Інвертор для сонячних батарей

Інвертор для сонячних батарей

8 бер, 2016 переглядів: 1716 коментарів: 0

Інвертор представляє собою пристрій, що дозволяє перетворювати постійний струм, отриманий від сонячних батарей в змінний струм. Постійний струм, вироблений фотоелектричною установкою, може використовуватися і без перетворення, однак на практиці більшість електроприладів і централізована електрична мережа використовують змінний струм.

Інвертор для сонячних батарей


Інвертор представляє собою пристрій, що дозволяє перетворювати постійний струм, отриманий від сонячних батарей в змінний струм.
Постійний струм, вироблений фотоелектричною установкою, може використовуватися і без перетворення, однак на практиці більшість електроприладів і централізована електрична мережа використовують змінний струм. Саме тому інвертор для сонячних батарей практично незамінний.


Основні типи інверторів для сонячних батарей

Залежно від типу використання інвертори можна розділити на три основні типи:
- Автономні (off grid) - інвертори, не підключені до зовнішньої електричної мережі, призначені для автономних фотоелектричних систем;
- Мережеві (on grid) - інвертори, що працюють синхронно з централізованою мережею електропостачання. Крім своїх прямих функцій такі прилади забезпечують регулювання основних експлуатаційних параметрів мережі: частота напруги, амплітуда і т.д. У разі збою живлення інвертор автоматично вимкнеться. Даний тип інверторів підходить для сонячних систем без акумуляторних батарей. Вся вироблена енергія генерується в загальну мережу за «зеленим тарифом».
- Гібридний (hybrid) - так званий «акумуляторно-мережевий» перетворювач, який поєднує властивості автономних і мережевих пристроїв. Такий інвертор має велику кількість налаштувань для оптимізації роботи сонячної системи від загальної електричної мережі та за наявності акумуляторних батарей. Наразі даний тим інверторів ще доволі "сирий" та виправдовує себе лише, якщо у Вас часті перебої з подачею електроенергії


Залежно від вихідного сигналу інвертори бувають:

Інвертори з чистим синусоїдальним вихідним сигналом;
Інвертори, генеруючі квазісінусоідальний (модифікований синус) вихідний сигнал або меандр;

Форма сигналу інвертора - синусоїдальна (зліва), модифікований синус (праворуч)
Від інвертора з чистою синусоїдальної (чистий синус) формою можна живити будь-яке навантаження змінного струму. Несинусоїдальні інвертори з прямокутною (меандр) формою напруги не підходять для багатьох видів навантаження, наприклад, асинхронних двигунів або трансформаторів. До такого навантаження відносяться так само холодильники, різні насоси, пральні машини тощо
Інвертори з синусоїдальною вихідною напругою дорожче, ніж квазісінусоїдальні, але висока ціна цілком компенсується якістю одержуваної енергії і меншими втратами.

Потужність інвертора в залежності від параметрів фотоелектричної системи

Потужність необхідного перетворювача залежить від номінальної потужності сонячних батарей (по стороні постійного струму) і максимальної потужності навантаження по стороні змінного струму.
У разі невеликих фотоелектричних установок (до 5 кВт) можна обійтися одним інвертором відповідної потужності. У разі фотоелектричних систем з більшою потужністю слід встановлювати кілька інверторів, що працюють в каскаді. Це дозволить зменшити ризик простою сонячних панелей в разі виходу з ладу одного перетворювача, так само є можливість аналізу роботи кожного окремого приладу і порівняння ефективності кожного з них.
У багатьох джерелах, ви можете знайти інформацію про те, що потужність інвертора для сонячних батарей на стороні постійного струму повинна бути на 20-30% вище, ніж загальна максимальна потужність сонячних панелей. Однак практика показує, що такий запас може привести до зниження продуктивності фотоелектричної установки. Це відбувається в результаті того, що реальні значення інтенсивності сонячного випромінювання в Україні не так вже й сильно перевищують значення 1000 Вт / м² вказані в паспортних даних до сонячних батарей. До того ж слід взяти до уваги, що при високих температурах (в літній час, коли ми маємо максимальну кількість сонячного випромінювання) продуктивність сонячних панелей падає. Так само є незначні втрати в проводах і при запиленні сонячних панелей.

Продуктивність інвертора в залежності від завантаження сонячними батареями
Дивлячись на експлуатаційні характеристики перетворювачів можна побачити, що ефективність роботи інвертора знижується в нижньому діапазоні потужності. Явне зниження ефективності починається при навантаженні інвертора нижче 30% від номінальної потужності. Оскільки,  щонайменше, 40% сонячного випромінювання потрапляє на сонячні батареї в діапазоні 100 - 400 Вт / м² (в діапазоні понад 1000 Вт / м² не більше 10%) то завищення потужності інвертора може привести до істотного зниження ефективності перетворення струму.
На підставі цих даних, слід приймати потужність інвертора  значенню від 90% до 120% від номінальної потужності сонячних батарей. Краще брати до уваги географічне розташування сонячної фотоелектричної системи (90% на півночі і до 120% на півдні).
Ще один аргумент на користь установки менших інверторів - вартість. Перетворювач може становити 30% від загального обсягу інвестицій. Його завищення призводить до небажаного збільшення загальної вартості фотоелектричної системи.

Потужність інвертора в залежності від потужності навантаження

Так само пікова потужність інвертора повинна бути  на 20% - 30% більша ніж сумарна потужність навантаження по стороні змінного струму. Це умова необхідна для забезпечення нормальної роботи всіх приладів, що живляться від акумуляторних батарей. Оскільки деякі електричні пристрої (компресори, насосні установки, електродвигуни) мають пускові струми (стартову потужність), що в кілька разів перевищують їх номінальне значення (в 2-7 разів). Незважаючи на нетривалий пусковий період, інвертор з недостатньою потужністю не зможе запустити такий прилад. Таким чином, максимальну потужність інвертора (пікову потужність) необхідно підбирати, враховуючи так само пускові струми цих приладів.

Будова сучасного інвертора

Одним з основних критеріїв для оцінки інвертора є його ефективність або нормативний ККД. У інверторів хорошої якості значення ККД може досягати 98%. Під час компонування сонячної системи слід уникати перетворювачів з номінальною ефективністю меншою 92%.
Додатково до перерахованих вище даних при виборі інвертора для сонячних батарей слід звернути увагу на наступні параметри: клас захисту IP, число виходів, наявність вбудованого сонячного контролера MPPT, гарантійний термін експлуатації і т.д. Зараз на ринку представлена ​​велика кількість перетворювачів, що відповідають всім можливим вимогам для ефективної роботи фотоелектричної системи будь-якого компонування.

Посилання на публікацію: http://ishop.sutem.com.ua/articles/topics/solar_energy/solar_invertor

повязані публікації

 

Коментарі