Инвертор для солнечных батарей: виды, как выбрать

Солнечный инвертор

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.

    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.

    Как выбрать инвертор для солнечных панелей

    С каждым днем все больше развиваются альтернативные источники получения энергии. Их стали использовать не только в научных или промышленных целях, но и в домашних условиях. Наиболее популярными являются солнечные батареи. С их помощью можно получать переменный ток. Однако для их полноценной и правильной работы требуется инвертор. Это своего рода «сердце» системы солнечных батарей. Сегодня их на рынке представлено огромное многообразие, поэтому сначала нужно определиться с выбором.

    Зачем нужен инвертор для солнечных батарей

    Что такое инверторы? Инвертор – это специальное устройство полупроводникового типа, которое выступает чем-то средним между диэлектриками и проводниками. Более понятными словами: на солнечную батарею попадает солнечный свет и преобразовывается в электрический ток. Этот постоянный ток поступает в аккумуляторную систему и за счет работы инвертора перерабатывается в переменный, только с силой напряжения выше, то есть такой, каким мы привыкли пользоваться в наших домах, 220В.

    Солнечные панели генерируют электроток с максимальным напряжением до 48 В. То есть отсутствие инвертора приведет к бессмысленному использованию солнечных батарей. Главная его цель – это получение переменного тока мощностью 220 В. Но при этом очень важно подобрать необходимое устройство с учетом характеристик, а именно выработки тока на пике активности солнечных радиаторов.

    Виды инверторов

    Различают несколько видов инверторов. Они отличаются между собой не только способом работы, но и набором технических характеристик. Только так можно обеспечить надлежащую работу солнечной электроэнергии.

    Автономный

    Этот тип инвертора предназначен для солнечной системы с панелями разной мощности. Основным преимуществом такого устройства является стабильность выработки электротока даже при низкой проводимости. Они также экономичнее по цене, чем другие инверторы, поэтому среди покупателей пользуются спросом. При приемлемой стоимости автономные инверторы отличаются скоростной работой и стабильностью даже при повышенной влажности. Их различают несколько видов в зависимости от формы преобразования тока:

    С прямоугольным сигналом

    Специалисты советуют выбирать такой тип инвертора для подачи тока к осветительным приборам. Но они не пользуются большой популярностью в связи с узким кругом применения, зато отличаются простотой использования и подключения.

    Виды инверторов для солнечных батарей

    С синусоидальным сигналом

    Универсальный инвертор для солнечных батарей, который вырабатывает высокомощный ток, подходящий для розеток общего применения. Обеспечивает питанием даже мощные бытовые приборы с большим потреблением энергии. Помимо подачи электротока, защищает приборы от перенапряжения во время скачков, но относятся к высокому ценовому диапазону.

    С псевдосинусоидальным сигналом

    Это комбинированный вариант из двух вышеописанных. Инвертору свойственно вырабатывать ток как для освещения дома, так и для питания всех электроприборов, при этом осуществляется полный контроль перепадов напряжения. Из недостатков можно выделить наличие шумовых волн, которые станут помехой для работы с чувствительными приборами.

    Сетевой

    Сетевые инверторы называются еще синхронными. Такая разновидность идеально подходит для солнечных батарей в виде тарелки. Они преобразовывают поступившие диоды с низкочастотными модулями и создают вариации для использования переменного тока. На сетевые инверторы возложено не только получение тока с напряжением 220 В, но и устранение амплитудных перепадов, сохранение электроэнергии в аккумуляторе при низком уровне энергопотребления. То есть при неполадках в солнечной системе вся нагрузка ложится на сетевой преобразователь.

    Многие покупатели делают выбор именно в пользу таких инверторов, так как они выполняют сразу несколько функций: преобразовывают ток, повышают мощность электросистемы, убирают проблему с перепадами тока и продолжают работу даже в случае потери сети. Если быть точнее, такие инверторы называются гибридными. При выработке излишней электроэнергии ее излишки направляются во внешние источники сети.

    Многофункциональный

    Многофункциональный солнечный преобразователь отличается надежностью, ну и соответственно высокой стоимостью. Он включает все лучшие качества первых двух инверторов, обладает большим количеством настроек и подходит для любых солнечных батарей. После его установки и подключения вы сможете обеспечить электроэнергией необходимые узлы питания, при этом сохранить бесперебойную работу во время изменения мощности подачи постоянного тока. На сегодняшний день это самый оптимальный вариант для устройства солнечной домашней станции.

    Что нужно учитывать при выборе инвертора

    При выборе инвертора следует учитывать множество значимых факторов и технических параметров, которые смогут полноценно обслуживать солнечную систему и обеспечивать бесперебойным питанием. Основными показателями для выбора являются:

    • КПД – коэффициент полезного действия;
    • номинальная мощность;
    • пиковая мощность;
    • потребляемая мощность;
    • масса устройства;
    • значение температурного диапазона.

    Получаемое количество электроэнергии от батареи можно экономить, если выбрать преобразователь с КПД не менее 90%. При этом надо учитывать нагрузку при включении сразу нескольких электроприборов. Ведь мощность расходуется и на работу самого инвертора, около 1% его рабочей номинальной выработки. Специалисты советуют делать выбор инверторов в пользу тех, мощность которых превышает на 25% необходимую номинальную мощность, рассчитанную на основе потребления обязательных электроприборов в доме.

    Особенно важным показателем инвертора является зависимость мощности устройства от выходного электропотока, а именно:

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

    При расчете затрата энергии следует знать, что почти все виды техники обладают пусковой мощностью. При этом пусковая мощность, которая необходима для пуска и старта работы электроприбора, в 1,5 раза превышает номинальную, соответственно, нужно при расчетах оставлять небольшой зазор, который как раз и будет направляться на включение прибора. После нескольких секунд электрическое устройство будет работать в штатном режиме. Найти значение пусковой мощности можно в технической документации.

    Последнее, на чем стоит акцентировать внимание, это то, что в зависимости от количества батарей понадобится определенное количество инверторов. Здесь все зависит от мощности солнечной батареи. Если ее мощность находится в пределах 5кВт, то достаточно будет одного инвертора. Соответственно, для двух и более батарей нужно будет покупать больше инверторов.

    Рейтинг моделей инверторов

    Ниже представлен рейтинг лучших моделей инверторов для преобразования постоянной солнечной энергии в переменную для бытовых целей. Перед покупкой внимательно ознакомьтесь с техническими характеристиками каждого с учетом вышеприведенных рекомендаций.

    MAP HYBRID 243X3

    Это трехфазное устройство, которое обладает следующим набором характеристик:

    • мощность 9 кВт;
    • суммарная рекомендуемая мощность 100 В;
    • пиковое значение 15 кВт;
    • частота 50 Гц;
    • температура минус 25 – плюс 50;
    • размер 630х370х510мм;
    • масса 61,5 кг.

    Это тип гибридных инверторов, который работает в автономном режиме как с солнечными станциями, так и бытовой сетью. MAP HYBRID характеризуется высоким значением КПД. В случае отказа одной из фаз прибор продолжает работать, а функция генерации перекладывается на АКБ, при этом работа солнечной батареи никак не изменяется, а на выходе вы все равно получаете максимум – 380 В.

    MAP HYBRID 2445X3

    Принцип работы этого инвертора не отличается от предыдущего, здесь так же есть возможность аккумулировать энергию в АКБ и использовать ее в случае прекращения работы как одной из фаз, так и всех трех. Отличие устройства заключается в технических характеристиках:

    • общая мощность 24В;
    • мощность наибольшая 13,5кВт;
    • мощность пиковая 21 кВт;
    • мощность номинальная 8 кВт;
    • частота 50 Гц;
    • рекомендуемая емкость батареи min -1200 и 600 А/ч;
    • диапазон температур -25…+50;
    • размер 630×370×501мм;
    • вес 74,7 кг.

    MAP HYBRID 246X3

    Данная модель идеально подходит как для батареи, так и для бытовой сети. Имеет следующие показатели:

    • наибольшая мощность 18 кВт;
    • пиковая мощность 27 кВт;
    • номинальная мощность 12 кВт;
    • размеры 720/370/510 мм;
    • вес 94,8 кг.

    На выходе вы также будете получать максимальное значение напряжения сети – 380 В. В случае отказа работы или исчезновения тока в одной из фаз, на подстраховку подключается АКБ. Частота передачи полностью подстраивается под существующую в сети. После достижения пиковой мощности работа будет продолжаться еще 5 секунд.

    Гибридный солнечный инвертор

    4 MAP HYBRID 249X3

    Несмотря на то, что этот трехфазный инвертор уступает предыдущему, отдельные его значения находятся на порядок выше, но это в первую очередь связано с его увеличенным весом. По остальным своим функциональным характеристикам он полностью идентичен, так же выдает до 380В и может работать без перебоев даже в случае отключения одной из фаз.

    • пиковая мощность 27кВт;
    • наибольшая мощность 27 кВт;
    • номинальная мощность 18 кВт;
    • размер 720/410/560 мм;
    • вес 122,1 килограмм.

    5 MAP HYBRID 4845X3

    Занимает почетное пятое место и отличается небольшим весом, несмотря на достаточно хорошие качественные и технические характеристики. Что особенно важно, работает с максимальным показателем КПД до 95%.

    • пиковая мощность 21 кВт;
    • номинальная мощность 9 кВт;
    • наивысшая мощность 13,5 кВт;
    • рабочая температура -25…+50;
    • размер 630х370х510 миллиметра;
    • вес 59,3 килограмма.

    Инвертор преобразовывает напряжение с одной фазы в трехфазное. Отлично работает с солнечной станцией и переменным током с напряжением в 220В. Также обладает способностью генерировать энергию в АКБ и использовать ее при отключении батареи. Данный инвертор можно использовать в любых целях как для обеспечения освещения независимо от территории и количества осветительных приборов, так и для работы электроприборов.

    Инвертор для солнечных батарей: виды устройств, обзор моделей, особенности подключения

    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. Мы расскажем, как выбрать оптимальный вариант устройства и как его грамотно установить. С учетом наших рекомендаций вы сможете собрать безупречно действующую мини электростанцию.

    Виды инверторов для солнечных панелей

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

    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.

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

    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.

    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.

    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.

    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.

    Для работы в сети, сочетающей использование стандартной электроэнергии и энергии, поставляемой солнечными батареями, применяются гибридные инверторы. С особенностями устройства и правилами их выбора ознакомит рекомендуемая нами статья.

    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 солнечной 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 для солнечных батарей после того, как зарядятся аккумуляторы.

    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.

    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.

    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.

    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».

    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.

    Второй режим позволяет увеличить время эксплуатации батарей за счет меньшего их использования, но может питать только не очень чувствительное к качеству электричества оборудование.

    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.

    Хотите рассказать, как собрали собственную мини-электростанцию с инвертором для гелиобатарей? Владеете ценной информацией по теме, которая может быть полезна посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, публикуйте фото и задавайте вопросы.

    На что обратить внимание при выборе инвертора для солнечной батареи

    Дата публикации: 5 апреля 2019

    Инвертор отвечает за трансформацию постоянного тока в переменный. В солнечной батарее источником постоянного тока выступают фотоэлементы, которые собирают энергию Солнца. Инвертор нужен, чтобы эта энергия превратилась в ток (220В). Именно от тока питаются все ваши электроприборы, лампочки, генераторы. Давайте разберемся, как грамотно выбрать инвертор для солнечных панелей и можно ли сделать его своими руками.

    Выбор инвертора для солнечной батареи: обзор параметров

    Все устройства обладают разными параметрами и стоимостью. Выбор прибора зависит от характеристик солнечной батареи и предполагаемой нагрузки. Немаловажно учитывать и такие параметры, как вес, количество установленных защит, наличие режима ожидания. Чтобы купить инвертор и не прогадать, обратите внимание на перечисленные ниже параметры.

    Входное напряжение и выходная мощность

    Чем оно больше, тем выше у инвертора КПД. Для стабильной работы солнечных модулей вам нужно согласовать входное напряжение с мощностью устройства. Высокое входное напряжение позволяет снизить входной ток и свести потери к минимуму. Это не означает, что вам нужен сверхмощный прибор с максимальным входным напряжением. Но если ваши солнечные батареи выступают единственным источником электроэнергии для всех приборов, то инвертор нужно брать помощнее (от 12 до 48В).

    Выходная мощность прибора должна равняться или быть больше всех суммированных нагрузок. Чтобы перестраховаться, возьмите модель помощнее. Спустя время вы можете подключить больше приборов или модернизировать солнечные батареи (увеличить отдачу энергии), и чтобы не менять инвертор, лучше заранее взять более мощный.

    Форма выходного напряжения

    У инверторов бывает три формы: чистый синус, квазисинусоида, прямоугольная. Наиболее качественные приборы с синусоидной формой выходного напряжения. Такой прибор «вытягивает» все индуктивные нагрузки, в то время как прямоугольная форма с ними не работает. К индуктивным нагрузкам относятся холодильники, кондиционеры, бритвы, насосы, электродвигатели. Если устройство с синусоидной формой вам не по карману, а справляться с индуктивными нагрузками как-то надо, тогда остановите выбор на форме квазисинусоида.

    Количество и характер защит

    При выборе инвертора для солнечной батареи обратите внимание, какие на нем стоят защиты. Чем их больше, тем лучше прибор. Защиты могут быть от короткого замыкания, от перегрева, перегрузок, защита по выходу. Немаловажно, чтобы на приборе стояла защита от высокого и низкого напряжения на аккумуляторе.

    Коэффициент полезного действия

    Располагая солнечными батареями, вы не захотите, чтобы много энергии тратилось впустую. Особенно это актуально, если панели — единственный источник электричества. Коэффициент полезного действия показывает, сколько энергии будет потрачено. Например, если КПД инвертора составляет 95%, то те самые 5% — это потраченная энергия. При покупке обязательно обратите внимание на показатель КПД: брать модели с КПД в 90% или ниже не целесообразно. Современные устройства всегда располагают КПД в 90-95%, чтобы минимизировать потери.

    Температурный диапазон для бесперебойной работы

    Этот параметр обозначает, при какой температуре прибор будет адекватно функционировать. Если вы планируете поставить устройство в холодном или неотапливаемом помещении (подвал, погреб, амбар, тамбур), тогда нужно выбрать прибор, который работает при низких температурах. Производители должны указывать температурный диапазон в техническом паспорте. Если же вы будете ставить инвертор в жилом отапливаемом помещении, тогда этот параметр не столь важен.

    Дополнительные характеристики

    К другим немаловажным характеристикам, влияющими на выбор инвертора для солнечной батареи, относят:

    • вес — в легких моделях используется бестрансформаторная схема, которая быстро выходит из строя;
    • наличие режима ожидания — позволяет экономить энергию в аккумуляторах;
    • потребление мощности в режиме ожидания — если вы купили прибор с функцией режима ожидания, он должен потреблять не больше 1% мощности;
    • вентилятор для охлаждения — актуален для устройств, нуждающихся в охлаждении при перегреве.

    Полезно знать! Если вы купили устройство с вентилятором, обязательно уточните, выключается ли он автоматически при небольших нагрузках. Режим ожидания должен регулироваться кнопкой ручного включения и выключения. В противном случае прибор может не выйти из ожидания при подаче малой нагрузки, а это чревато сбоями. Приемлемый вес качественного инвертора рассчитывается по формуле: 1 кг на 100 Вт.

    Виды солнечных инверторов

    Магазины предлагают потребителям три вида инверторов для солнечных панелей:

    • сетевые — работают на нагрузке от общей сети;
    • автономные — питаются от аккумуляторных батарей, заряженных от солнечных батарей;
    • гибридные — могут работать и от сети, и от аккумуляторных батарей.

    Сетевые подойдут тем, кто пользуется солнечными батареями и при этом подключен к общей сети. В таких случаях батареи используются в качестве дополнительного источника энергии, который обеспечивает дом электричеством при поломке на линии. Автономные инверторы актуальны для людей, что питают дом электричеством только от солнечных батарей и не подключены к общей сети. Иными словами, такие приборы хороши для автономного эко-дома.

    Гибридные модели универсальны. Если сейчас вы используете панели как дополнительный источник энергии, но в будущем планируете отключаться от общей сети, то проще всего купить гибридную модель. Гибридные модели хороши своей универсальностью, но и стоимость у них соответствующая.

    Инвертор для солнечных батарей своими руками

    Если вы собрались самостоятельно сделать инвертор для солнечных батарей, схема включает в себя такие компоненты:

    • солнечная панель (полупроводниковая);
    • регулятор напряжения типа SG3524;
    • аккумуляторная батарея (количество опционально);
    • МОП-транзисторы (силовые);
    • схема для управления МОП-транзисторами;
    • трансформатор.

    Купить прибор гораздо проще, чем сделать его самому. Для конструирования этого устройства необходимы навыки и знания электрика, а тестирование самодельного прибора стоит проводить на нейтральной территории. Установка производится либо самостоятельно, либо специалистами. Если вы не владеете соответствующими навыками монтажа, доверьте это профессионалам, чтобы избежать сбоев в сети!

    Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

    Выбор инвертора для солнечной электростанции

    Наверное каждый человек, впервые столкнувшийся с проблемой выбора инвертора для солнечной электростанции или системы резервного питания, задается следующим вопросом. Какой же инвертор выбрать — дешевый с псевдосинусоидой или дорогой с чистым синусом на выходе? Однако, за этим немаловажным вопросом можно упустить множество факторов, о которых сначала даже и не задумываешься.

    Рассмотрим основные параметры инверторов, на которые стоит обратить внимание при покупке:

    1. Входное напряжение.

    Выбор входного напряжения необходимо согласовывать с мощностью инвертора, поскольку с увеличением выходной мощности растут входные токи, что приводит к более тяжелым условиям работы транзисторов выходного каскада и к большим потерям на соединительных проводах. Снизить входные токи и соответственно уменьшить потери позволяет выбор более высокого входного напряжения, которое бывает одним из следующих: 12, 24, 48 В.

    Мы рекомендуем выбирать напряжение:

    • 12 В при мощности до 600 Вт,
    • 24 В при мощности от 600 до 1500 Вт,
    • 48 В при мощности более 1500 Вт.
  • Номинальная и пиковая выходная мощность.

    В идеале, номинальная выходная мощность инвертора должна быть равна сумме мощностей всех нагрузок. Однако, в реальности чаще делают выбор по нагрузке с максимальной мощностью. При этом необходимо учитывать и пусковые токи всех нагрузок, которые могут быть в 10 раз больше рабочих (например у холодильников или насосов). Умножив пусковой ток на напряжение (220 В) мы получим пусковую мощность, которая должна быть меньше пиковой.

    Стоит отметить, что если производитель не указывает отдельно пиковую выходную мощность, то скорее всего указанная в качестве номинальной в действительности является пиковой.

    Форма выходного напряжения (чистый синус, квазисинусоида, прямоугольная).

    Если Вы хотите избежать большинства проблем, то покупайте качественный синусоидальный инвертор, поскольку все индуктивные нагрузки (холодильники, насосы, кондиционеры и т.п.) просто не будут работать при прямоугольной форме выходного напряжения.

    Квазисинусоида — это своего рода компромисс между прямоугольной формой и чистым синусом. Большинство синусоидальных моделей являются качественными, однако встречаются и ненадежные экземпляры.

    Одним из косвенных признаков качественных инверторов является их вес. Дело в том, что в дешевых некачественных моделях используют бестрансформаторную схему, которая подвержена выходу из строя в момент включения нагрузки из-за очень больших переходных токов. Соответственно, такие модели очень легкие.

    Все, без исключения, качественные инверторы используют выходной трансформатор, который имеет большой вес. Грубо можно оценить вес по простой формуле — 1 килограмм на 100 Ватт выходной номинальной мощности, т.е. например 600 Вт — 6 кг. Если же 600-Ваттная модель имеет вес всего лишь 2-3 кг, то в ней точно нет выходного трансформатора.

    Вентилятор охлаждения.

    Если выбранная Вами модель оснащена вентилятором для принудительного охлаждения, то стоит поинтересоваться, работает ли он всегда или только при перегреве, регулируется ли его скорость? В качественных моделях вентилятор отключается при небольшой нагрузке, делая работу инверторов абсолютно бесшумной, что бывает немаловажным при домашнем использовании.

    Качественный инвертор должен обладать максимальным количеством защит:

    • от высокого и низкого напряжения аккумуляторной батареи,
    • от короткого замыкания (КЗ) по выходу,
    • от перегрузки по выходу,
    • от перегрева.

    Наличие защит предотвратит выход из строя в экстренных ситуациях.

    Коэффициент полезного действия солнечного инвертора в конечном счете определяет сколько энергии будет потрачено впустую (просто на то, чтобы он работал). Современные модели имеют КПД 90-95%. При КПД ниже 90% более 10% энергии будет истрачено впустую, что не допустимо для солнечной электростанции, где каждый Ватт на счету.

    Потребляемая мощность без нагрузки и в режиме ожидания.

    Одним из важных параметров также является потребляемая мощность без нагрузки. Этот параметр должен быть в районе 1% от номинальной мощности. То есть, например, если номинальная мощность равна 600 Вт, то потребление без нагрузки должно быть около 6 Вт.

    Если Вы не собираетесь каждый раз выключать инвертор для солнечной батареи после использования, то нужно выбирать модель с минимальным потреблением в режиме ожидания, чтобы минимум энергии тратился на поддержание работы системы. Большим плюсом в этом случае является наличие дежурного режима, потребление в котором сокращается еще более значительно.

    Наличие дежурного режима (режима ожидания).

    Наличие дежурного режима позволяет значительно сэкономить энергию, запасенную в аккумуляторах. Однако и здесь есть нюанс. Чтобы не возникло проблем с подключением нагрузок малой мощности, нужно, чтобы дежурный режим можно было отключать вручную. Поскольку, если его нельзя отключить, то может возникнуть ситуация, когда инвертор не выйдет из дежурного режима при подключении нагрузки (например зарядника сотового телефона).

    Рабочий температурный диапазон.

    В случае, если Вы планируете использовать инвертор в неотапливаемом помещении, необходимо обратить внимание на рабочий температурный диапазон выбранной модели. Кроме того, широкий температурный диапазон обычно указывает на то, что подразумевается не только бытовое, но и профессиональное использование устройства, что в свою очередь косвенно говорит о высоком качестве.

    Как правильно рассчитать инвертор для солнечных батарей

    Выбор инвертора должен начинаться с определения типа солнечной фотоэлектрической установки: сетевая, автономная, гибридная. Каждая из перечисленных систем имеет свои особенности, под которые подходит только специальный инвертор.

    Следующий этап — это определение мощности солнечных батарей, место и способ их установки. Очень важным фактором при выборе инвертора является несоответствие тока солнечных панелей связанное с:

    • установкой части солнечных батарей под другим углом;
    • установкой солнечных батарей на различных площадках с разной ориентацией на юг;
    • проблемой периодического (дневного) затенения панелей;

    Все эти факторы влияют на выбор конкретной модели инвертора, например, инвертора с двумя контроллерами MPPT или несколько отдельных инверторов в установке.

    Мощность инвертора и солнечных батарей

    Номинальная мощность на стороне переменного тока AC определяет максимальную мощность потребителей, которые могут быть подключены к инвертору, или максимальный объем энергии, который может быть подключен к сети. Этот параметр всегда указывается в техническом паспорте. Инвертор для оптимальной эффективности должен работать как можно ближе к номинальной мощности. Эффективность преобразования может составлять до 98% в зависимости от модели. Если мощность генерируемого тока от солнечных батарей падает, например, в пасмурный день, когда солнечная интенсивность не превышает 200 Вт/м², эффективность инвертора резко падает.

    Мощность по постоянному току DC, как правило не фиксированная и определяется на основании выходной мощности. Оптимальный диапазон мощности солнечных батарей составляет от 80 до 120% от номинальной выходной мощности инвертора. Производители инверторов обычно рекомендуют немного «перегружать» инвертор по стороне постоянного тока, поскольку мощность солнечных батарей всегда задается для условий STC, которые редко достигаются на практике. Энергия порядка 1000 Вт/м² в течение всего года составляет всего от нескольких дней до нескольких часов, что составляет всего 1-2% от общего времени солнечного излучения. В оставшееся время мощность солнечного излучения не превышает 800-900 Вт/м². Это означает, что 98% времени солнечные батареи работают максимум на 80-90% от их мощности.

    Кроме того, мощность солнечных батарей падает со временем эксплуатации, это связано с эффектом деградации кремниевых фотоэлементов. Этот процесс идет довольно медленно, но уже в первый год работы производительность падает в среднем на 1-2 процента. Из этого следует, что солнечные батареи никогда не достигают номинальной мощности для условий STC, предоставляемой заводом-изготовителем.

    Технические характеристики инвертора — общие данные Технические характеристики инвертора — выходные данные Технические характеристики инвертора — входные данные ( для примера расчетов выбираем инвертор Fronius SYMO 10.0-3-M)

    Технические характеристики инвертора

    Рабочий диапазон инвертора расположен между значениями напряжения старта Udc start и максимальным напряжением Udc max. Как только напряжение постоянного тока со стороны солнечных батарей достигает значения Udc start, преобразователь активируется и начинает поиск точки максимальной мощности MPP. Если эта точка находится между Udc min и Udc start, инвертор запустится и начнет работать. Пока напряжение не превышает минимальное значение диапазона MPPT Umpp min – Umpp max, инвертор работает с неполной мощностью. Наивысшая эффективность преобразователя достигается с напряжением Vnom, так что конфигурация цепей солнечных батарей должна выдавать напряжение, близкое к Unom инвертора.

    График работы инвертора солнечной электростанции

    Соответствие мощности солнечных батарей

    Каждый инвертор имеет диапазон напряжения MPPT, указанный в техническом паспорте. Это параметр определяет, при каком напряжении на входе постоянного тока инвертора будет обнаружена максимальная точка мощности алгоритмом MPP. Другим важным параметром, является минимальное напряжение переключения инвертора. Это значение напряжения PV-модулей, при которых инвертор запускается и начинает генерировать энергию. В нашем случае (таблица выше) диапазон MPPT составляет 200-800 В, а минимальное напряжение — 200 В.

    Оба указанных значения определяют структуру подключения солнечных батарей в стринг (цепь), их количество и способ соединения (последовательный, параллельный, параллельный-последовательный). Каждая панель в стринге генерирует определенное напряжение и ток в зависимости от мгновенного освещения и соответствует вольт-амперной характеристике. Солнечные батареи, подключенные друг к другу, в зависимости от схемы (последовательно, параллельно), добавляют напряжение или ток. В любом случае эта сумма не может превышать допустимых значений для выбранной модели инвертора на стороне постоянного тока.

    Для примера рассмотрим, как рассчитывается количество панелей в стинг в соответствии с техническими параметрами инвертора. Для расчетов выбираем панели с мощностью 270 Вт, от компании LG с характеристиками ниже.

    Технические характеристики солнечной батареи

    Среди этих параметров наиболее важным для нас будет:

    • максимальная мощность — Pmpp [Вт];
    • допуск мощности — ± DPmpp [%] (Power tolerance);
    • напряжение холостого хода — Uос [В];
    • ток короткого замыкания — Isc [A];
    • напряжение при максимальной мощности — Umpp [В];
    • ток при максимальной мощности — Impp [A];
    • рабочая температура модуля в номинальных условиях — NOCT [° C] (обычно около 43 ÷ 48 ° C);
    • температурные коэффициенты для: Isc, Uoc, Pmpp, — αT, βT, γT [%/°C].

    Температурные коэффициенты позволяют рассчитать напряжение и мощность, генерируемые солнечной панелью в граничных условиях, с постоянным значением солнечной радиации. В Украине панели могут работать в температурном диапазоне от -25 до + 70 °C поэтому для таких граничных условий проводятся расчеты.

    Максимальный ток в цепи

    Ток, генерируемый солнечными батареями, зависит от типа соединения. В последовательном соединении сила тока равна значению самого слабого звена в стринге, например, частично затенённой панели. При параллельном соединении ток равен сумме токов от отдельных панелей. Значение тока также зависит от температуры, чем она выше, тем выше генерируемый ток. Изменение интенсивности тока в зависимости от температуры определяется коэффициентом Isc панели (в нашем случае 0,04 %/K).

    Максимальный ток, который может генерировать одна панель, можно рассчитать по формуле:

    • Isc (Tr) — значение тока солнечной батареи при 70 ° C;
    • Isc — значение тока в условиях STC, указанное в характеристике модуля (9,17 А);
    • Tr — максимальная температура (70 °C);
    • αT — температурный коэффициент Isc (0,04 %/K).

    Isc (Tr) = 9,17 · (1 + (70-25) · 0,04 / 100) = 9,33 [A]

    Из расчетов видно, что для инвертора SYMO 10.0-3-M мощностью 10 кВт на первый вход трекера MPP не рекомендуется устанавливать боле 2-х параллельно соединённых солнечных батарей, а на второй возможно только последовательное соединение. Поскольку при параллельной обвязке токи суммируются. Сумма токов от трёх панелей (3 · 9,33 = 27,99 А) будет превышать максимальное значение в 27А (I dc max1) для первого входа, а сумма токов от двух панелей в параллель (2 · 9,33 = 18,66) выше 16,5 А (I dc max2) для второго входа MPPT.

    Максимальное напряжение в цепи

    В отличии от тока напряжение, выдаваемое солнечной батареей, увеличивается при падении температуры панели. Расчеты проводят для граничной температуры батареи равной -25 ° C. Теоретически более высокие напряжения будут иметь место при дальнейшем падении температуры, однако на практике зимой практически невозможно получить температуру на солнечном модуле менее чем -25 ° C в условиях необходимой освещенности для начала генерации энергии. При расчете максимального напряжения учитываются напряжение холостого хода температурный коэффициент βT.

    Значение максимального напряжения рассчитывается по формуле:

    • Uoc (Tr) — значение напряжения при температуре — 25 °C;
    • Uoc — напряжение холостого хода (38,5 В);
    • Tr — минимальная рабочая температура (-25 °C);
    • βT — температурный коэффициент модуля (-0,31%/K).

    Uoc (Tr) = 38,5 · (1 + (-25 — 25) · (-0,31 / 100) ) = 44,46 [В]

    Основываясь на этом значении, мы можем подсчитать количество модулей в стринге, соединенные последовательно.

    где: UDC max — максимально допустимое значение напряжения на входе преобразователя.

    Nmax ≤ 1000 / 44,46 = 22,49

    Округляя до целого числа в меньшую сторону, получаем, что в один стринг можно установить до 22 солнечных батарей.

    Расчет минимального количества модулей в цепи с учётом допустимого пускового напряжения инвертора

    Каждый инвертор имеет минимальное напряжение на входе, в нашем случае это 200 В.

    Минимальное входное напряжение инвертора Fronius SYMO 10 кВт

    В свою очередь, модули достигают минимального рабочего напряжения при граничной температуре 70 ° C. Поэтому минимальное количество панелей в стринге рассчитывается для этой температуры, округляя значение вверх. В этом случае используются формулы:

    • Uoc (Tmax) — напряжение при максимальной температуре 70 ° C;
    • Uoc — напряжение холостого хода (38,5 В);
    • Tmax — максимальная рабочая температура (70 ° C);
    • βT — температурный коэффициент модуля (-0,31 %/K);
    • Nmin — минимальное количество солнечных батарей;
    • Udcstart — Подаваемое начальное напряжение (200 В).

    Uoc (Tmax) = 38,5· (1 + (70 — 25) · (-0,31 / 100)) =33,13 [Вт]

    Nmin ≥ 200 / 33,13 = 6,04

    Принимаем ближайшее целое значение в большую сторону, таким образом рекомендуется устанавливать последовательно не менее 7 модулей в один стринг.

    Определение допустимого количества модулей в цепи с учётом MPP трекера инвертора

    Инвертор имеет оптимальный диапазон напряжения для работы MPP трекера. В нашем случае этот диапазон в пределах: 200-800 В.

    Диапазон напряжения для работы MPP трекера инвертора Fronius SYMO 10 кВт

    При определении количества модулей, подключенных к одному входу MPP, необходимо определить количество панелей, при котором вся цепь будет генерировать напряжение в рабочем диапазоне MPPT при определенных условиях. В этом случае подсчитывается максимальное и минимальное напряжение солнечной батареи для условий MPPT, при этом максимальное значение напряжения подсчитывается при -25 ° C и минимальное значение при +70 ° C. На основе этих значений рассчитывается оптимальное количество панелей по формуле:

    • Umpp (Tmax) — напряжение солнечной батареи при 70 ° C;
    • Umpp (stc) — оптимальное напряжение MPPT (31,5 В);
    • Tmax — максимальная рабочая температура (70 ° C);
    • βT — индекс температуры модуля (-0,31%/K);
    • Nmin — минимальное количество модулей в стринге;
    • Udc min — минимальное значение MPPT инвертора (200 В);

    UMPP (Tmax) = 31,5 · (1 + (70 — 25) · (-0,31 / 100)) = 27,1 [В]

    Nmin · UMPP(Tmax) ≥ 200

    Nmin ≥ 200 / 27,1 = 7,38

    Полученный результат округляем до ближайшего большего значения. Таком образом рекомендуется устанавливать не менее 8 модулей в стринг для оптимальной работы MPPT инвертора.

    Проверка суммарного количества солнечных модулей с учетом номинальной мощности инвертора

    Обычно производители рекомендуют подключать к инвертору солнечные батареи суммарной мощности в соотношении 0,8-1,2 к номинальной выходной мощности инвертора для оптимальной работы преобразователя. В нашем случае инвертор имеет номинальную выходную мощность P ac,r = 10 000 Вт. Таким образом оптимальное значение суммарной мощности солнечных батарей находится в диапазоне 8 000 – 12 000 Вт.

    Иногда производители допускают и большее количество солнечных панелей с соотношением до 1,6. Такое подключение может быть оправдано в случае подключения цепей панелей с разным ориентированием относительно юга, наличием участков с затенением и/или в регионах с низкой солнечной интенсивностью. Проектируя систему с таким перегрузом, следует убедится, что производитель допускает такой вариант и что инвертор не потеряет гарантию при таком виде монтажа.

    Рассчитаем количество модулей согласно рекомендуемому диапазону:

    где: P ac,r — номинальная мощность инвертора (10 000 Вт).

    Полученные значения округляем до ближайшего целого числа в большую сторону для минимального значения, и в меньшую сторону для максимального значения:

    10 000 · 0,8 / 270 ≤ N sum gen ≤ 10 000 · 1,2 / 270

    30 ≤ N sum gen ≤ 44

    Таким образом оптимальное количество солнечных батарей должно быть в диапазоне от 30 до 44 шт.

    Согласно расчетам, к инвертору 10 кВт SYMO 10.0-3-M рекомендуется подключать от 30 до 44 солнечных батарей LG 270S1C-B3. При этом в одном стринге должно быть от 8 до 22 панелей подключенных последовательно. На один из входов MPP возможно параллельное подключение панелей не более чем в 2 ряда.

    Сергей Маринец

    Автор – инженер по возобновляемым источникам энергии

    Читайте также:  Реально ли собрать вакуумный солнечный коллектор своими руками?
Добавить комментарий