Выключатель постоянного тока для солнечных батарей

Защита AC и DC

Защита солнечной станции

Строя солнечную электростанцию не следует упускать из виду устройства защиты фотомодулей и защиту сетевого инвертора. Защита солнечной станции – это гарантия долгой и беспроблемной жизни вашей солнечной станции и главное — это ваша безопасность при эксплуатации.

Поэтому мы проектируем защиту инвертора и защиту солнечных батарей на надежном оборудовании ABB Италия и ETI производства Словении. Есть несколько вариантов защиты сетевого инвертора – от бюджетных вариантов до полного комплекса защиты каждого стринга! И соответственно можно предоставить как дешево минимальную защиту фотомодулей от короткого замыкания, так и полную молниезащиту и защиту от перенапряжений инвертора и солнечных батарей.

Оборудование защиты мы подбираем индивидуально под характеристики каждого инвертора и параметры системы, поэтому наши солнечные станции гарантированно будут иметь качественно спроектированные щиты защиты под ваши потребности. Так же есть возможность заказать готовые щиты защиты для каждой модели инвертора нашего у поставщика.

Что входит в систему защиты солнечной станции?

Защита солнечной станции включает в себя:

• Щит защиты по постоянному току (DC) для солнечной электростанции.
• Щит защиты по переменному току (AC) для солнечной электростанции.
• Контур заземления.

Со стороны DC, на которой расположены солнечные панели, необходимо установить предохранители с держателями по одному на каждый + и – системы. Они позволят защитить фотомодули и инвертор от короткого замыкания, перегрузки, обратных токов. Далее надо установить ограничитель перенапряжения (ОПН) для защиты оборудования от прямых и наведенных импульсов (молния). И Разъединитель-выключатель, чтобы безопасно создать разрыв цепи для отключения DC-контура при проведение ремонтных и сервисных работ.

Для солнечных станций, имеющих в своей схеме аккумуляторные батарей, необходимо установить ножевые предохранители с держателями, для защиты АКБ и инвертора от токов короткого замыкания, перегрузки и обратных токов.

По стороне переменного тока (AC) устанавливают автоматические выключатели (на каждую фазу и ноль), для защиты от токов, превышающих определенный номинал (короткого замыкания). Дифференциальное реле (или УЗО + выключатель автомата), для защиты от токов утечки, т.е. защищающее человека от поражения током при прикосновении к элементам системы. И ограничители перенапряжений (ОПН) для защиты от наведенных импульсов перенапряжения.

Заземление солнечной станции

Заземление оборудования солнечной станции – это обязательное условие для безопасной работы любой электрической системы. Для работы ограничителя перенапряжений (ОПН) необходим контур заземления.

Щиты защиты Teplodom—ETI (ABB)

Большинство современных инверторов имеют встроенную защиту в виде предохранителей. Но, как показывает практика для дополнительной защиты и быстрой их замены, удобнее вынести этот элемент в общий ящик защиты.

Все полные комплектации щитов защиты Teplodom—ETI (ABB) имеют 2-й класс защиты от перенапряжения. Встроенный выключатель-разъединитель дает возможность быстро и безопасно выполнить аварийное отключение станции.

Серия защитного оборудования для сетевых инверторов Teplodom—ETI (ABB) позволяет исключить повреждения фотоэлектрических инверторов и фотомодулей, вызванные короткими замыканиями, резкими изменениями параметров сети общего пользования, ударами молнии и пр.

Источник

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

1 Для чего нужен солнечный инвертор?

Сетевой инвертор для солнечных батарей используется в полнофункциональных солнечных комплексах для преобразования постоянного тока в переменный с одновременным повышением напряжения. Рассмотрим подробнее, зачем нужен инвертор для солнечных батарей для 12 вольт.

Панели преобразуют энергию солнечного света в электрический ток, который через контроллер поступает на аккумуляторную батарею. Она накапливает заряд и отдает его по мере надобности, одновременно пополняя недостаток от солнечных модулей. Однако, пользоваться энергией от аккумуляторов могут лишь немногие приборы потребления, поскольку АКБ выдают постоянный ток низкого напряжения — 12, 24 или (редко) 48 В.

Необходим преобразователь напряжения для солнечных батарей, способный эти показатели превратить в стандартные значения, аналогичные сетевым. Эту задачу выполняет инвертор для солнечных панелей, который получает от аккумуляторов 12 (24, 48) В постоянного тока, а отдает потребителям обычные 220 В переменного.

Наиболее распространены обычные конвертеры, мощность которых находится в пределах 250-8000 Вт. Габариты таких приборов зависят от величины нагрузки, поскольку мощность обеспечивается дополнительными узлами в конструкции инвертора.

• КПД (в среднем) — 94 %, максимальное значение доходит до 99 %
• полное отсутствие радиопомех
• стабилизированное выходное напряжение
• низкий коэффициент гармоник
• температура эксплуатации влияет на качество, поэтому необходимо обеспечивать максимально широкий диапазон
• наличие защиты от перегрузок
• потери в режиме холостого хода минимальные
• наличие защиты от воздействия влаги и механических повреждений

Отсутствие инвертора резко ограничивает возможности солнечных батарей. Они могут только заряжать аккумуляторы, обеспечивать питание для низковольтного освещения или иных специфических приборов. Солнечные инверторы для дома позволяют получить максимальную эффективность от панелей, обеспечить питание для любых бытовых технических устройств.

Примечательно, что при соединении трех инверторов в каскад можно получить трехфазное напряжение со стандартными параметрами, способное стать источником для мощных электродвигателей и прочих установок.

1.1 Назначение инверторов

Их задачей являеся трансформация в ток переменный, накопленного батареями постоянного. Без них вырабатываемая солнечными батареями энергия становится бесполезной.

1.2 По каким признакам различаются?

По типу применения подразделяют инверторы на 3 вида:

Сетевые инверторы для солнечных батарей, также называемые синхронными, совместно работают с системой снабжения электричеством централизованной. Обозначают их «on grid».

Их роль не ограничивается преобразованием одной энергии в другую, а состоит также в корректировании параметров сети, таких как, частота, амплитудные перепады и прочие. Устройства способны отключаться автоматически при сбоях, случающихся во внешней цепи. Энергию они накапливают в аккумуляторах.

Вторые, обозначаемые как «off grid». С модулем солнечной батареи 220 инвертор подключается как часть обособленной системы. Они не имеют контакта с внешней электросетью, т.е. обеспечивают снабжение дома электроэнергией, независимо от работы источника централизованной ее подачи. Мощность таких инверторов лежит в диапазоне 100-8000Вт.

Переменное напряжение зависит от общей мощности, которую потребляют все электроприбору, которыми одновременно пользуются в доме.

Инвертор выбирается с учетом постоянного тока, отталкиваясь от номинальной мощности солнечных панелей. То есть, если мощность всех включаемых одновременно бытовых устройств меньше, чем возможности конкретной электростанции, использующей энергию солнца, излишки можно направить во внешнюю цепь.

При ее недостаточности, чтобы работали все нужные приборы, производится внешняя подпитка. Если пропадает напряжение в доме, в работу включается аккумулятор. Аккумулированная станцией энергия, поступает в общую сеть.

Более эффективно солнечную энергию используют устройства сетевые. Они работают стабильно и всегда имеют высокое значение КПД – до 90%.

Устанавливают их между батареей и сетью переменного тока.

Они способны функционировать исключительно в светлое время и пригодны для питания подсоединенных к ним единичных приборов.

1.3 Принцип работы

Принцип работы солнечного инвертора такой же, как и у других подобных устройств: в его основе лежит двойное преобразование исходных параметров. В начале электрический ток, подаваемый на вход агрегата, преобразуется в переменный. В конструкции солнечной батареи роль входа выполняют фотоэлектрические панели. Затем напряжение повышается до необходимой для работы величины.

Главное отличие гибридного инвертора от других типов — это комбинация двух источников питания: от центральной электросети и от солнечной батареи. С одной стороны, преобразователь подключен к потребителям электричества, сети энергоснабжения. С другой стороны, питание идет от аккумулятора. Аккумулирующее устройство получает питание через МРРТ-контроллер.

Такой тип подачи тока позволяет контролировать количество поступающей энергии и при необходимости замещать ее недостаток. Зарядное устройство и центральная сеть прекрасно дополняют друг друга. Когда аккумулятор переполнен — то излишки электричества через вход инвертора подаются в центральную электросеть (на выход). В пасмурную погоду, когда солнечного излучения недостаточно, недостаток питания компенсируется запасами, скопленными в зарядном устройстве. Схема гибридного инвертора:

Коэффициент полезного действия аккумулятора равняется 100%. Питание происходит бесперебойно. Когда потребление спадает — вся система переходит в режим зарядки и через некоторое время вновь готова к работе. Гибридные инверторы оснащены функцией удвоенной мощности. Маркировка от производителя выглядит таким образом: Smart Boots, Grid support, Power Shaving.

1.4 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.

Параметры инвертора со стороны переменного напряжения определяют исходя из суммарной потребляемой мощности всех приборов, подключенных к электрической сети потребителя. Со стороны постоянного тока инвертор подбирают исходя из номинальной мощности солнечных панелей

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

Сетевые фотоэлектрические инверторы с большой эффективностью используют энергию, получаемую от солнечных батарей. Они являются гарантией стабильности электроснабжения и отличаются высоким КПД, превышающим 90%

Гибридный или многофункциональный инвертор — оборудование надежное. Он сочетает свойства первых двух преобразователей, обладает большим числом настроек. Это лучший вариант для устройства домашней солнечной станции, но и самый дорогой.

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

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

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

Меандровые или несинусоидальные преобразователи в отличие от синусоидальных имеют геометрию сигнала на выходе в виде импульсов прямоугольной формы так называемый модифицированный синус. Инверторы, относящиеся к этому типу, нельзя использовать для отдельных видов нагрузки, но для приборов, использующих активную составляющую мощности, они вполне подходят.

Прямоугольные

Инверторы с прямоугольным сигналом — самые дешевые, но их рекомендуют применять только для простых осветительных приборов. Многие виды бытовой техники от таких источников не могут работать.

Сетевые

Сетевые инверторы используются при одновременном подключении пользователей к централизованной сети электропитания. По первоначальному замыслу, инвертор обеспечивает питание потребителей и переключает их на сетевое потреблении при падении заряда аккумуляторов ниже нормы.

Обычно сетевой энергией пользуются в дневное время, когда аккумуляторы солнечных батарей заряжаются. Ночью происходит переход на автономное питание, до того момента, когда заряд АКБ будет исчерпан. В дневное время возможна отдача энергии в сеть, если заряд батарей полон. Эту функцию также используют, если мощность солнечных батарей значительно превышает потребности дома.

За рубежом существуют такие программы и тарифы, где отданная энергия учитывается и оплачивается владельцу солнечной батареи. В нашей стране таких возможностей пока нет, поэтому сетевые инверторы для солнечных электростанций используются только для питания потребителей и переключения режима подачи энергии.

Этот вид приборов считается наиболее удачным, поскольку работает с перерывами и обладает высокой долговечностью. Его недостаток состоит в необходимости иметь параллельное подключение к централизованному источнику.

Автономные

Автономный солнечный инвертор представляет собой конвертер, преобразующий ток АКБ в переменное стандартное напряжение. Он работает в постоянном режиме, никакой внешней поддержки нет. Устанавливается между блоком АКБ и конечными потребителями электроэнергии. Если инвертор автономного типа выходит из строя, питание бытовых технических устройств прекращается.

Такая схема предполагает высокие нагрузки, поэтому мощность инвертора подбирается с определенным запасом. Кроме того, необходимо обеспечить параметры инвертора, превышающие пусковой ток наиболее мощного потребителя. Это важно, поскольку пиковое значение способно вывести устройство из строя.

Например, холодильник или кондиционер при запуске превышает рабочую мощность в 10 раз, поэтому иметь определенный запас надо обязательно. Перед покупкой следует выполнить подсчет суммарной мощности всех потребителей и учесть пиковые пусковые нагрузки. Кроме того, надо прибавить запас на компенсацию падения выходной мощности со временем.

1.5 Достоинства и недостатки

Плюсы гибридного инвертора для солнечных батарей:

• устройство полностью автоматизировано;
• работа ведется и с переменным, и с постоянным током;
• возможность использования в трехфазных системах (напряжение на выходе может быть как линейное, так и фазное);
• бесшумность во время эксплуатации;
• экологичность и безопасность прибора (нет токсичных выхлопов);
• возможность установки в любом удобном месте.

Минусом этого устройства можно считать то, что при абсолютной разрядке аккумулятора солнечная батарея отключается, что приводит к сбою всей системы. Еще один недостаток — при поломке самого инвертора или контроллера нужно отключать устройство, чтобы избежать его полного выхода из строя. Подключить питание только от сети в этом случае не получится. Не следует начинать работу и в ситуации, если отсутствует напряжение во внешней электрической сети. Чтобы избежать таких проблем, нужно соблюдать все правила эксплуатации агрегата. Тогда он прослужит долго.

1.6 Сколько инверторов должно быть в системе

В теории 1 прибора необходимой мощности должно хватить для всей электростанции. Но, если у вас большое количество фотоэлементов и они собраны в несколько линий, лучшу на каждую их них поставить такой преобразователь.

Почему так? Дело в том что нестабильная работа одной линии, например она расположена не на солнечной стороне, будет негативно сказываться на работе инвертора и его КПД будет в целом ниже. Если важно получить максимальную эффективность электростанции, такой вариант не подходит.

Альтернативный вариант, это инвертор на несколько независимых MMP входов. Их может быть 2-4 и стоят такие модели значительно дороже.

1.7 Схема без инвертора

Несмотря на все вышеописанное, без этого оборудования можно обойтись. Но, в этом случаи можно подключить напрямую к фотоэлементам только те приборы, которые работают от 12-24 вольт. Этот список будет очень не большим, а значительную его часть будут занимать приборы освещения. Другими словами, такую схему можно использовать по большей части для различных ламп, которым достаточно такого вольтажа и их не пугают перепады напряжения.

2 Как выбрать инвертор

Важные параметры этого устройства

1. Мощность, которую он может отработать.
2. Число одновременно подключаемых линий панелей.
3. Рабочая частота
4. Коэффициент полезного действия, на прямую влияет на производительность всей станции.
5. Вес оборудования, как показатель его качества.

Теперь обо всем этом, и не только, подробнее!

Прежде чем приступить к выбору такого оборудование нужно определится с типом вашей солнечной электростанции и ее задачей.

1Автономная электростанция. Ваша электростанция не подключена к внешней электрической сети и вы получаете всю электроэнергию только от панеле. В этом случае вам нужен инвертор типа off grid.

В зависимости от свое мощности автономные инверторы подразделяются на однофазные и трёхфазные, а также могут преобразовывать различный вольтаж постоянного тока начиная от 12В, 24В, 48В, 96В и т.д.

Это самый дешевый вариант данного оборудования, стоимость, в зависимости от мощности и страны производителя, составляет 25-600 долларов.

2 Сетевая электростанция. Ваша солнечная электростанция может работать совместно с центральной электрической сетью, но не имеет аккумуляторов.

Инвертор регулирует отбор электричества из сети, но не из аккумуляторных батарей, если панели не вырабатывают достаточного количества. Также он может отправлять излишки выработанной электроэнергии обратно в центральную сеть, например если вы хотите продавать ее по “зеленому тарифу”. Такое оборудование имеет класс on grid.

Кроме своей основной функции это оборудование имеет ее ряд возможностей:

• регулировать частоту напряжения,
• выставить 220 В,
• регулировать амплитуду тока,
• защищать оборудование от перегрева,
• защитить сеть от коротких замыканий.
• выводить информацию на экран телефона, планшета или монитор ПК через Wi-Fi.

Стоимость такого оборудование значительно выше и колеблется в пределах 200-20 000 долларов.

Стоит отметить что цена напрямую зависит от мощности устройства, к примеру инвертор 3-6 КВт будет стоят 2000$, на 1000 КВт уже около 20 000$. Для домашней станции вполне хватит 5 КВт.

3 Аккумуляторно-сетевая. Ваша электростанция обеспечивает электроэнергией все приборы, а излишек отправляет в аккумуляторные батареи, которые отдают накопленный заряд ночью или когда батареи не справляются с нагрузкой.

В случае если батареи не справляются и заряда аккумуляторов не достаточно вы планируете брать недостающую энергию из центральной сети. Для такой задачи вам необходим гибридный (hybrid) инвертор. Он также имеет все функции сетевого, и может продавать излишки в сеть, как например работает “Зеленый тариф” в Украине.

Что касается цены, такое оборудование не дороже сетевого, в некоторых производителях даже отчасти дешевле. Однако цена начинается от 600$ и заканчивается 20 000$ на оборудование большой мощности.

Подробный видео обзор, как выбрать инвертор

2.1 Критерии выбора преобразователя

При выборе такого элемента гелиосистемы как инвертор важна не только геометрия сигнала на выходе, но и его мощность. Специалисты советуют укомплектовывать солнечные батареи преобразователями, номинальная мощность которых выше суммарной мощности, имеющейся в томе техники, процентов на 25 – 30.

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

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

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

Производители качественного оборудования укомплектовывают свои изделия трансформаторами выхода. Существует зависимость между весом инвертора и его техническими характеристиками — если на каждый кг его массы приходится 100 Вт мощности, значит, трансформатор включен в его схему

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

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.

2.2 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.

2.3 Как рассчитать мощность инвертора

Мощность этого оборудования зависит от номинальной мощности солнечных батарей (по стороне постоянного тока) и максимальной мощности нагрузки по стороне переменного тока.

Другими словами, нужно учесть полную мощность всех солнечных панелей (допустимая погрешность от 90% до 120%) в сети и мощность всех устройств, которые могут быть одновременно запитаны в эту сеть.

Если с панелями все понятно, их номинальная мощность указана в характеристиках, то с потреблением все сложнее. Определять нужно потребляемую пиковую или пусковую мощность устройств, которая может быть в 5-7 раз больше рабочей.

Даже непродолжительная нагрузка во время запуска 2-3 секунды, превышающая мощность инвертора, не позволит запустить через него такой прибор.

Выбираем по напряжению

Такой параметр как входное напряжение также важен, поскольку напрямую влияет на эффективность работы системы. Рекомендуемые параметры:

• 12 В при мощности системы до 600 Вт,
• 24 В при мощности системы от 600 до 1500 Вт,
• 48 В при мощности системы более 1500 Вт.

Выбираем по КПД

Такой показатель определяется количеством энергии, которую прибор потратил впустую, например на свою работу. Энергопотребление самого инвертора не должно превышать 5-10% проходящей через него энергии. Иначе это устройство можно считать малоэффективным.

Большинство современным инверторов имеют КПД 90-95%.

Вес оборудование

Качественный инвертор не может быть легким, так как использует трансформатор. Условно можно взять следующие цифры: 1 килограмм на 100 Ватт.

Если 10 ти киловаттный прибор весит значительно ниже 10 кг, значит он низкого качества. При этом 30 ти киловаттный может весить и 15 кг, если меньше, это уже повод усомнится в его качестве.

Меандровые и синусоидальные, тип сигнала

Слева- синусоиндальная система, справа – меандровая.

Меандровые, более дешевый вариант, однако такие приборы не защищают сеть от перепадов напряжения и допускают его резкие скачки, что может негативно сказаться на работе бытовой техники и много оборудования. Это проблему можно решить установкой дополнительного стабилизатора.

Синусоидальные более дорогие, но напряжение на входе и выходе практически одинаковое, а колебания более плавные и не вредит технике.

Синусоидальный инвертор подойдет для частного дома поскольку все индуктивные нагрузки (холодильники, стиральные машины, насосы, кондиционеры и т.п.) просто не будут работать при прямоугольной форме выходного напряжения.

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

1 или 3 фазный

Здесь все просто, для частного дома подойдет любой из них. Если даже вам не нужны 3 фазы, будете использовать одну. Для промышленности необходимо только 3х фазный, так как большинство оборудования работаю именно по такому принципу.

3 Что же такое гибридный инвертор?

В последнее время возникла путаница в определении этого понятия, так как многие производители называют свои инверторы гибридными, хотя на самом деле они таковыми не являются.

Инвертор может включать в себя контроллер для заряда аккумуляторов от источника постоянного тока — солнечных батарей или ветроустановок. Очень часто и такие инверторы производителя называют «гибридными». Основанием для этого является тот факт, что в этом инверторе совмещены 2 различных устройства — инвертор и контроллер для солнечных панелей или ветрогенератора. Однако такие устройства лучше называть «комбинированными«, а не гибридными.

Более правильным будет следующее определение: «Гибридный» инвертор — это такое 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.

Особенностью гибридного инвертора является именно возможность параллельной работы с источником переменного тока — сетью или генератором — в режиме инвертора. Гибридный инвертор может использовать энергию от аккумуляторов, заряжаемых от возобновляемого источника энергии, одновременно с энергией от сети/генератора, не отключаясь от сети. При этом должна быть возможность выставлять приоритет для источника постоянного или переменного тока; например, при выставлении приоритета для источника постоянного тока в первую очередь нагрузка питается от аккумуляторов, а недостающая энергия берется от источника переменного тока. Часто имеется возможность ограничивать ток или мощность, которые берутся от сети или генератора.

Следует отметить, что существуют более простые инверторы, в которых приоритет аккумуляторов реализован путем отключения от сети. В таких блоках бесперебойного питания при определенном напряжении на аккумуляторах источник переменного тока отключается, и питание нагрузки осуществляется от аккумуляторов. Такие инверторы не являются гибридными. Приоритет для источника постоянного тока возможен только путем полного отключения сети от входа и переходом на работу полностью от аккумуляторов. Это приводит к «дерганной» работе системы и дополнительному циклированию аккумуляторов. Хорошо, если имеется возможность выбирать напряжение, при которых сеть отключается и подключается. Но во многих недорогих ББП такой возможности нет и пороговые напряжения жестко заданы без возможности регулирования.

Некоторые гибридные инверторы имеют функцию добавления мощности инвертора к мощности источника переменного тока. Эта функция очень полезна, если источник переменного тока имеет ограниченную мощность, которая недостаточна для электроснабжения пиковой нагрузки. В этом случае в ББП устанавливается максимальный ток, который можно брать от сети или генератора, а недостающая мощность берется от аккумуляторов и подмешивается к сетевой. Таким образом можно питать нагрузку мощностью, равной сумме мощностей инвертора и источника переменного тока (сети или генератора). Различные производители называют эту функцию по разному — например, в инверторах Studer Xtender она называется Smart Boost, в инверторах Schnieder Electric Conext XW — Power Shaving, в инверторах Outback G (V) FX — Grid support и т.п.

У нас на сайте есть сравнение функций различных качественных блоков бесперебойного питания. В таблице ниже приведено сравнение гибридных инверторов. Также, мы включили в список не-гибридные инверторы, в которых приоритет для источника постоянного тока реализован переключением на работу от аккумуляторов. Инверторы Victron Energy также переключаются на аккумуляторы, но производитель в будущем обещает выпустить прошивку, которая сделает данные ББП гибридными.

4 Обзор моделей

Выпускаются преобразователи многими компаниями, как в нашей стране, так и за рубежом. Характеристики оборудования у различных производителей разные, как и функционал, качество, возможности технические.

4.1 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.

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

МАП «Энергия»

Продукция российского МАП «Энергия». Предлагается несколько разновидностей одно- и трехфазных приборов с синусоидальным графиком выходного напряжения. Они обладают встроенным зарядным устройством для аккумуляторов. Есть разные варианты мощности от 800 Вт до 20 кВт (выдерживает пиковую кратковременную нагрузку 25 кВт).

4.2 MAP HYBRID 243X3

Характеристики

• Количество фаз – 3;
• Мощность наибольшая – 9 кВт;
• Пиковое значение – 15 кВт;
• Суммарная мощность рекомендуемая – 100 Вт;
• Частота – 50 Гц;
• Температура рабочая – минус 25 – плюс 50;
• Размер – 630×370х510мм;
• Масса – 61,5 кг.

Совместимость

Совместима модель трехфазного гибридного инвертора с электрическими солнечными станциями и бытовой сетью, отличающийся завидным значением КПД. При отсутствии напряжения в одной из фаз, две оставшиеся его транслировать продолжат в сеть, а генерирование станет осуществляет АКБ.

Работа системы не изменяется. Более того, она продолжится даже и тогда, когда полностью исчезнет сеть в 3 фазах. В этом варианте гибридный инвертор для солнечных батарей воспользуется генерацией от АКБ. На выходе 380 В присутствует в любом случае.

Инверторы, при изменении частоты, поддерживают связь между собой и с генератором, и могут плавно подстраиваться под частоту имеющуюся.

Важно: продолжительность работы при достижении пикового значения мощности – 5 секунд, а величины, превышающей номинальную (режим автономный) – 20 минут.

4.3 MAP HYBRID 246X3

Технические характеристики

От уже рассмотренных панелей инвертор отличают технические характеристики:

• Количество фаз – 3 (18 кВт);
• Значение мощности: пиковой – 27 кВт, наибольшей – 18 кВт, номинальной – 12 кВт;
• Размеры — 720/370/510 мм;
• Вес – 94,8 кг.

Описание

Инвертору гибридному для солнечных батарей все равно, работать ли от сети бытовой или батареи солнечной. Он преобразует однофазное напряжение в 3-фазное, и на выходе имеет 380В. Функционирует он даже тогда, когда исчезает напряжение в одной фазе (даже во всех). Просто тогда генерация осуществляется от АКБ.

• Инвертор для солнечных батарей: виды, обзор моделей, особенности подключения, критерии выбора и цена
• Goal Zero Nomad 13: какие устройства заряжает, особенности и где выгодно купить
• Виды солнечных батарей, особенности производства, различия

Его частота подстраивается плавно под существующую. При достижении пиковой мощности работа продолжается в течение 5 секунд, при значении мощности большей, чем номинальное значение – 20 минут.

4.4 Сетевые инверторы Kostal

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

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

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

4.5 Schneider Electric

Компания Schneider Electric, базирующаяся во Франции, выпускает инверторы Conext. Они могут работать в сложных условиях, вплоть до наружного монтажа. В ассортименте модели мощностью 3-20 кВт.

Надежность

При изготовлении инверторы проходят жесткий контроль качества, используя различные методики и тесты.

Конструкция

В ней нет электромеханических конденсаторов, что резко увеличивает надежность устройств и повышает срок эксплуатации. Даже с предельной нагрузкой устройство выдает КПД 97,5 процента. У некоторых моделей отсутствует распределительный блок, следовательно, не требуется монтаж электрощита.

Из огромного ассортимента устройств с мощностью 3-20 кВт каждый выберет наиболее подходящую модель.

4.6 TBS Electronics

Голландская компания TBS Electronics предлагает синусоидальные инверторы Poversine разной мощности — от 175 Вт до 3500 кВт. Они имеют многоступенчатую защиту и способны выдерживать пусковые нагрузки, в десятки раз превышающие номинальные значения

Перечень производителей надежных и качественных инверторов можно продолжать еще долго. Выбор подходящего устройства надо производить, руководствуясь не только именем фирмы, но и другими критериями.

4.7 Studer Xtender

Лучшие гибридные инверторы в мире на сегодня. В Xtender настраиваются практически все параметры, возможна максимально гибкая и продвинутая настройка системы автономного или резервного электроснабжения. Наши специалисты помогут вам реализовать самые дерзкие ваши пожелания при помощи этого оборудования. См. по тэгу Studer . Цены и доступность — в нашем Интернет-магазине

4.8 Schnieder Electric Conext XW/XW+

Серия XW (серого цвета) снята с производства, но возможен upgrade до функционала XW+. Сейчас выпускается серия XW+, белого цвета. На складах у дилеров еще можно найти серию SW — это упрощенные инверторы, больше в РФ не завозятся. Если вы уже владелец инвертора SE, обратите внимание на аксессуары — коммуникационный комплект Conext Combox, устройство для автозапуска генератора AGS, выносная панель управления SCP.

1. Возможно задать только 1 промежуток времени для режима добавления мощности; в это время заряд аккумуляторов не происходит, даже если нагрузка меньше, чем ограничение по входному току от сети.
2. Нельзя настроить или отключить автоматическое повторное включение при повышении напряжения на аккумуляторах после срабатывания защиты по низкому напряжению на АБ. При работе со старыми аккумуляторами или аккумуляторами недостаточной емкости может приводить к постоянному включению-выключению инвертора
3. Невозможно ограничить потребление от сети настройками инвертора. Ограничение реализуется только подбором входного автомата.
4. Частота на выходе при работе от АКБ для управления подключенным к выходу сетевым инвертором (любого, поддерживающего отключение или снижение генерации при увеличении частоты опорного напряжения) меняется только у серии XW+ при активированном режиме AC coupling. Также, этот ББП может управлять сетевыми инверторами той же фирмы по фирменному протоколу, для этого требуется соединение коммуникационным кабелем через шлюз ComBox.

4.9 Outback G (V) FX ®

1. Приоритет для источника постоянного тока активируется при активации «режима продажи» излишков в сеть, при этом нужно выставить значение тока продажи как 0. Также, возможно ограничить ток, отправляемый в сеть- в этом режиме все излишки от солнечных батарей или ветрогенераторов, которые не потребляются нагрузкой, отдаются в сеть. Можно полностью запретить отдачу в сеть, в этом случае излишки пропадают, но приоритет АКБ остается.
2. Есть прошивки, делающие модели VFXR не просто гибридными, но и дают возможность подключать сетевой инвертор на выход, но по умолчанию в Россию ББП Outback приходят с другими прошивками. Требуется перепрошивка при помощи MATE3 (MATE2 не подходят!), можно делать самостоятельно. После этого можно подключать сетевой к выходу, но частоту на выходе они все-равно менять не могут. Управлять сетевым инвертором в этом случае можно только путем его выключения при помощи внешнего реле, управляемого «сухими контактами» ББП VFXR.

4.10 МАП SIN PRO Гибрид и Dominator

Эти инверторы российского производителя являются гибридными в части работы с аккумуляторами. Они могут давать приоритет для источника постоянного тока. К их выходу также можно подключать сетевой фотоэлектрический инвертор (это допускается), и при наличии сети энергия от сетевого инвертора передается на вход МАП.

Преимущества МАП Гибрид и Доминатор могут проявиться только при работе солнечных батарей через контроллеры заряда и при работе с сетевыми инверторами, подключенными к выходу. МАП Энергия Доминатор может заряжать аккумуляторы от сетевого инвертора, подключенного к выходу, в режиме работы ББП от аккумуляторов, т.е. при пропадании сетевого электричества аккумуляторы будут заряжаться, но действуют те же ограничения на величину зарядного тока, как и при заряде от сети — мощность ЗУ равна 40% от номинальной мощности ББП. Если будут излишки солнечной энергии — МАП начнет повышать частоту инвертора, чтобы снизить мощность сетевого инвертора или отключить его. Это нужно учитывать при проектировании системы электроснабжения с солнечными батареями.

4.11 Rich Electric CombiPlus

Эти инверторы тайваньского производителя допускают подключение сетевого инвертора к выходу, но управлять могут только сетевым инвертором SolarWorx по коммуникационному кабелю. Частоту на выходе не меняют. Поэтому на выход CombiPlus не рекомендуется подключать иные, чем SolarWorx, сетевые фотоэлектрические инверторы — он не сможет их отключить при наличии излишков солнечной электроэнергии.

Одним из преимуществ ББП CombiPlus является сохранение номинальной мощности до температуры 70°С. Ни один из инверторов известных нам других производителей не обладает такой характеристикой, обычно мощность на выходе начинает ограничиваться при разогреве инвертора до 45°С. Это оборудование в Архиве, поставляется только под заказ со 100% предоплатой.

4.12 Голландские

Другая известная компания из Голландии – TBS Electronics на рынке известна более 24 лет. Ее направление деятельности – выпуск преобразователей малой, а также средней мощности, которые имеют синусоиду на выходе. Они предназначены для функционирования с панелями солнечными, у которых мощность в пределах 175 – 3500 Вт.

Такие инверторы для солнечных батарей купить можно за 9400 до 79800 рублей.

Powersine PS3500-24

Профессиональное устройство обеспечивает питание отопительных котлов, персональных компьютеров, насосного оборудования и прочих приборов малой нагрузки. Он оснащен надежной электроникой, металлический корпус отличается высокой прочностью.

Как и для ранее описанного устройства, для линейки Powersine характерна чистая выходная синусоида, что гарантированно обеспечивает продолжительный период эксплуатации и высокую надежность приборов высокой чувствительности.

Еще одним плюсом является защита от короткого замыкания, которой разработчик оснастил его, от случающихся перегрузок и скачков температуры.

Инвертор пригоден для запуска нагрузок до 500 В, с пусковой силой в разы превышающей номинальную.

Высокочастотные инновационные инверторы, производимые фирмой Kostal выпускаются однофазными и трехфазными. Диапазон их мощности 1,5 -20 кВт.

Они даже в комплектации базовой оснащены:

• выключателями переменного тока автоматическими;
• мониторами;
• трекерами MPP;
• SO счетчиками.

Это дает возможность их применения в «умном доме». В монтаже и эксплуатации они несложные. Мониторить их работу помогает встроенная информативная панель. Для корпуса использованы современные качественные материалы, поэтому помимо внутренней установки они допускают наружный монтаж.

Источник