Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Napájecí systémy se současným využitím tradiční dodávky elektřiny a elektřiny ze slunce - ekonomicky zdravé řešení pro domácnosti, chaty, rekreační obce a průmyslové prostory.

Nepostradatelným prvkem komplexu je hybridní střídač pro solární články, který určuje režimy napájecího napětí a zajišťuje nepřetržitý provoz a účinnost solárního systému.

Aby systém fungoval efektivně, musíte nejen vybrat optimální model, ale také správně ho připojit. A jak to udělat - budeme analyzovat v našem článku. Také zvážit stávající typy konvertorů a nejlepší nabídky na současném trhu.

Vyhodnocení funkcí hybridního měniče

Využití obnovitelné solární energie v kombinaci s centralizovaným napájením poskytuje několik výhod. Normální fungování solárního systému je zajištěno koordinovaným provozem jeho hlavních modelů: solárních baterií, regulátoru nabíjení, baterie, jakož i jednoho z klíčových prvků - měniče.

Střídač solárního systému je zařízení pro převod stejnosměrného proudu z fotovoltaických panelů na střídavou. Jedná se o proudové napětí 220 V domácích spotřebičů. Bez střídače je výroba elektřiny bezvýznamná.

Schéma provozu systému: 1 - solární moduly, 2 - regulátor nabíjení, 3 - dobíjecí baterie, 4 - měnič napětí (měnič) se střídavým napájením (AC)

Je lepší vyhodnotit schopnosti hybridního modelu ve srovnání s zvláštnostmi práce jeho nejbližších konkurentů - autonomních a síťových "konvertorů".

Typ síťového převodníku

Zařízení pracuje na běžném elektrickém zatížení. Výstup z měniče je připojen ke spotřebiči elektrické energie, reproduktorové síti.

Systém je jednoduchý, ale má několik omezení:

  • provozuschopnost při dostupnosti střídavého proudu v síti;
  • síťové napětí musí být relativně stabilní a musí odpovídat provoznímu rozsahu měniče.

Odrůda je v poptávce v soukromých domech se současným "zeleným" tarifem pro elektrifikaci.

Odpoledne, s minimální spotřebou energie, generovaný proud proudí do sítě „zelenými“ sazbami, od večera do rána je budova „napájena“ z centralizované dodávky elektřiny

Možnost autonomního zařízení

Zařízení je napájeno baterií, která se nabíjí ze solárních panelů přes řídicí jednotku MPPT. Systém používá různé typy baterií, včetně špičkových lithiových baterií.

Při maximálním „naplnění“ akumulátoru se přebytečná energie přenáší na vstup měniče, jehož výstup je připojen ke koncovým uživatelům AU.

V případě nedostatku sluneční aktivity je energie odebírána z baterií a je "převáděna" přes měnič napětí.

Vlastnosti autonomní instalace:

  • možnost nezávislého provozu v nepřítomnosti sítě AC;
  • některé modely podporují režim provozu „zeleného“ tarifu;
  • Účinnost zařízení - 90-93%.

Pro zajištění absolutní autonomie objektu je nutný přesný výpočet výkonu heliopanel a dostatečná spotřeba energie baterie.

Možnost nezávislého použití střídače bez zahrnutí centralizovaného síťového připojení. Autonomní převodník je v poptávce v oblastech s úplným nedostatkem nebo nízkou kvalitou dodávky elektřiny

Typ hybridního měniče

Model se od výše popsaných zařízení liší speciální „architekturou“ výroby. Uvnitř je speciální schéma zapojení, které umožňuje, aby konvertor pracoval paralelně se zdrojem proudu (síť, generátor).

Současně je zátěž napájena z centrální sítě a solárních panelů, přičemž prioritní funkce je přiřazena dodavateli DC.

Hybridní převodník vám umožní spotřebovávat sluneční energii co nejefektivněji bez nutnosti přepínání ze sítě z centrální stanice nebo generátoru

Konkurenční výhody spočívají v univerzálnosti hybridních střídačů:

  1. Síť je druh prostorné baterie s účinností 100%. Veškerý přebytek produkovaný fotovoltaickými deskami může být přesměrován do centrální sítě za "zelený" tarif.
  2. Poskytování nepřerušovaného napájení . Po odpojení hlavního napájení je systém přestavěn na autonomní režim, který chrání všechny spotřebiče před napětím.
  3. Zvýšte limit síťového výkonu na špičkových zátěžích přidáním energie z komplexu bateriový měnič.

Když spotřeba heliokomplexu klesá, přepne se do režimu nabíjení a po chvíli je opět připravena k použití. Může být uvedena funkce dvojitého napájení: Smart Boots, Power Shaving, podpora mřížky.

Přidávání energie probíhá podle následujících zásad:

  • pokud je použitý výkon nižší než maximální spotřeba sítě, pak se kromě výkonu zátěže akumulátor nabíjí;
  • v nepřítomnosti napětí v síti spotřebovává elektřinu vyrobenou z baterie a převedenou střídačem;
  • pokud zatížení překročí mezní hodnotu síťového výkonu, pak je nedostatek kompenzován akumulovanou elektřinou ze solární baterie.

Uvedené režimy provozu jsou schopny podporovat hybridní modely nabíječkou.

Některé multifunkční střídače jsou určeny pro současné připojení několika AC vedení pro automatický převod rezervy. High-tech modely nezávisle regulují nabíjení baterie

Varianty převodníků proudu

Výběr "srdce" autonomního systému napájení, měli byste správně porovnat úkoly přiřazené zařízení s jeho potenciál.

Hlavními rysy klasifikace hybridních střídačů jsou: algoritmus pro změnu provozních režimů, tvar výstupního napětí a možnost servisu jedné nebo třífázové sítě.

Porovnání BBP a hybridní instalace

Některé společnosti neúmyslně zavádějí spotřebitele a volají jednotku nepřerušitelného napájení (FOB) hybridním střídačem. Zdá se, že obě zařízení plní podobné úkoly, ale je zde významný rozdíl.

BBP je střídač nabíječek. Modul primárně zajišťuje spotřebu energie z fotovoltaické elektrárny, a když je nedostatek, přepne se na spotřebu energie ze sítě.

BBP není schopna plnit funkci „smíchání“ nahromaděné elektřiny z baterií se sítí. Prioritní spotřeba ze stejnosměrného zdroje je realizována odpojením od sítě a přepnutím na provoz baterie

Funkce systému v režimu "jerk" vyvolává další cyklování baterie a urychluje její opotřebení. Ve většině levných BBP je prahové napětí nastaveno bez možnosti regulace.

U hybridních invertorových modelů pro solární články jsou takové skoky vyloučeny - jednotka se přizpůsobí požadovanému výkonu a pracuje současně s různými zdroji proudu.

Můžete nezávisle zvolit prioritní spotřebu. Důraz je zpravidla kladen na výdaje na energii ze solárních panelů. V některých hybridních jednotkách existuje možnost omezit výkon přicházející z městské sítě.

Porovnání funkcí populárních modifikací hybridních "konvertorů" a BBP. Řada modelů Victron poskytuje možnost zvýšení výkonu střídače díky síti

Varianty tvaru měniče

Snímače proudu solárních článků jsou klasifikovány podle typu výstupního signálu.

Existují:

  • čistá sinusová vlna;
  • modifikovaný sinus (kvazi-sinusoid);
  • meandru

Poslední možnost se v praxi prakticky nepoužívá, protože prudká změna polarity způsobuje poruchy v zařízení.

Střídač se signálem ve tvaru „U“ nebude schopen chránit zařízení před přepětím. Kromě toho hlavní část domácích spotřebičů nevnímá „meandrový“ proud

Co je to čistá sinusová vlna?

Převodník poskytuje vysoce kvalitní signál, který přesahuje tvar síťového proudu. To je nejlepší volba, která zajišťuje provoz „citlivých“ zařízení: topných kotlů, kompresorů, elektromotorů, zdravotnických přístrojů a zařízení na bázi transformátorových zdrojů.

Nevýhody sinusových kmitů invertorů: vysoká cena a velká velikost. Nákup konvertoru s čistým sinusem bude stát dvakrát více než model s kvazi-sinusoidem při stejných rychlostech konečného výkonu

Vlastnosti kvazi-sinus

Přenos energetického signálu ve formě modifikované sinusové vlny může snížit účinnost některých zařízení, vyvolat hluk, způsobit rušení nebo vést k poruše zařízení.

Při napájení nízkofrekvenčních transformátorů asynchronní synchronní motory zaznamenaly ztrátu výkonu o 20-30%. Tato "závada" je přeměněna na tepelnou energii, přehřátí zařízení.

Střídače s pseudo-sinusovým signálem jsou kompaktní a cenově dostupné. Jejich použití je vhodné pro napájení zařízení bez indukčních zátěží, které jsou určeny ke spotřebě aktivních součástí elektrické energie.

Tato skupina zahrnuje: termoelektrické ohřívače, žárovkové osvětlovací systémy a další odporové struktury.

Modifikované sinusové varianty: 1 - komplikovaná forma meandru s pauzou, 2 - přiblížení se k čistému sinusu zvýšením počtu přechodů

Tvar výstupního signálu je uveden v cestovním pasu střídače nebo bespereboynik. Možný zápis: „Back“ - záruka nepřítomnosti čistého sinus „Smart“ - pravděpodobnost získání kvalitního proudu na výstupu.

Někteří výrobci v průvodním dokumentu zaznamenávají harmonický koeficient (nelineární index zkreslení). Pokud je parametr menší než 8%, pak jednotka vytváří téměř dokonalý sinus.

Jednofázové a třífázové modely

Jednofázové střídače jsou převážně zabudovány do fotovoltaického systému pro domácnost se standardním napětím 220V.

Rozsah výstupního napětí při připojení k jedné fázi v různých modelech se pohybuje od 210 do 240 V, výstupní frekvence je 47-55 Hz, výkon je 300-5000 wattů.

Jednofázové střídače jsou vyráběny se standardními hodnotami napětí akumulátoru: 12, 24 a 48 V. Aby měnič nepracoval na hranici svých možností, je nutné přizpůsobit výkon měniče napětí napětí akumulátoru nebo akumulátoru.

Rozsah závislosti charakteristiky akumulátoru (napětí - V) a solárního měniče (jmenovitý výkon - W): 12 V - do 600 W, 24 V - do 1, 5 kW, 48 V - nad 1, 5 kW

Třífázové střídače se používají k napájení třífázového proudu, který poskytuje výkon elektromotorům. Primární aplikace - výroba, workshopy, komerční účely.

Třífázové měniče se vyznačují vysokým výkonem (3-30 kW), širokým rozsahem výstupního střídavého napětí (220V / 400V).

Na trhu jsou také kombinované modely. Patří mezi ně jednofázové střídače se schopností synchronizovat výstupy měniče s fázovým posunem - to umožňuje dodávat třífázové zátěže. Všechny druhy technologií pro přeměnu proudu ze solárních panelů jsme se zabývali v našem dalším článku.

Možnosti volby solárního invertoru

Účinnost měniče a celého systému elektrického napájení do značné míry závisí na správné volbě parametrů zařízení.

Kromě výše uvedených charakteristik je třeba vyhodnotit:

  • výstupní výkon;
  • druh ochrany;
  • provozní teplota;
  • instalační rozměry;
  • Účinnost;
  • dostupnost dalších funkcí.

Zvažte dále všechny tyto vlastnosti podrobněji.

Kritérium # 1 - napájení zařízení

Hodnota "solárního" střídače se volí na základě maximálního zatížení sítě a odhadované životnosti baterie. V režimu spouštění je převodník schopen dodat krátkodobý nárůst výkonu v době uvedení kapacitních zátěží do provozu.

Tato doba je typická při zapnutí myček, praček nebo chladniček.

Při použití světelných zdrojů a televizoru se přiblíží nízkoenergetický měnič 500-1000 W. Zpravidla se vyžaduje výpočet celkového výkonu provozovaného zařízení. Požadovaná hodnota je uvedena přímo na pouzdře přístroje nebo v průvodním dokumentu.

Výsledná hodnota je žádoucí zvýšit o 20-30% - to bude požadovaný výstupní výkon střídače. Například celkový výkon zařízení je 500 W / h, životnost baterie je 5 hodin Výpočet: 500 W / h * 5 h * 1, 2 = 3000 W / h

Kritérium č. 2 - úroveň ochrany

Kvalitní solární invertor by měl mít několik úrovní ochrany. Možné varianty: nucené chlazení, varování před zkratem, ochrana proti poruchám a přepětí v síti.

Je důležité - přítomnost utěsněného zesíleného pouzdra, zabraňujícího pronikání prachových částic, vlhkosti. Stupeň ochrany elektrických zařízení je standardizován podle standardizace IEC-952.

Index je označen jako IP AB, kde A je úroveň ochrany před průnikem cizích částic uvnitř zařízení, B je odolnost vůči vlhkosti.

Pro podmínky provozu na čerstvém vzduchu jsou vhodné modely s indexem IP65 - pevnost a spolehlivost střídače umožňuje jeho použití ve vnější atmosféře.

Kritérium č. 3 - pracovní teplota a rozměry

Široká škála hodnot je indikátorem slušné kvality sestavy střídače. Hodnota indikátoru je zvláště důležitá při umístění měniče do nevytápěné místnosti.

Hmotnost je nepřímým ukazatelem kvality střídače. Existuje názor - čím těžší je konvertor, tím silnější je. To je způsobeno přítomností transformátoru ve vysokovýkonném zařízení.

V "lehkých" modelech může nepřítomnost transformátoru způsobit přerušení měniče při použití vysokého spouštěcího proudu.

Podle pozorování odpovídá jeden kilogram hmotnosti solárního konvertoru výstupnímu výkonu 100 wattů. Rozměry střídače určují, jak je instalován

Kritérium č. 4 - účinnost

Odborníci doporučují nákup "konvertorů" proudu s účinností 90%. Pouze s takovým parametrem bude solární systém pracovat efektivně a jeho uspořádání je účelné. Ztráta 10% sluneční energie je nepřijatelným "luxusem".

Další funkce. Pokročilé funkce ovlivňují náklady na zařízení a nejsou vždy žádané. Některé možnosti však opodstatňují vynaložené peníze.

Mezi užitečná a nezbytná zařízení patří:

  • automatické přidávání výkonu střídače do elektrické sítě;
  • nastavení doby nabíjení baterie;
  • výběr prioritního zdroje proudu;
  • údržba práce s bateriemi různých typů (alkalické, fosforečnan lithný, helium, AGM, kyselina);
  • možnost kombinované práce se síťovým konvertorem;
  • nastavení indikátoru napětí - upozornění na "přepětí" síťového napětí;
  • možnost aktualizace střídače aktualizací firmwaru.

Moderní převodníky mohou být připojeny k PC pro programování a monitorování.

Pro sledování práce zařízení a elektrických sítí nabízejí výrobci bezplatný software. Zajímavou možností je možnost zasílat SMS upozornění na stav systému na základě požadavku uživatele

Přehled populárních hybridních převodníků

Mezi spotřebiteli byly přijaty dobré přehledy střídačů zahraničních společností: Xtender (Švýcarsko), Prosolar (Čína), Victor Energy (Nizozemsko), SMA (Německo) a Xantrex (Kanada). Domácí zástupce - MAP Sine.

Multifunkční měnič Xtender Line

Xtender hybridní Studer transducer je symbolem švýcarského standardu kvality ve výkonové elektronice. Solární střídače řady Xtender se vyznačují exponenciálními pevnostními charakteristikami a rozsáhlou funkčností.

Rozmanitost modelů: SТS - nízkoenergetické reprezentanty, HTM - středně výkonné modely, НТН - vysoce výkonné měniče.

Výkonové rozsahy Xtender: SТS - 0, 9-1, 4 kW, ХТМ - 1, 5-4 kW, НТН - 3-8 kW. Výstupní napětí - 230 W, frekvence - 50 Hz

Každá řada hybridních měničů Xtender má následující vlastnosti a možnosti:

  • čistý sinusový zdroj;
  • "Mix" napájení sítě z baterie;
  • snížením spotřeby síťového napětí z centrálního zdroje napájení;
  • dva režimy prioritního výběru: první režim je „měkký“ se síťovým napájením do 10%, druhým je plné přepnutí na baterii;
  • různá nastavení instill;
  • řízení záložního generátoru;
  • pohotovostním režimu se širokým rozsahem regulace;
  • vzdálené monitorování systémových parametrů.

Во всех модификациях есть функция Smart Boost –подключение к разным «поставщикам» питания (генераторная установка, сетевой инвертор) и Power Shaving – гарантированное покрытие пиковых нагрузок.

Оптимальные преобразователи Prosolar Hybrid

Модель китайского производства имеет хорошие характеристики и приемлемую стоимость (около 1200 у.е.). Преобразователь оптимизирует работу солнечных батарей, сохраняя неизрасходованную энергию в аккумуляторе.

Технические характеристики: форма напряжения – синусоида, КПД преобразования – 90%, вес установки – 15, 5 кг, допустимая влажность – 90% без конденсации, температура -25 °С – +60 °С

Отличительные особенности:

  • опция отслеживания за точкой граничной мощности солнечной батареи;
  • информационный ЖК-дисплей с отображением рабочих параметров системы;
  • 3-х уровневое зарядное устройство аккумулятора;
  • регулировка максимального тока до 25А;
  • коммуникативность инвертора.

Преобразователь подсоединяется к ПК посредством программного обеспечения (поставляется комплектом). Есть возможность модернизации инвертора путем инновационной перепрошивки.

Синусоидальные инверторы Phoenix Inverter

Инверторы Phoenix удовлетворяют высоким требованиям и подходят для производственного применения. Серия Phoenix Inverter выпущена без встроенного зарядного устройства.

Преобразователи оснащены информационной шиной VE.Bus и допускают эксплуатацию в параллельных или трехфазных конфигурациях.

Диапазон мощностей модельного ряда – 1, 2-5 кВт, КПД – 95%, тип напряжения – синусоида.

В таблице приведены характеристики гибридной модификации инвертора 48/5000 от компании Victron Energy. Ориентировочная стоимость Phoenix Inverter мощностью 5 кВт – 2500 у.е.

Конкурентные преимущества:

  • технология «SinusMax» поддерживает запуск «тяжелых нагрузок»;
  • два режима сбережения энергии – опция поиска нагрузки и понижение тока холостого хода;
  • наличие реле сигнализации – оповещение о перегреве, недостаточном напряжении батареи и т.д.;
  • настройка программируемых параметров через ПК.

Для достижения высокой мощности возможно параллельное подключение к фазе до шести преобразователей. Например, комбинация из шести приборов номиналом 48/5000 способна обеспечить выходную мощность – 48кВт/30кВА.

Отечественные приборы МАП Gibrid и Dominator

Компания МАП «Энергия» разработала две модификации гибридного преобразователя: Gibrid и Dominator.

Диапазон мощностей оборудования составляет 1, 3-20 кВт, временной промежуток на переключение между режимами – до 4-х мс, предусмотрена возможность «подкачки» электроэнергии в городскую сеть.

Сравнительная таблица возможностей преобразователей. Оба вида способны работать в ЭКО режиме, каждая модель «связывается» с Web-сервером для удаленного мониторинга и корректировки

Общие характеристики конвертеров напряжения Gibrid и Dominator:

  • трансформатор на базе тора;
  • стабилизация входного напряжения отсутствует;
  • режим «подкачки» мощности;
  • выход – чистый синус;
  • генерация переизбытка энергии в сеть;
  • ограничение тока потребления на входе АС;
  • класс IP21;
  • расход в «спящем» режиме – 2-5Вт.

КПД преобразователей достигает 93-96%. Приборы успешно прошли испытания на использование при сверхнизких температурах (граничное значение -25°, допустимы кратковременное снижение до -50 °С).

Možná schémata zapojení

При построении фотоэлектрического комплекса, комбинированного с центральной сетью, существуют разные варианты подсоединения инвертора.

Вариант #1 – схема с контроллером заряда DC

Наиболее популярный вариант, где заряжение аккумуляторной батареи осуществляется через солнечный контроллер МРРТ (анализ точки пиковой мощности).

В схеме используется преобразователь, поддерживающий передачу электричества в сеть или нагрузку, если напряжение аккумулятора превосходит заданный пользователем параметр

Особенности решения:

  • эффективное использование возобновляемой энергии при наличии/отключении сети;
  • возможность активации работы от солнечной системы после разрядки аккумулятора.

А также еще одним решением является несколько увеличенные потери на преобразование энергии на участке «контроллер-аккумулятор-инвертор».

Вариант #2 – схема с гибридным и сетевым преобразователем

Сетевой преобразователь на выходе батарейного инвертора. Согласно схеме два конвертера подсоединены к разным солнечным батареям.

Гибридный преобразователь подведен к опционной фотоэлектрической панели для подзарядки аккумулятора, сетевой – соединен с основным солнечным модулем.

При нормальных условиях (наличие сетевого тока) сетевой преобразователь питает резервируемую нагрузку, КПД преобразование – около 95%. Излишек энергии поступает на аккумулятор, а при его наполнении – в общую сеть

Характеристики системы:

  • бесперебойная работа независимо от наличия центрального сетевого напряжения;
  • высокий КПД и минимизация потерь на стороне DC благодаря достаточному уровню напряжения солнечной батареи;
  • аккумуляторы почти всегда функционируют в буферном режиме, что увеличивает их срок службы;
  • использование гибридных инверторов, рассчитанных на заряд аккумулятора с выхода;
  • необходимость регулировки работы сетевого инвертора.

Суммарная мощность сетевого преобразователя не должна превышать мощность гибридного «конвертера» – это позволяет утилизировать энергию солнечных батарей в случае разряда аккумулятора, отключения сети.

Независимо от выбранной схемы, при подключении инвертора следует учитывать ряд нюансов:

  1. Проводные соединения для DC не должны быть длинными. Инвертор желательно располагать в близости (до 3-х м) от солнечных батарей, а далее «наращивать» магистраль с AC.
  2. Преобразователь недопустимо монтировать на конструкции из горючих материалов.
  3. Стеновой инвертор располагается на уровне глаз для удобства считывания информации с дисплея.

К подключению моделей мощностью более 500 Вт предъявляются особые требования. Соединение должно быть жестким с надежным контактом между клеммами прибора и проводами.

Также на нашем сайте есть другие статьи по солнечной энергетике и подключению отдельных компонентов и модулей при сборке автономной системы.

Рекомендуем к ознакомлению следующие материалы:

  • Схема подключения солнечных батарей: к контроллеру, к аккумулятору и обслуживаемым системам
  • Зарядное устройство на солнечных батареях: устройство и принцип работы зарядки от солнца
  • Как сделать солнечную батарею своими руками: способы сборки и монтажа солнечной панели

Závěry a užitečné video na toto téma

Понятие «гибридного инвертора», его устройство, функции и варианты исполнения:

Обзор возможностей, режимов работы и эффективности использования многофункционального преобразователя InfiniSolar на 3 кВт:

Проектирование солнечной системы электроснабжения – сложная и ответственная задача. Расчет необходимых параметров, подбор составных компонентов гелиокомплекса, подключение и ввод в эксплуатацию лучше доверить профессионалам.

Допущенные ошибки могут привести к сбоям в системе и неэффективному использованию дорогостоящего оборудования .

Подбираете оптимальный вариант преобразователя для функционирования автономной системы энергоснабжения на солнечной энергии? У вас возникли вопросы, которые мы не затронули в этой статье? Задавайте их в комментариях ниже – мы постараемся вам помочь.

А может вы заметили неточности или несоответствия в изложенном материале? Или хотите дополнить теорию практическими рекомендациями, основываясь на личном опыте? Напишите нам об этом, поделитесь своим мнением.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Konstrukce