Солнечные батареи ветрогенераторы инверторы

Инвертор для солнечных батарей и ветрогенератора

Зачем необходим инвертор для солнечных батарей и ветрогенератора

Очень распространённая ситуация – человек смотрит в каталог ветрогенераторов, видит цену и думает: «Вот ветряк и цена, за эту цену у меня и будет электростанция». Не спешите. Электростанция состоит не из одного ветряка, а из комплекса оборудования, который ещё нужно подобрать. Одним из основных составляющих этого комплекса является инвертор. Для чего он нужен?

Чтобы ответить на этот вопрос, первое, что нужно представлять – это то, что ни солнечный батареи, ни ветрогенератор не дают того напряжения, которое необходимо для ваших электроприборов. Для этого в большинстве случаев необходимы либо 220, либо 380 Вольт, 50 Гц переменного напряжения. Ветрогенератор же даёт напряжение гораздо ниже и по вольтажу, и по частоте. А солнечные панели, так те вообще выдают постоянное. Поэтому необходимо преобразование электроэнергии сначала в постоянное напряжение, а следом в переменное пользовательское. Последним и занимается инвертор. Он инвертирует (преобразует) напряжение из постоянного в переменное и подаёт энергию с нужной мощностью. Так, например, преобразователь рассчитанный на 24 В преобразует 24 в 220 вольт.

Какие инверторы применяют чаще всего для бесперебойного питания загородного дома

Итак, для работы солнечных батарей и ветрогенератора необходим инвертор. И только? Нет, не только. Довольно часто нужны также аккумуляторы. Инверторы, работающие в паре с АКБ, называют батарейными, а без них – сетевыми. Для бытовых электростанций в России чаще всего применяют батарейные инверторы.

В продаже имеются как более простые, так и более продвинутые инверторы, сочетающие в себе целый комплекс возможностей. Таких как: взаимодействие с входящим напряжением 220В, добавление мощности к сети, мгновенный переход с сети на АКБ, заряд аккумуляторов и т.д.

На рынке присутствуют как отечественные, так и импортные модели инверторов. Нам известно, что многие ориентируются на импортные приборы как более надёжные. Однако, сегодня можно с уверенностью говорить, что современные отечественные инвертора ничуть не уступают, а в чём-то даже превосходят западные аналоги.

В каждом случае нами подбирается наиболее подходящий по цене и возможностям прибор. Также мы производим полезные дополнительные устройства, позволяющие удобнее сочетать работу инвертора с сетью. Например, коммутатор инвертор/сеть позволяет автоматически подключать к нагрузке сеть, если инвертор выработал энергию имевшуюся в аккумуляторах.

Источник

Предназначение, виды, схема подключения и цена инвертора для ветрогенератора

Зеленая энергетика — это тренд будущего. Получать электричество из возобновляемых источников энергии не только полезно для экологии, но и выгодно для человека. И один из таких способов — установка ветрогенератора.

Однако одной установки ветряка зачастую недостаточно. Ведь стандартные сети рассчитаны на 220 В переменного тока, а ветрогенератор не может вырабатывает такую мощность в постоянном режиме. Для получения нужных характеристик тока вам потребуется инвертор, и именно о нем пойдет речь в данной статье.

Предназначение

Для начала нужно понять, что такое инвертор и для чего он нужен. Инвертор — это электротехническое устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный, при этом может выдавать напряжение необходимое для обеспечения местной сети.

Теперь рассмотрим место данного устройство в цепочке системы автономного питания дома от ветряного генератора.

• Первое — сам ветряк, он вырабатывает постоянный ток при вращении лопастей.
• Второй элемент — выпрямитель тока.
• Третий — аккумуляторные батареи.
• Наконец, последний — инвертор. Он задает току приемлемые характеристики, которые подходят для работы бытовых приборов в домашней сети.

Также устройство выполняет ряд задач:

1. Преобразует постоянный ток в переменный.
2. Выравнивает напряжение сети до 220 В 50 Гц.
3. Работает как источник бесперебойного питания. Может переключать питание бытовых приборов на аккумулятор и обратно при отключении сети 220В и её «появлении».
4. Может автоматически заряжать аккумуляторы.

Таким образом, инвертор становится одним из главных компонентов системы бесперебойного питания дома.

Энергия от ветра или солнца может накапливаться в аккумуляторных батареях, а при необходимости будет подана в сеть. При этом инвертор может получать энергию и от обычной городской сети. Отсюда появляется два вида устройств, которые могут по-разному работать и распределять сетевую нагрузку:

1. Обычный инвертор. Работает с источниками постоянного и переменного тока, при этом выбирается приоритет по одному источнику питания.
2. Гибридный инвертор. Это устройство, которое может работать параллельно с источником переменного тока, одновременно питая нагрузку от аккумуляторов и от сети, и имеет функцию приоритета для источника постоянного тока.

Получается, что основное отличие гибридного инвертора заключается именно в том, что он способен работать параллельной с любым источником переменного тока — сетью или генератором. При этом он будет брать энергию от аккумуляторных батарей, которые заряжаются от возобновляемого источника энергии, одновременно питаясь энергии сети или генератора.

Некоторые производители предлагают потребителям, заинтересованным в выборе гибридного типа устройства, инверторы, которые включают в себя контроллеры для заряда АКБ разных источников постоянного тока — ветряного генератора или солнечной батареи. Однако подобные аппараты корректнее назвать «комбинированными», а не гибридными.

Классификация

Среди инверторов различают:

1. Сетевые. Преобразовывают постоянный ток в переменный 220 В 50Гц. В общей системе электрификации дома работают без накопителей энергии (аккумуляторных батарей). При недостаточной генерации электричества, переключаются на питание от городской сети. При переработке энергии могут отдавать ее обратно в сеть.
2. Автономные устройства. Так же как и сетевые перерабатывают постоянный ток в переменный. При этом их подключают к аккумуляторным накопителям, и когда происходит нехватка возобновляемой энергии — включается питание от батарей.

Данные инверторы могут выдавать обычную и модифицированную синусойду переменного тока. Устройства с модифицированной синусойдой стоят много больше, так как они способны питать разные бытовые приборы без вероятности их поломки.

Комбинированные устройства. Объединяют в себе достоинства сетевых и автономных аппаратов. Выдают ток синусоидальной формы высокого качества. Могут работать в цепочке с аккумуляторными батареями. Отдают излишки электроэнергии на экспорт.

Раньше избыток производимого электричества от ветряных генераторов или солнечных панелей необходимо было «выпускать» в защитные электрические потребители. Например, излишки электричества от ветряков пускали на обогрев водяных тенов, чтобы снять нагрузку с мотора генератора. С 6 февраля 2019 года все избытки электроэнергии можно продать государству на договорной основе. Обзор конструкций и схема подключения

Рассмотрим более подробно принцип работы инвертора с синусоидальной формой выходного напряжения.

Предварительный высокочастотный преобразователь изменяет напряжение постоянного тока, делая его очень похожим значению амплитуде синусойды выходного напряжения инвертора. Дальше с помощью мостового инвертора постоянный ток преобразуется в переменный, также близким по своим параметрам к синусоидальному. Это делается при помощи принципа «многократной широтно-импульсной модуляции» (ШИМ).

Причём длительность этих высокочастотных импульсов коммутации изменяется по синусоидальному закону. Затем с помощью высокочастотного фильтра нижних частот выделяется синусоидальная составляющая выходного напряжения инвертора.

Схема работы мостового инвертора напряжения с трансформатором:

Теперь рассмотрим схемы коммутации инвертора в сетевом и автономном варианте.

Вариант подключения инвертора без использования городской или иной сети. В данной схеме электричество получают из работы ветряного генератора или из запасов аккумуляторных батарей:

Данная схема позволяет получать электроэнергию как от ветряной установки, так и от АКБ и городской сети. При таком виде коммутации можно использовать обычные или гибридные инверторы:

Правила подбора мощности

Несмотря на то, что все вместе они работать не будут, расчет производят именно из суммы показателей всех потребителей в один момент.

1. Лучше всего составить подробную таблицу всех электроприборов в два столбца. В первом столбце написать название прибора, во втором — его мощность.
2. После этого нужно найти сумму значение данных по второму столбцу и к полученному результату прибавить еще 25%. Получится мощность пиковой нагрузки, которую сможет выдать инвертор в при стационарной работе.
3. Если вы планируете использовать инвертор к генератору в автономной работе как АКБ, тогда для расчета нужно умножить полученный результат на необходимое количество часов автономной работы.

Приведем пример. В доме есть 5 основных потребителей энергии:

• световые приборы 200 Вт;
• холодильник 300 Вт;
• телевизор 160 Вт;
• ноутбук 340 Вт;
• электрочайник 1100 Вт.

Суммарное значение равняется 2100 Вт, с учетом пиковой нагрузки 2,6 Квт. Если вы рассчитываете использовать инвертор в качестве АКБ, нужно перемножить полученные результаты на количество часов бесперебойной работы.

При подсчете мощности инвертора в автономной работе лучше брать значения потребления не всех устройств разом, а только тех, кто будет работать постоянно. Например: осветительные приборы, холодильник и ноутбук.

Какой преобразователь напряжения купить: производители и цены

Рынок инверторов довольно насыщен. Можно выбрать устройство под любые задачи и цели. На отечественном рынке популярностью пользуются как российские, так и зарубежные аналоги.

Рассмотрим стоимость инверторов от разных производителей:

1. Швейцария. «Xtender XTH/XTM/XTS». Цена: от 75 000 до 90 000 рублей.
2. Германия. «Sunny Island 5048». Цена: 240 000 рублей.
3. Германия. «Schnieder Electric Conext серии XW+». Цена от 240 000 до 500 000 рублей.
4. Китай. «Prosolar PV Hybrid». Цена от 80 000 рублей.
5. Россия. «МАП «Энергия» SIN». Цена от 35 000 рублей.

Стоимость инвертора зависит от его типа, мощности, а также систем защиты и страны производителя.

Если вы хотите получать зеленую энергию без сбоев и поломок оборудования — обязательно уделите должное внимание выбору инвертора. Он способен не только защитить приборы от нестабильной работы сети, но и выступить в качестве АКБ. Внимательно рассчитывайте потребление приборов, а также пиковую нагрузку потребления. Отдавайте предпочтение моделям с модифицированной синусойдой. Так вы обезопасите все электрические приборы у себя в доме.

Источник

Комбинированные системы с солнечными батареями и ветрогенераторами

Использование солнечных батарей позволяет обеспечить дома бесплатной энергией, особенно в условиях нестабильности электроснабжения. Однако у этого метода есть один недостаток – в пасмурную погоду эффективность гелиосистемы очень низка, и дому требуется дополнительный источник энергии. Применение разного рода генераторов (бензиновых, дизельных) неудобно, поскольку они требуют значительных расходов и очень шумят. Лучший выход – комбинированные установки, включающие в себя солнечные батареи и ветрогенераторы.

Такие гибридные комплексы позволяют в полной мере использовать возможности природной энергетики и компенсировать их отдельные недостатки. К примеру, ветрогенераторы в принципе нецелесообразно применять без резервного энергоисточника. Дело в том, что при нескольких безветренных днях подряд (что отнюдь не редкость) аккумуляторы разряжаются слишком сильно, что негативно сказывается на их работоспособности и ресурсе.

Солнечные же батареи малоэффективны в пасмурную погоду, которая обычно сопровождается ветреностью. Таким образом, ветряки и гелиопанели отлично дополняют друг друга, обеспечивая постоянную зарядку АКБ и поддерживая энергоснабжение дома на должном уровне. Еще одно преимущество – солнечные системы не требуют расходов на содержание и топливо, при этом они максимально эффективны в летний период, когда скорость ветров обычно ниже.

В летний период и солнечной зимой максимальная энерговыработка будет идти от солнечных батарей. А вот в пасмурное межсезонье, когда облачность значительна и дуют сильные ветра, производить энергию будут преимущественно ветряки.

Состав гибридных систем

Каждая комбинированная солнечно-ветровая установка включает в себя гелиопанели, ветрогенератор, зарядный контроллер, аккумуляторы и инвертор. Мощность компонентов подбирается исходя из нужд энергопотребления. Но нужно учитывать и еще один фактор – тип ветрогенератора.

• Горизонтальные. Эти установки дешевле, но они эффективны при господствующих ветрах одного направления. В условиях переменных ветров их производительность минимальна;
• Вертикальные. Стоят эти источники энергии примерно в 2-3 раза дороже горизонтальных, но при этом эффективно работают и в случае постоянно меняющегося направления ветра.

Таким образом, ветрогенераторы и солнечные батареи могут полностью обеспечить энергонезависимость жилья. Кроме того, такие системы отличаются более гибкими возможностями подбора конфигурации, чем чисто солнечные или чисто ветряные установки. Вполне приемлемы и расценки на них.

Например, система из ветряка мощностью 600 Вт и батареи в 250 Вт (с контроллером, инвертором и АКБ) обойдется примерно в 85 тыс. рублей. Выработка установки составит порядка 100 кВтч/месяц.

Установка и коммутация

Монтируются элементы в гибридной системе также, как и в случае независимой установки. Солнечные батареи располагают на крыше или на отдельной монтажной ферме (в этом случае можно оптимально отрегулировать их наклон относительно горизонта), а ветряки – на мачтах возле дома.

Несмотря на то, что при вращении лопасти ветряков издают специфический звук (что многие относят к их недостаткам), они не создают дополнительных неудобств. Дело в том, что звук достаточно монотонен и не резок, поэтому люди очень быстро перестают замечать его.

Подключение проводится по классической схеме. Ветрогенератор и солнечные панели через контроллер коммутируются к АКБ, где и накапливается выработанная энергия. Потребители переменного тока подсоединяются через инвертор.

Затраты

Как и любая другая автономная энергосистема, солнечно-ветряная установка требует солидных первоначальных расходов. Однако все вложения окупаются полной энергонезависимостью от центральных сетей. Расходов же на обслуживание такая система не требует. Окупаемость проекта зависит от сложности установки и нагрузки на систему, но в среднем она составляет 2-3 года. Этот срок может показаться слишком большим, но нужно учитывать, что цены на электричество постоянно поднимаются, кроме того, подключение коттеджа к центральному энергоснабжению и установка соответствующего оборудования (трансформатора, кабельной трассы) также требуют солидных затрат.

Таким образом, для дома установка гибридной системы будет лучшим решением. На даче ставить подобные комплексы нерационально, поскольку они рассчитаны на круглогодичное использование, а дачей пользуются в основном в летний сезон.

Источник