Hübriidinverter päikesepaneelidele: tüübid, parimate mudelite ülevaade + ühendusomadused
Traditsioonilise voolu ja päikeseenergia samaaegse kasutamisega toitesüsteemid on majanduslikult mõistlik lahendus eramajapidamistele, suvila- ja puhkeküladele ning tööstuspindadele.
Kompleksi asendamatuks elemendiks on päikesepaneelide hübriidinverter, mis määrab pingevarustusrežiimid, tagades päikesesüsteemi katkematu ja tõhusa töö.
Süsteemi tõhusaks toimimiseks peate mitte ainult valima optimaalse mudeli, vaid ka selle õigesti ühendama. Ja me vaatame oma artiklis, kuidas seda teha. Samuti kaalume olemasolevaid muundurite tüüpe ja parimaid pakkumisi turul täna.
Artikli sisu:
Hübriidinverteri võimaluste hindamine
Taastuv päikeseenergia kasutamine koos tsentraliseeritud toiteallikaga annab mitmeid eeliseid. Päikesesüsteemi normaalse toimimise tagab selle põhimudelite koordineeritud töö: päikesepaneelid, laadimiskontroller, aku, samuti üks põhielemente - inverter.
Päikesesüsteemi inverter on seade fotogalvaanilistest paneelidest tuleva alalisvoolu (DC) muundamiseks vahelduvvooluks. Kodumasinad töötavad voolul 220 V. Ilma inverterita on energiatootmine mõttetu.
Parem on hinnata hübriidmudeli võimalusi võrreldes lähimate konkurentide - autonoomsete ja võrguga ühendatud "muundurite" - tööomadustega.
Võrgutüübi muundur
Seade töötab üldise elektrivõrgu koormusel. Konverteri väljund on ühendatud elektritarbijatega, vahelduvvooluvõrku.
Skeem on lihtne, kuid sellel on mitmeid piiranguid:
- töövõime, kui võrgus on vahelduvvool saadaval;
- Võrgupinge peab olema suhteliselt stabiilne ja jääma muunduri töövahemikku.
See sort on nõutud eramajades, kus elektrifitseerimisel on praegu "roheline" tariif.
Seadme autonoomne versioon
Seadme toiteallikaks on aku, mis saab MPPT-kontrolleri kaudu laengu päikesepaneelidelt.Süsteem kasutab erinevat tüüpi akusid, sealhulgas kõrgtehnoloogilisi liitiumakusid.
Salvestusseadme maksimaalsel “täitumisel” kantakse üleliigne elekter inverteri sisendisse, mille väljund on ühendatud vahelduvvoolu lõpptarbijatega.
Päikese ebapiisava aktiivsuse korral võetakse energiat akudest ja see toimub pingeinverteri kaudu "muundamisel".
Autonoomse paigalduse omadused:
- iseseisva töö võimalus võrgu vahelduvvoolu puudumisel;
- mõned mudelid toetavad soodustariifi;
- Paigalduste efektiivsus on 90-93%.
Objekti absoluutse autonoomia tagamiseks täpne päikesepaneelide võimsuse arvutamine ja piisav aku mahutavus.
Hübriid-inverteri tüüp
Mudel erineb ülalkirjeldatud seadmetest oma spetsiaalse tootmis-arhitektuuri poolest. Sees on spetsiaalne elektriahel, mis võimaldab tal töötada paralleelselt vooluallikaga (võrk, generaator) muundurirežiimis.
Samal ajal saab koormust toide keskvõrgust ja päikesepaneelid, eelisjärjekorras on alalisvoolu tarnija.
Konkurentsieelised seisnevad hübriidinverterite mitmekülgsuses:
- Net - omamoodi mahukas aku, mille efektiivsus on 100%.Kogu fotogalvaaniliste plaatide tekitatud ülejäägi saab suunata keskvõrku "rohelise" tariifi alusel.
- Katkematu toiteallika tagamine. Kui põhitoiteallikas on välja lülitatud, lülitub süsteem autonoomsesse režiimi, kaitstes kõiki tarbijaid pinge tõusude eest.
- Võrgu võimsuspiirangu suurendamine tippkoormuse ajal lisades energiat aku-inverteri kompleksist.
Tarbimise vähenemisel lülitub päikesekompleks laadimisrežiimile ja mõne aja pärast on taas kasutusvalmis. Topeltvõimsuse funktsiooni saab määrata: Smart Boots, Power Shaving, Grid tugi.
Võimsuse lisamine toimub järgmiste põhimõtete kohaselt:
- kui kasutatav võimsus jääb alla maksimaalse võrgutarbimise, siis lisaks koormuse toitele laetakse ka aku;
- pinge puudumisel võrgus tarbitakse akult saadud ja inverteri poolt teisendatud elektrit;
- kui koormus ületab võrguvõimsuse piirväärtust, siis täitub puudujääk päikesepatareilt kogunenud elektrienergiaga.
Loetletud töörežiimid on võimelised toetama laadijaga hübriidmudeleid.
Voolumuundurite tüübid
Autonoomse toitesüsteemi "südame" valimisel peaksite õigesti võrdlema seadmetele määratud ülesandeid selle potentsiaalsete võimalustega.
Hübriidinverterite klassifikatsiooni põhijooned on järgmised: töörežiimide muutmise algoritm, väljundpinge kuju ja ühe- või kolmefaasilise võrgu teenindamise võimalus.
PSU ja hübriidpaigalduse võrdlus
Mõned ettevõtted eksitavad tarbijaid tahtmatult, nimetades katkematu toiteallika (UPS) hübriidmuunduriks. Näib, et mõlemad seadmed täidavad sarnaseid ülesandeid, kuid neil on märkimisväärne erinevus.
BPS on laadijaga inverter. Moodul tagab eelkõige fotogalvaanilisest paigaldist energiatarbimise ning kui energiat ei jätku, lülitub see üle võrgust tarbimisele.
Süsteemi töötamine tõmblevas režiimis kutsub esile aku täiendava tsükli ja kiirendab selle kulumist. Enamikus odavates toiteallikates on lävipinge seatud ilma reguleerimisvõimaluseta.
Päikesepaneelide hübriidinverterite mudelites on sellised hüpped välistatud - seade kohandub vajaliku võimsusega ja töötab samaaegselt erinevate vooluallikatega.
Prioriteetse tarbimise saate ise valida. Tavaliselt on rõhk päikesepaneelide energiatarbimisel.Mõnel hübriidseadmel on linnavõrgust tarnitava võimsuse piiramise võimalus.
Sordid inverteri signaali kuju järgi
Päikesepatareide voolumuundurid liigitatakse väljundsignaali tüübi järgi.
Seal on:
- puhas siinuslaine;
- modifitseeritud siinus (kvaasisiinuslaine);
- looklema.
Viimast võimalust praktikas praktiliselt ei kasutata, kuna polaarsuse järsk muutus põhjustab seadmete talitlushäireid.
Mis on puhas siinuslaine?
Muundur toodab kõrge kvaliteediga signaali, mis on võrguvoolu lainekujust parem. See on parim valik "tundlike" seadmete töö tagamiseks: küttekatel, kompressor, elektrimootor, meditsiiniseadmed ja trafo toiteallikatel põhinevad seadmed.
Kvaasisiinuse tunnused
Signaalienergia edastamine modifitseeritud siinuslaine kujul võib vähendada mõne seadme efektiivsust, tekitada müra, põhjustada häireid või põhjustada seadmete rikke.
Madalsageduslike trafode, asünkroonsete, sünkroonsete mootorite toitel on nähtav 20-30% võimsuskadu.See "viga" muundatakse soojusenergiaks, kuumutades seadmeid liigselt.
Pseudosiinuslaine signaaliga inverterid on kompaktsed ja soodsad. Neid on soovitatav kasutada ilma induktiivsete koormusteta seadmete toiteks, mis on ette nähtud elektrienergia aktiivsete komponentide tarbimiseks.
Sellesse rühma kuuluvad: termoelektrilised kütteseadmed, valgustussüsteemide hõõglambid ja muud takistuslikud struktuurid.
Väljundsignaali kuju on näidatud inverteri või katkematu toiteallika passis. Võimalikud tähised: "Tagasi" - puhta siinuslaine puudumise garantii, "Smart" - väljundis kvaliteetse voolu saamise tõenäosus.
Mõned tootjad märgivad saatedokumendis harmooniliste moonutuste teguri (mittelineaarse moonutuse indeksi). Kui parameeter on alla 8%, annab seade peaaegu täiusliku siinuse.
Ühefaasilised ja kolmefaasilised mudelid
Ühefaasilised inverterid integreeritakse peamiselt elamute fotogalvaanilise süsteemi vooluringi, mille standardpinge on 220 V.
Väljundpinge vahemik ühe faasiga ühendamisel on erinevates mudelites vahemikus 210-240 V, väljundsagedus - 47-55 Hz, võimsus - 300-5000 W.
Ühefaasilisi invertereid toodetakse standardse akupinge jaoks: 12, 24 ja 48 V. Tagamaks, et muundur ei töötaks maksimaalsel võimsusel, on vaja “muunduri” võimsus sobitada päikesepatarei pingega. või aku.
Kolmefaasilisi invertereid kasutatakse kolmefaasilise voolu varustamiseks elektrimootorite toiteks. Peamine kasutusala: tootmine, töökojad, kaubanduslik otstarve.
Kolmefaasilised inverterid eristuvad suure võimsuse (3-30 kW), laia väljundi vahelduvpinge (220V/400V) poolest.
Turul on saadaval ka kombineeritud mudelid. Nende hulka kuuluvad ühefaasilised inverterid, millel on võimalus sünkroonida muunduri väljundeid faasinihkega - see võimaldab toita kolmefaasilisi koormusi. Vaatasime üle kõik seadmed päikesepaneelide voolu muundamiseks meie teine artikkel.
Päikeseenergia inverteri valiku parameetrid
Konverteri ja kogu toitesüsteemi efektiivsus sõltub suuresti seadme parameetrite õigest valikust.
Lisaks ülalkirjeldatud omadustele peaksite hindama:
- väljundvõimsus;
- kaitse tüüp;
- Töötemperatuur;
- paigaldusmõõtmed;
- tõhusus;
- lisafunktsioonide olemasolu.
Järgnevalt käsitleme kõiki neid omadusi üksikasjalikumalt.
Kriteerium nr 1 – seadme võimsus
Päikeseenergia inverteri reiting valitakse võrgu maksimaalse koormuse ja eeldatava aku tööea põhjal. Käivitusrežiimis on muundur võimeline andma lühiajalist võimsuse suurenemist mahtuvuslike koormuste kasutuselevõtu ajal.
See periood on tüüpiline nõudepesumasinate, pesumasinate või külmikute sisselülitamisel.
Valgustuslampide ja teleri kasutamisel sobib väikese võimsusega 500-1000 W inverter.Reeglina on vaja arvutada kasutatavate seadmete koguvõimsus. Nõutav väärtus on näidatud otse seadme korpusel või kaasasolevas dokumendis.
Kriteerium nr 2 – kaitsetase
Kvaliteetsel päikeseinverteril peaks olema mitmeastmeline kaitse. Võimalikud valikud: sundjahutussüsteem, lühise vältimine, kaitse võrgu pingelanguste ja ülepingete eest.
Samuti on oluline tihendatud tugevdatud korpus, mis takistab tolmu ja niiskuse osakeste sisenemist. Elektriseadmete kaitseindikaator on standarditud vastavalt standardile IEC-952.
Välistingimustes sobivad mudelid indeksiga "IP65" - inverteri tugevus ja töökindlus võimaldavad seda kasutada väliskeskkonnas.
Kriteerium #3 – töötemperatuur ja mõõtmed
Lai väärtuste vahemik on inverteri korraliku ehituskvaliteedi näitaja. Indikaatori väärtus on eriti oluline muunduri paigutamisel kütmata ruumi.
Kaal on inverteri kvaliteedi kaudne näitaja. On arvamus - mida raskem on muundur, seda võimsam see on. Seda seletatakse suure võimsusega seadmetes oleva trafo olemasoluga.
Kergekaalulistes mudelites võib trafo puudumine põhjustada inverteri rikke, kui sellele antakse kõrge käivitusvool.
Kriteerium nr 4 – tõhusus
Eksperdid soovitavad osta voolukonvertereid, mille efektiivsus on 90% või rohkem. Ainult selle parameetriga on päikesesüsteemi töö tõhus ja selle paigutus otstarbekas. 10% päikeseenergia kaotamine on lubamatu luksus.
Täiendav funktsionaalsus. Täiustatud võimalused mõjutavad seadmete maksumust ja pole alati nõudlikud. Mõned võimalused on aga kulutatud raha väärt.
Kasulikud ja vajalikud "seadmed" hõlmavad järgmist:
- automaatne invertervõimsuse lisamine elektrivõrku;
- aku laadimisperioodi reguleerimine;
- prioriteetse vooluallika valik;
- töö säilitamine erinevat tüüpi patareidega (leelis-, liitiumraudfosfaat, heelium, AGM, hape);
- kombineeritud töö võimalus võrgumuunduriga;
- pinge indikaatori seadistamine - võrgupinge "hüppade" vältimine;
- võimalus uuendada inverterit püsivara värskendamise teel.
Kaasaegseid muundureid saab programmeerimiseks ja jälgimiseks ühendada arvutiga.
Ülevaade populaarsetest hübriidmuunduritest
Tarbijate seas said häid hinnanguid välisfirmade inverterid: Xtender (Šveits), Prosolar (Hiina), Victor Energy (Holland), SMA (Saksamaa) ja Xantrex (Kanada). Kodumaine esindaja - MAP Sine.
Xtender multifunktsionaalsete inverterite sari
Xtenderi hübriidmuundur Studer on Šveitsi jõuelektroonika kvaliteedistandardi kehastus. Xtenderi seeria päikeseinverterid eristuvad muljetavaldavate tugevusomaduste ja ulatusliku funktsionaalsuse poolest.
Erinevad mudelid: XTS - väikese võimsusega esindajad, XTM - keskmise võimsusega mudelid, XTN - suure võimsusega inverterid.
Iga Xtender Hybrid Series pakub järgmisi funktsioone ja valikuid.
- puhas siinuslaine etteanne;
- toite "lisamine" võrku akust;
- kui võrgupinge väheneb, väheneb tarbimine tsentraalsest toiteallikast;
- kaks prioriteetse valiku režiimi: esimene on "pehme" toiteallikaga 10%, teine on täielik üleminek akule;
- mitmesugused paigaldaja seaded;
- varugeneraatori haldamine;
- laia juhtimisvahemikuga ooterežiim;
- süsteemi parameetrite kaugseire.
Kõikidel modifikatsioonidel on Smart Boost funktsioon – ühendus erinevate toiteallikatega (generaatorikomplekt, võrguinverter) ja Power Shaving – garanteeritud tippkoormuse katvus.
Optimaalsed Prosolari hübriidmuundurid
Hiinas toodetud mudelil on head omadused ja vastuvõetav hind (umbes 1200 USD). Konverter optimeerib päikesepaneelide tööd, salvestades kasutamata energia akusse.
Iseloomulikud omadused:
- võimalus jälgida päikesepatarei piiravat võimsuspunkti;
- info LCD-ekraan, mis kuvab süsteemi tööparameetreid;
- 3-astmeline akulaadija;
- maksimaalne voolu reguleerimine kuni 25A;
- inverteri side.
Konverter on arvutiga ühendatud tarkvara kaudu (tarnitakse komplektina). Inverterit on võimalik moderniseerida uuendusliku vilkumise kaudu.
Siinuslaine inverterid Phoenix Inverter
Phoenixi inverterid vastavad kõrgetele nõudmistele ja sobivad tööstuslikeks rakendusteks. Phoenix Inverteri seeria väljastatakse ilma sisseehitatud laadijata.
Muundurid on varustatud VE.Bus infosiiniga ja võimaldavad töötada paralleelselt või kolmefaasilises konfiguratsioonis.
Mudelivaliku võimsusvahemik on 1,2-5 kW, kasutegur 95%, pingetüüp siinusoidne.
Konkurentsi eelised:
- "SinusMax" tehnoloogia toetab "raskete koormate" käivitamist;
- kaks energiasäästurežiimi – koormuse otsimise võimalus ja tühivoolu vähendamine;
- häirerelee olemasolu - teade ülekuumenemisest, aku ebapiisavast pingest jne;
- programmeeritavate parameetrite seadistamine arvuti kaudu.
Suure võimsuse saavutamiseks saab faasiga paralleelselt ühendada kuni kuus muundurit. Näiteks kuue seadme kombinatsioon, mille reiting on 48/5000, on võimeline andma väljundvõimsust 48 kW/30 kVA.
Kodused MAP-seadmed Hybrid ja Dominator
Ettevõte MAP Energia on välja töötanud kaks hübriidmuunduri modifikatsiooni: Gibrid ja Dominator.
Seadmete võimsusvahemik on 1,3-20 kW, režiimide vahetamise aeg kuni 4 ms, tagatud on elektrienergia linnavõrku “pumpamise” võimalus.
Hübriid- ja Dominator-pingemuundurite üldised omadused:
- trafo, mis põhineb torusel;
- Sisendpinge stabiliseerimine puudub;
- võimsuse "pumpamise" režiim;
- väljund on puhas siinus;
- üleliigse energia tootmine võrku;
- voolutarbimise piiramine vahelduvvoolu sisendis;
- klass IP21;
- tarbimine unerežiimis on 2-5W.
Konverterite efektiivsus ulatub 93-96% -ni. Seadmed on edukalt läbinud katsed kasutamiseks ülimadalatel temperatuuridel (piirväärtus -25°, lühiajaline alandamine -50°C on vastuvõetav).
Võimalikud ühendusskeemid
Tsentraalse võrguga kombineeritud fotogalvaanilise kompleksi ehitamisel on inverteri ühendamiseks erinevad võimalused.
Valik nr 1 - alalisvoolu laadimiskontrolleriga ahel
Kõige populaarsem variant on see, kus akut laetakse läbi päikesekontrolleri MPPT (peak power point analüüs).
Lahenduse omadused:
- taastuvenergia tõhus kasutamine, kui võrk on sisse/välja lülitatud;
- võimalus aktiveerida töö päikesesüsteemist pärast aku tühjenemist.
Ja veel üks lahendus on veidi suurenenud kaod energia muundamiseks jaotises "kontroller-aku-inverter".
Valik #2 - skeem hübriid- ja võrgumuunduriga
Võrgumuundur aku inverteri väljundis. Skeemi järgi on kaks muundurit ühendatud erinevate päikesepaneelidega.
Hübriidmuundur on aku laadimiseks ühendatud valikulise fotogalvaanilise paneeliga ja võrgumuundur on ühendatud peamise päikesemooduliga.
Süsteemi omadused:
- katkematu töö, olenemata tsentraalse võrgupinge olemasolust;
- kõrge efektiivsus ja kadude minimeerimine alalisvoolu poolel tänu päikesepatarei piisavale pingetasemele;
- akud töötavad peaaegu alati puhverrežiimis, mis pikendab nende kasutusiga;
- hübriidinverterite kasutamine, mis on mõeldud aku laadimiseks väljundist;
- vajadus kohandada võrguinverteri tööd.
Võrgumuunduri koguvõimsus ei tohiks ületada hübriidkonverteri võimsust – see võimaldab aku tühjenemise või võrgukatkestuse korral ära kasutada päikesepaneelide energiat.
Olenemata valitud vooluringist tuleks muunduri ühendamisel arvestada mitmete nüanssidega:
- Alalisvoolu juhtmeühendused ei pea olema pikad. Soovitav on paigutada inverter päikesepaneelide vahetusse lähedusse (kuni 3 m) ja seejärel “ehitada” põhiliin vahelduvvooluga.
- Konverterit ei tohi paigaldada tuleohtlikest materjalidest konstruktsioonidele.
- Seinainverter asub silmade kõrgusel, et ekraanilt teavet oleks lihtne lugeda.
Üle 500 W võimsusega mudelite ühendamiseks kehtivad erinõuded. Ühendus peab olema jäik, seadme klemmide ja juhtmete vahel peab olema usaldusväärne kontakt.
Meie veebisaidil on ka teisi artikleid päikeseenergia ning üksikute komponentide ja moodulite ühendamise kohta autonoomse süsteemi kokkupanemisel.
Soovitame lugeda järgmisi materjale:
- Päikesepaneelide ühendusskeem: kontrolleriga, akuga ja hooldatud süsteemidega
- Päikesepatarei laadija: päikeseenergia laadimise seade ja tööpõhimõte
- Kuidas oma kätega päikesepatarei teha: päikesepaneeli kokkupanemise ja paigaldamise meetodid
Järeldused ja kasulik video sellel teemal
Hübriidmuunduri kontseptsioon, selle struktuur, funktsioonid ja valikud:
Ülevaade 3 kW InfiniSolar multifunktsionaalse muunduri kasutamise võimalustest, töörežiimidest ja efektiivsusest:
Päikeseenergia toitesüsteemi projekteerimine on keeruline ja vastutusrikas ülesanne. Vajalike parameetrite arvutamine, päikesekompleksi komponentide valik, ühendamine ja kasutuselevõtt on kõige parem usaldada professionaalidele.
Tehtud vead võivad põhjustada süsteemi tõrkeid ja kallite seadmete ebaefektiivset kasutamist.
Kas valite autonoomse päikeseenergia toitesüsteemi kasutamiseks parima muunduri? Kas teil on küsimusi, mida me selles artiklis ei käsitlenud? Küsige neilt allolevates kommentaarides - proovime teid aidata.
Või äkki märkasite esitatud materjalis ebatäpsusi või ebakõlasid? Või soovid täiendada teooriat praktiliste soovitustega, mis põhinevad isiklikul kogemusel? Kirjuta meile sellest, jaga oma arvamust.
Kui valite õige ja kvaliteetse inverteri, võite isegi oma ökokoduga raha teenida. Venemaa suurimaks probleemiks täiesti energiasõltumatu kodu korraldamise puhul on “rohelise tariifi” puudumine, tänu millele on võimalik üleliigne energia võrku müüa. Ja nii on ökomaja kontseptsioon Kaug-Ida jaoks, kus on palju päikest ja väljaehitamata territooriumid, väga atraktiivne.
Mis on probleemiks? Aastas pole päikest nii palju, energiat saab säästa, et seda hiljem kasutada. See pole üldse probleem. Kas sa tahad kõiges riiki süüdistada? Ja siis näiteks kui selline seadus oleks, siis müüks vajadusel kogu elektri maha ja mida siis talvel või mõnel muul ajal teha? See on ka väga vastuoluline võimalus. Teine asi on see, et üldiselt oleme kaugel maha. Kuid kõiges pole mõtet probleemidega liialdada.
Probleem on selles, et "rohelist tariifi" ei ole Venemaal seadusandlikul tasandil vastu võetud. Juba kolmandat aastat on aktiivselt arutatud eelnõu, mis, muide, on üsna hästi läbi mõeldud.
Selle eelnõu olemus seisneb selles, et valitsus soovib reguleerida elektri tootmist kuni 15 kW võimsusega mikrotootmisjaamades. See konkreetne võimsus valiti seetõttu, et selliste jaamade ühendamine ei too kaasa elektrivõrgule liigset koormust.
Näiteks naaberriigis Ukrainas on elanikud juba mitu aastat nautinud “rohelise tariifi” hüvesid, müües üleliigset elektrienergiat riigile. Seda eriti päikesepaneelide tootlikkuse tippajal, maist augustini, mil on reaalselt võimalik üleliigset elektrit "söötetariifiga" müüa.
Anatoli, kuidas saate säästa energiat, et saaksite seda hiljem talvel kasutada? Jagage oma saladust ülemaailmse energiakogukonnaga.
Palun öelge, kuidas/kuhu ühendada hübriidinverter võrgu elektriga varustamiseks, kui sisendis on ühefaasilised triac pingestabilisaatorid: enne või pärast stabilisaatoreid? Ühele faasile on plaanis paigaldada inverter koos järgneva süsteemi laiendamisega kolmefaasiliseks.