Технічні характеристики мережного інвертора для сонячних батарей
Автономна система електропостачання на основі сонячних батарей не може працювати без інвертора. Це тому, що сонячні батареї генерують постійний струм, і виникає потреба в його перетворенні в змінний, адже всі сучасні побутові прилади «вживають» тільки такий струм. І саме перетворення постійного струму в змінний виконує інвертор для сонячної батареї. Також на нього покладено функцію підняття вхідної напруги до рівня 220 В і створення струму синусоїдальної або схожою на неї форми.
Особливості мережевого інвертора
Такий пристрій призначений для синхронної роботи автономної системи електропостачання та загальної електричної мережі. Це означає, що воно може як перетворити струм, який створили сонячні батареї, так і змінювати електрику, яке надійшло з загальної електромережі. Тому його і називають мережевим.
Користь цього інвертора полягає в:
- можливості перенаправити в загальну домашню електромережу залишки створеного сонячними панелями струму;
- в разі поганої роботи панелей з світлочутливими пластинами (під час ночі, дуже похмурої погоди, аварійного відключення) електричний струм буде взятий з зовнішньої електричної мережі;
- усунення потреби у використанні акумуляторних батарей в системі сонячних панелей;
- коригування характеристик електроенергії, отриманої ззовні.
Крім цього виду інвертора є ще такі:
Перший призначений для автономної домашньої системи на сонячних батареях. Він являє частинку тільки цієї системи. Завжди підключається до акумуляторних батарей.
Гібридний ще називають акумуляторно-мережевим перетворювачем. Він об'єднує в собі функції автономного та мережевого інвертора. З технічної точки зору він найскладніший, оскільки дозволяє проводити більшу кількість налаштувань.
Завдяки йому можна оптимізувати роботу геліосистеми з акумуляторами, використовуючи при цьому деяку енергію від загальної мережі. Такі можливості роблять гібридний інвертор найбільш ефективним, однак, в свою чергу, найдорожчим.
робочі характеристики
Мережеві інвертори мають наступні характеристики:
- Вхідна напруга. Вона буває різним, а саме: 12, 24, 48 або 96 В.
- Сила вхідного струму часто досягає 100-200 А. Деякі виробники можуть випускати пристрої, розраховані на велику силу струму, проте їх підключення викликає складності. Адже потрібно використовувати провід з дуже великим поперечним перерізом. Наприклад, для підключення інвертора з вхідною напругою 12 В і силою струму 1 000 А, необхідним є пруток з діаметром 1,5 см. Зробити надійне з'єднання такого прутка з іншими проводами практично не реально і, більш того, це небезпечно. При напрузі 12 В і силі струму 1 000 А потужність сонячних батарей становить 10 кВт. Для передачі такої потужності виробники нарощують вхідна напруга, що дозволяє знизити силу струму, а разом з ним перетин проводів.
- Потужність на вході і виході. Ці характеристики залежать від різних моделей. Оптимальною вхідний потужністю для одного інвертора є 5 кВт.
- ККД досягає 90% і більше.
- Трикутна, прямокутна, синусоїдальна або модифікована синусоїдальна форма вихідного струму.
Найбільш прості інвертори на виході мають струм з трикутної і прямокутної формою. При такому струмі можуть працювати тільки нагрівальні пристрої. Що стосується будь-яких електромоторів, ламп, трансформаторів та іншої побутової техніки, то при струмі такої форми вони не запустяться.
Пристрої, які створюють трапецієподібний сигнал, сьогодні фактично не випускаються. Інвертори з модифікованим синусоїдальним сигналом виготовляються в дуже великих кількостях. Струм такої форми є наближеним до синусоидальному варіанту. Тому він підходить для будь-яких сучасних пристроїв. Однак різниця в їх роботі є помітною. Про неї «говорить» дзвін блоків живлення і більш гучна робота електричних інструментів, побутової техніки. Якщо є наміри використовувати такі інвертори, потрібно додатково встановлювати фільтри, які здатні вирівняти струм.
Інвертори, які подають струм з синусоїдальною формою, є кращими. Використовуючи таку електроенергію, техніка працює ідеально.
Цікаво те, що синусоїдальна форма створеного пристроєм струму є найкращою в порівнянні з формою струму, який потрапляє в будинок з загальної електромережі. Єдине, що засмучує, такі перетворювачі струму майже вдвічі дорожче в порівнянні з пристроями, які подають електрику з модифікованої синусоїдальної формою.
Якою має бути вхідна потужність
Потужність сонячних батарей впливає на два моменти:
- Кількість затребуваних інверторів.
- Вхідну потужність перетворювачів.
Якщо потужність сонячних панелей не становить понад 5 кВт, то з перетворенням цього струму може впоратися один інвертор. В інших випадках потрібно встановлювати своїми руками два і більше інвертора. В принципі, на кожні 5 кВт можна використовувати 1 перетворювач.
Кілька інверторів не можна підключати послідовно, об'єднавши їх в каскад. Краще до кожного инвертору підключити певне число сонячних панелей, а також окремих споживачів (побутових приладів). Такий підхід усуне ризик припинення роботи всієї системи в разі поломки одного з перетворювачів.
Вхідну потужність варто брати з запасом. Однак тут повинні бути розумні межі. Це тому, що сонячні панелі не наділені постійністю в роботі і час від часу працюють зі зменшеною продуктивністю. У деяких випадках це призведе до того, що інвертор буде працювати в нижньому діапазоні своєї потужності. Через це знизиться його ефективність. Тобто якщо брати перетворювач з 30-50-% запасом вхідної потужності, шанси на роботу в нижньому діапазоні потужності сильно виростають, а разом з ними виросте ймовірність зменшення ефективності перетворення струму.
Розрахунки показують, що для помірного кліматичного поясу вхідна потужність інвертора повинна становити 90-120% потужності сонячних панелей. При цьому менший рівень потужності підходить для населених пунктів, розташованих на північ від, а 120% - для південних місць.
Вихідна потужність
Вона повинна бути не тільки рівною сумі потужностей всіх домашніх електричних приладів, а й переважати цю цифру на 50-100%. Краще, якщо вона буде вдвічі більше. Такий запас необхідний для забезпечення роботи тих апаратів, в яких є електричні двигуни. Останні ж для запуску використовують більше електроенергії, ніж при нормальній роботі.
Інакше, якщо захист інвертора буде налаштована на номінальну потужність всіх домашніх приладів, то використовувати ті, які мають двигуни, не вийде. При збільшенні навантаження вона відразу спрацює і подача струму припиниться.
Ознаки хорошого інвертора
- Синусоїдальна форма струму на виході.
- Високий ККД (перевищує 98%).
- Дуже докладна індикація.
- Захист від короткого замикання в навантаженні і захист від перевантаження.
- Можливість заряджати акумуляторні батареї і наявність власної батареї. Пристрій з такою можливістю є потужним джерелом безперебійного живлення, який в разі поганої роботи сонячних панелей може підзарядитися від електричної мережі і підтримати мінімально допустимий рівень заряду інших акумуляторних батарей.
- Функція, яка може створювати додаткове навантаження на окрему лінію (нагрівачі води, наприклад) тоді, коли акумулятор зарядився на 100%.
Інвертори можуть бути 1 і 3-фазними. Перші доцільно використовувати тоді, коли потужність споживання не перевищує 10 кВт. Їх легше підключати, адже не потрібно створювати своїми руками складну розводку по будинку і вирішувати проблеми, які викликає розподіл фаз по кожному споживачеві. Крім цього, 1-фазні інвертори дешевше.
