многоквартирных домов.

Производитель проверяет надежность своего оборудования с использованием всевозможных методик и тестов. В конструкции инверторов Conext отсутствуют электрохимические конденсаторы, что является гарантией длительной эксплуатации.

Инверторы Conext, даже при максимальных нагрузках, имеют КПД 97,5%. Отдельные модели укомплектованы распределительным блоком, поэтому отпадает надобность в монтаже наружного электрощитка

Большой ассортимент изделий позволяет выбрать подходящую модель для гелиосистем мощностью 3 – 20 кВт.

Инверторы компании TBS Electronics

Эта голландская компания, присутствующая на рынке с 1996 г., производит как маломощные, так и более мощные синусоидальные преобразователи для солнечных панелей Poversine номинальной мощностью от 175 до 3500 Вт.

На фото модель профессионального инвертора Powersine PS3500-24. Его можно применить для обеспечения беспрерывного питания котлов отопления, насосов, компьютеров, других небольших нагрузок.

Он оснащен надежной электроникой, высокопрочным металлическим корпусом

Линейка Powersine характеризуется очень чистой синусоидой на выходе, поэтому применение этих инверторов гарантирует грамотную и длительную эксплуатацию высокочувствительных приборов.

Оборудование оснащено защитой от КЗ, температурных скачков, перегрузок. С этими инверторами можно запускать нагрузки до 500В с пусковой силой, превышающей номинальную в десятки раз.

Сетевые инверторы Kostal

Фирма выпускает инновационные высококачественные инверторы мощностью от 1,5 до 20 кВт как одно, так и трехфазные. В конструкцию включен выключатель переменного тока, срабатывающий автоматически, МРР-трекеры, монитор, счетчик S0 и много других опций в базовой комплектации. Все это делает возможным внедрение инвертора в систему «умный дом».

Инверторы Kostal несложны как в эксплуатации, так и в установке. Встроенная панель — информативная и понятная, позволяет мониторить его работу

Благодаря высокому качеству материала корпуса, преобразователь устанавливают и снаружи, и внутри дома. Сборку выполняют в Европе, поэтому качество соответствует Европейским стандартам. Гарантия производителя — 5 лет.

Инверторы ABi-Solar из Тайваня

Эти инверторы, выпущенные в Тайване, на нашем рынке представлены серией автономных преобразователей SL/ SLP, автономно-сетевых гибридных инверторов (НТР), линейкой гибридов НТ. Автономные преобразователи укомплектованы контроллерами заряда от солнечных батарей. Это оборудование наделено тройным функционалом — работает как инвертор, контроллер, зарядное устройство.

В конструкцию включен жидкокристаллический дисплей, позволяющий контролировать основные параметры гелиосистемы. КПД инверторов SL/ SLP — около 93%. В моделях SLP присутствует пылезащита.

К бюджетному варианту относится инвертор из новой серии ABi-Solar HTP. Работает он только при наличии аккумулятора. Особой популярностью пользуется серия НТ, включающая гибридные инверторы одно и 3-фазные, выделяющиеся отличным качеством сборки.

Преобразователи SL0912 и SL1524 также относятся к бюджетным. Они работают в 2 режимах — бытового бесперебойника и с солнечными батареями. Имеют 2 режима поддержания напряжения: от 180 до 260В и от 100 до 300В. Последний режим позволяет увеличить время эксплуатации батарей за счет меньшего их использования, но может питать только не очень чувствительное к качеству электричества оборудование.

Инвертор ABi-Solar SL 1012 PWM обладает мощностью 800 В. Ток на выходе имеет немодифицированную синусоиду. Может применяться для реализации, произведенной солнечными панелями электрической энергии по «зеленому» тарифу

Инверторы ABi-Solar дают возможность увеличить рабочий диапазон температур аккумуляторов и автоматизировать процесс заряд-разряд.

Сетевые инверторы компании GoodWE

Эта китайская компания выпускает инверторы сетевые разной мощности и поставляет их на рынок по невысокой цене. К инвертору прилагается специальная программа, позволяющая выполнить расчет гелиосистемы с учетом расположения солнечных панелей по отношению к сторонам света и другим ориентирам.

Существует возможность вести наблюдение за работой преобразователя через планшет или смартфон, но предварительно придется установить специально предназначенное для этого приложение на базе операционной системы Android.

Выводы и полезное видео по теме

Здесь менеджер продающей компании рассказывает о принципах выбора инвертора:

В этом видео освещен вопрос подключения инвертора:

Фотоэлектрический сетевой инвертор, как неотъемлемая часть гелиосистемы, позволяет получить полную независимость от централизованного электроснабжения и роста цен на электроносители. «Умные системы», включающие сетевой преобразователь, делают доступным, надежным и управляемым процесс потребления энергии. При этом никак не нарушается комфорт в доме.

Источник: http://sovet-ingenera.com/eco-energy/sun/invertor-dlya-solnechnyx-batarej.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector