Хибриден инвертор за соларни панели: видове, преглед на най-добрите модели + функции за свързване

Предимства на инверторните батерии

Съвременната жизнена среда често е изложена на прекъсвания на електрозахранването и аварии. Отоплителната система страда най-много, тъй като повечето жилища затоплят водата с електричество. Наличието на постоянно електричество влияе върху безпроблемното функциониране на газовия котел. Автоматизация на циркулационната помпа и управлението.

Ако отоплителният котел спре, има вероятност тръбите, по които тече водата, да се спукат, което ще доведе до разрушаване на довършителните материали и до пукнатини в конструкцията на сградата. Инверторните батерии станаха много популярни през последните години и замениха индивидуалните генератори. Инверторите работят, защото специални батерии ги захранват с енергия.

Предимства на инвертора:

Звук и бързо стартиране. Инверторът се стартира безшумно: никой няма да забележи, че батерията на инверторите се стартира.

Тиха работа. Докато генераторите, работещи с гориво, са много шумни, инверторът не издава никакъв шум.

Без изгорели газове

Когато използвате генератори, е важно да обмислите внимателно къде и как са прокарани тръбите, които отвеждат изпаренията от помещението. Инверторът не отделя изгорели газове

противопожарна безопасност

Инверторът не се нуждае от гориво, за да работи, което намалява риска от пожар.

Мобилни устройства. Инверторът може да бъде разположен, където пожелаете.

Когато разполагате инвертора, е важно да се уверите, че помещението е добре изолирано. Използването на инвертор е не само ефективно, но и рентабилно. Разбира се, закупуването и инсталирането му ще струва пари, но в дългосрочен план инверторът ще се изплати и ще спести много пари.

Разбира се, закупуването и инсталирането им ще струва пари, но в дългосрочен план инверторите ще се изплатят и ще спестят много пари.

Въпреки че закупуването и инсталирането им може да струва скъпо, инверторите често се изплащат в дългосрочен план и спестяват пари.

Как да определим капацитета на инвертора

Капацитетът на това оборудване зависи от номиналната мощност на слънчевите клетки (от страна на постоянния ток) и максималния товар от страна на променливия ток.

С други думи, трябва да се вземе предвид общият капацитет на всички слънчеви панели (толеранс 90% до 120%) в мрежата и мощността на всички устройства, които могат да се захранват едновременно в мрежата.

Докато панелите са разбираеми и тяхната мощност е посочена в информационния лист, консумацията е по-сложна. Необходимо е да се определи пиковата или стартовата консумация на енергия на устройствата, която може да бъде 5-7 пъти по-голяма от работната мощност.

Дори краткотрайно натоварване по време на стартиране от 2-3 секунди, надвишаващо капацитета на инвертора, няма да позволи такъв уред да бъде стартиран чрез него.

Избор по напрежение

Входното напрежение също е важно, тъй като то влияе пряко върху ефективността на системата. Препоръчителни настройки:

• 12 V с капацитет на системата до 600 W,
• 24 V за системна мощност от 600 W до 1500 W,
• 48 V за системни мощности над 1500 W.

Избор според ефективността

Тази стойност се определя от количеството енергия, което устройството губи, например за собствената си работа. Консумацията на енергия от самия инвертор не трябва да надвишава 5-10% от преминаващата през него енергия. В противен случай устройството може да се счита за неефективно.

Повечето съвременни инвертори имат ефективност от 90-95%.

Тегло на оборудването

Един качествен инвертор не може да бъде лек, тъй като използва трансформатор. Следните цифри могат да се приемат като ориентир: 1 килограм на 100 вата.

Меандри и синусоиди, тип сигнал

Синусоидална форма на вълната вляво и меандърна форма на вълната вдясно.

MeanderМеандровата система е по-евтиният вариант, но тя не предпазва мрежата от пикове и скокове на напрежението, които могат да имат отрицателен ефект върху работата на уредите и другото оборудване. Този проблем може да бъде решен чрез инсталиране на допълнителен стабилизатор.

Синусоидален са по-скъпи, но напрежението на входа и на изхода е почти идентично, а колебанията са по-плавни и не увреждат уредите.

Синусоидалният инвертор е подходящ за частни домове, тъй като всички индуктивни товари (хладилници, перални машини, помпи, климатици и др.) просто няма да работят с правоъгълна форма на изходното напрежение.

Квазисинусоидът - е своеобразен компромис между правоъгълната форма и чистата синусоида. Повечето синусоидални модели са с добро качество, но могат да се намерят и ненадеждни примери.

1 или 3 фази

Това е просто, всеки от тях е подходящ за частен дом. Ако дори не се нуждаете от 3 фази, можете да използвате една. За промишлеността ви е необходим само 3-фазен, тъй като повечето оборудване работи на този принцип.

Какво още трябва да вземете предвид

• Входните U, а именно стойностите на напрежението и мощността, трябва да бъдат оптимално съгласувани помежду си. Това ще ви помогне да избегнете сериозни течове на ток. Това гарантира измервана и продуктивна работа на инвертора без опасно "ограничение на мощността". Специалистите отдавна разполагат с такова понятие като "съединение мощност-напрежение". Препоръчителните комбинации са 12 V и 600 W, 24 V и 600 до 1500 W. Ако U е 48 V, мощността може да бъде и над 1500 W.
• Изходната мощност, която в идеалния случай се изчислява на базата на общата сума за всички консуматори на енергия. В действителност обаче изчислението се основава на максималния товар, който може да има в електрическата мрежа. При голям брой домакински уреди пусковият ток може да бъде много по-висок от номиналния капацитет на инвертора. Поради това трябва да се направи справка за пиковите стойности на мощността.
• Видове защита. Ако един инвертор е висококачествен, той винаги е оборудван с повече от една защитна верига. Например охлаждане в случай на прегряване, защита срещу пренапрежение и късо съединение. Добрият инвертор винаги включва и защитна верига срещу претоварване, което може да възникне на изхода.
• Температурата на инвертора по време на работа е особено важна, ако той е монтиран в помещение без отопление. Ако температурният диапазон е широк, инверторът е с добро качество.
• Тегло. Ако той е голям, това е много добре, защото един качествен трансформатор не може да тежи твърде малко. Има соларни конвертори от нисък клас. Те не разполагат с трансформатор, така че щом пусковият ток се повиши, цялата система може да спре да работи незабавно.
• Концепцията за режим на готовност. Режимът на готовност спестява значително количество енергия в батерията и се консумира само когато системата трябва да работи.
• Ефективност на инвертора. Изберете качествен модел с ефективност поне 90 процента. Ако ефективността е по-ниска, загубата на енергия от слънцето за слънчевата система ще бъде една десета от тази, което е неприемливо.

Съвременни характеристики

В допълнение към основните си функции хибридните инвертори могат да изпълняват и редица допълнителни функции.

Нека подчертаем основните от тях:

• Захранването от батерията се смесва с мрежовото захранване с избираем приоритет.
• Регулиране на честотата на изходния ток в зависимост от напрежението на батерията.
• Свързване на фотоволтаичен инвертор към мрежовия изход.
• Добавяне на енергия към съществуващата електрическа мрежа.
• Автоматично прехвърляне на захранването от батерията към външна електрическа мрежа, като се отчита напрежението на източника на постоянен ток.
• Комбинирано взаимодействие с мрежовия инвертор.
• Автоматично добавяне на инверторно захранване.
• Избор на най-атрактивния източник на енергия.
• Поддръжка на различни видове батерии.
• Настройка на времето за зареждане на батерията.
• Настройка на напрежението.
• Актуализация на софтуера и др. Много от съвременните модели могат да бъдат свързани към компютър за наблюдение и програмиране.

Трябва да се отбележи, че наличието на допълнителни опции оказва влияние върху цената на продукта.

Какво още да вземете предвид

• Вход U, т.е. стойностите на напрежението и мощността трябва да са оптимално адаптирани една към друга. Това ще помогне да се избегне сериозно изтичане на ток. Следователно това ще осигури измервана и продуктивна работа на инвертора, без опасно "ограничение на мощността". Експертите отдавна разполагат с такова понятие като "свързване на мощност и напрежение". Препоръчителните типове са 12 V и 600 W, 24 V и 600 до 1500 W. Ако U е 48 V, мощността може да бъде и над 1500 W.
• Изходната мощност, която в идеалния случай се изчислява въз основа на общата сума на всички консуматори на енергия. В действителност обаче изчисленията се правят въз основа на максималното натоварване, което може да има в мрежата. При голям брой домакински уреди пусковият ток може да бъде много по-висок от номиналния капацитет на инвертора. Поради това трябва да се направи справка за пиковите стойности на мощността.
• Видове защита. Ако инверторът е с високо качество, той винаги е оборудван с повече от една защитна верига. Например охлаждане в случай на прегряване, защита срещу пренапрежение и късо съединение. Освен това добрият инвертор винаги включва защитна верига срещу претоварване, което може да възникне на изхода.
• Температурата на инвертора по време на работа е особено важна, ако той е монтиран в помещение без отопление. Ако температурният диапазон е широк, инверторът е с добро качество.
• Тегло. Ако той е голям, това е много добре, защото един качествен трансформатор не може да тежи твърде малко. Съществуват нискокачествени слънчеви преобразуватели. Те нямат трансформатор, така че щом пусковият ток стане по-голям, цялата система може да спре да работи незабавно.
• Концепцията за режим на готовност. Режимът на готовност спестява значително количество енергия в батерията и се консумира само когато системата трябва да работи.
• Ефективност на инвертора. Изберете качествен модел с ефективност поне 90 процента. Ако ефективността е по-ниска, загубата на енергия от слънцето за слънчевата система ще бъде една десета от тази стойност, което е неприемливо.

Разликата между инвертора и UPS

При проектирането на хибридна система за електрозахранване е необходимо да се вземе предвид потенциалната способност на главния инвертор да осигурява електроенергия на свързания товар. Много често тези устройства се наричат непрекъсваеми източници на захранване (UPS). Въпреки целия списък от сходни функции и задачи обаче те са две различни устройства, които се различават значително едно от друго.

Факт е, че UPS е инвертор, в който допълнително е интегрирано зарядно устройство. Този модул е предназначен за приоритетно потребление на електроенергия, генерирана от фотоволтаични клетки, и само когато количеството й е недостатъчно, преминава към потребление от електрическата мрежа. В UPS няма схема, която да позволява споделяне на енергията от батериите и електричеството от мрежата. Те са проектирани за отделно потребление и превключват между тях при настъпване на определени условия.

Това непрекъснато превключване увеличава броя на циклите на зареждане и разреждане на батерията, което води до преждевременното й износване. Евтините непрекъсваеми токозахранващи устройства нямат възможност за регулиране на прага на напрежението.

Хибридните инвертори, използвани в комбинация със слънчеви панели, нямат всички горепосочени недостатъци, които са характерни за UPS. Тези устройства се адаптират към необходимата мощност и могат да работят едновременно с различни видове източници на енергия. Корекциите включват избора на приоритетно потребление и в повечето случаи тази роля се възлага на слънчевите панели. Някои хибридни модели могат да ограничават мощността, идваща от централната мрежа.

ТОП 1: ХИБРИДНА КАРТА 243X3

Спецификации

• Брой фази - 3;
• Максимална изходна мощност - 9 kW;
• Максимална мощност - 15 kW;
• Препоръчителна обща мощност - 100 W;
• Честота - 50 Hz;
• Работна температура - от минус 25 до плюс 50;
• Размер - 630x370x510 мм;
• Тегло - 61,5 кг.

Съвместимост

Моделът на трифазния хибриден инвертор е съвместим с електрически слънчеви електроцентрали и битова мрежа, като се отличава със завидно ниво на ефективност. Ако в една от фазите няма напрежение, останалите две фази ще продължат да се предават към мрежата, а генерирането ще се извършва от батерията.

Когато честотата се променя, инверторите комуникират помежду си и с генератора и могат плавно да се адаптират към наличната честота.

Важно: продължителността на работа при пикова мощност е 5 секунди, а при превишаване на номиналната стойност (автономен режим) - 20 минути

Разходи

Какво е хибриден инвертор

Напоследък има много неясноти относно това какво представлява хибридният инвертор. Много производители наричат своите инвертори хибридни, но всъщност те не са такива.

Инверторът може да включва контролер за зареждане на батерии от източник на постоянен ток - слънчеви панели или вятърни турбини. Много често тези инвертори се наричат от производителя "хибридни". Основание за това е фактът, че този инвертор съчетава 2 различни устройства - инвертор и контролер за слънчеви панели или вятърна турбина. Такива устройства обаче е по-добре да се наричат "комбинирани единици", а не хибридни единици.

Специалната характеристика на хибридния инвертор е именно възможността да работи паралелно с източник на променлив ток - електрическа мрежа или генератор - в инверторен режим. Хибридният инвертор може да използва енергията от батериите, зареждани от възобновяем източник на енергия, едновременно с енергията от електрическата мрежа/генератора, без да се изключва от електрическата мрежа. Трябва да е възможно да се определи приоритетът на източника на постоянен или променлив ток; например при определяне на приоритета на източника на постоянен ток товарът първо се захранва от батериите, а липсващата енергия се взема от източника на променлив ток. Често е възможно да се ограничи токът или мощността, които се вземат от електрическа мрежа или генератор.

Приоритет за източник на постоянен ток е възможен само при пълно изключване на захранването от мрежата и преминаване към работа изцяло с батерии. Това води до "нервна" работа на системата и допълнително циклично зареждане на батерията. Добре е, ако е възможно да се избере напрежението, при което се изключва и включва отново електрическата мрежа. Но много евтини UPS-и не разполагат с тази опция и праговите напрежения са твърдо свързани без регулиране.

Някои хибридни инвертори имат функцията да добавят инверторна мощност към променливотоковото захранване. Тази функция е много полезна, ако източникът на променлив ток е с ограничен капацитет, който е недостатъчен, за да захрани пиковия товар. В този случай UPS задава максималния ток, който може да бъде взет от електрическата мрежа или генератора, а липсващата енергия се взема от батериите и се смесва с тази от електрическата мрежа. Това позволява на товара да се захранва с мощност, равна на сумата от мощността на инвертора и източника на променлив ток (електрическа мрежа или генератор). Различните производители имат различни наименования за тази функция - например тя се нарича Smart Boost при инверторите Studer Xtender, Power Shaving при инверторите Schnieder Electric Conext XW, Grid support при инверторите Outback G(V)FX и т.н.

Сравнение на непрекъсваемо захранване и хибриден блок

Някои компании неволно заблуждават потребителите, като наричат непрекъсваемото захранване (UPS) хибриден инвертор. Изглежда, че двете изпълняват сходни задачи, но има съществена разлика.

UPS представлява инвертор със заряден модул. Модулът осигурява основно потреблението на енергия от фотоволтаичната система и преминава към потребление от електрическата мрежа в случай на недостиг на енергия.

UPS не е в състояние да изпълнява функцията на "подравняване" на натрупаната електроенергия от батериите с тази от електрическата мрежа. Приоритетното потребление от източника на постоянен ток се реализира чрез изключване от електрическата мрежа и преминаване към работа на батерия.

Функционирането на системата в режим "накъсване" предизвиква допълнително циклично зареждане на батерията и ускорява нейното износване. В повечето евтини UPS праговото напрежение се задава без регулиране.

Хибридните модели инвертори за слънчеви панели нямат такива пренапрежения - устройството се адаптира към необходимата мощност и работи едновременно с различни източници на ток.

Можете да изберете да дадете приоритет на собственото си потребление. Фокусът обикновено е върху потреблението на слънчева енергия. Някои хибридни устройства имат възможност за ограничаване на захранването от градската мрежа.

Сравнение на функциите на популярни хибридни "преобразуватели" и UPS. Моделите от серията Victron предлагат възможност за увеличаване на мощността на инвертора чрез захранване от мрежата

Хибриден инвертор за слънчеви панели: недостатъци

Алтернатива за получаване на енергия от слънцето и преобразуването ѝ в електрически ток са слънчевите електроцентрали. Системата може да преобразува слънчевата енергия в променлив ток само ако има добър инвертор. Хибридните инвертори съчетават два вида инвертори: свързани към мрежата и автономни.

Най-големият плюс е, че хибридният инвертор може да използва както постоянен, така и променлив ток за своята работа.

Важно е да се отбележи, че количеството слънчева светлина и енергия, което се преобразува, не се увеличава. Но инверторът работи многократно по-безопасно

Недостатъци на хибридния инвертор

• Не може да функционира без мрежово напрежение.
• Енергийният инвертор се захранва от батерията и ако тя се изтощи, инверторът ще спре да работи.

Този проблем може да бъде решен. За тази цел винаги трябва да разполагате с допълнителни елементи, които ще работят чрез контролера, за всеки случай. Използването на хибриден инвертор е отлична възможност за икономично и интелигентно използване на слънчевата енергия. Разходите за закупуване и инсталиране на инвертор се възвръщат бързо.

Видове и характеристики

Хибридните инвертори се различават по няколко начина: по формата на сигнала и по броя на фазите. Нека разгледаме подробно характеристиките на всяка посока.

В зависимост от формата на изходния сигнал

Съществуват три вида инвертори в зависимост от формата на сигнала:

Чиста синусоидална вълна. Изходът е почти перфектна крива, която се различава малко от синусоидалната форма на вълната на конвенционалното захранване. Това е най-доброто решение, когато е необходимо да се захранва скъпо оборудване, като компресори, котли, електродвигатели и др.

Квазисинус. В този случай изходната крива има неидеален характер, което може да повлияе отрицателно на работата на някои уреди. Обикновено се появяват шум и смущения, които в тежки случаи могат да доведат до повреда на оборудването. Ако двигателите (синхронни или асинхронни) се захранват чрез хибриден инвертор, мощността се намалява с около една трета и се появяват признаци на прегряване.

Квазисинусоидите са малки и на разумна цена. Те се препоръчват за уреди, които нямат индуктивни товари, напр. електрически крушки, нагреватели и др. Когато купувате, трябва да обърнете внимание на коефициента на хармоничност, който трябва да е по-малък от осем процента.

Последната форма (меандър) почти не се използва. Недостатъкът му е рязкото обръщане на полярността, което може да доведе до неизправности и повреда на оборудването.

В зависимост от броя на фазите

Следващият критерий за хибридните инвертори е броят на фазите.

Тук се предлагат две версии:

Еднофазен. Изходът е 210-240 V. Използва се за битова електрическа мрежа. Честота от 47 до 55 Hz, мощност от 0,3 до 5 kW. Предлага се с 12 V, 24 V и 48 V батерии

За правилната работа е важно изходът да бъде съобразен с напрежението на слънчевия панел.
Трифазен. Подходящ за захранване на 3-фазни електродвигатели в магазини, промишленост

Те са с капацитет от 3 до 30 kW. Напрежението е 220V или 400V.

Ако е необходимо, можете да закупите и комбиниран вариант. Особеност на модела е възможността за захранване на еднофазен или трифазен товар чрез смяна на фазите.