Типи інверторів, автономна енергія

Більшість приладів, які ми використовуємо в повсякденному житті працює на змінному струмі 220В.
А акумулятори, де накопичується енергія від електромережі, генератора або від сонячних батарей- це джерело постійного струму. Тому, для того, щоб звичайні прилади могли використовувати енергію, накопичену в акумуляторі, необхідно перетворити постійний струм AC в змінний струм DC, для цього необхідний прилад під назвою інвертор.
Інвертор - це пристрій призначений для перетворення постійного струму DC в змінний AC для подальшого використання цього струму побутовими приладами.

Інвертори для ДБЖ

Деякі інвертори мають вбудований зарядний пристрій, в цьому випадку такий інвертор можна використовувати як джерело безперебійного живлення, підключивши до нього акумулятор.

Джерело безперебійного живлення (абревіатура ІБП, англійською UPS - Uninterruptable Power Supply) - це пристрій, призначений для підтримки електроживлення приладів при відключенні основного джерела електроенергії.

Будь-яке джерело безперебійного живлення складається з трьох основних елементів:

1. Перетворювач DC-AC (Інвертор)
2. Акумулятор - служить для накопичення електроенергії з наступним її використанням при відключенні основного джерела енергії.
3. Зарядний пристрій для підзарядки акумулятора.

Ці три елементи можуть бути у вигляді трьох різних приладів, з'єднаних між собою або поєднані в одному корпусі.

Принцип роботи джерела безперебійного живлення.

Загальний принцип роботи джерела безперебійного живлення простий: коли мережа є, прилад, підключений до инвертору, працює від мережі, а зарядний пристрій заряджає акумулятор, цей режим роботи називається мережевий режим або нормальний режим роботи інвертора. Як тільки електромережу пропадає, інвертор починає перетворювати накопичену енергію в акумуляторах в змінний струм і живить цей прилад (або декілька приладів), такий режим роботи ДБЖ називається інверторний режим.

Типи інверторів для ДБЖ

Існує три найпоширеніших основних типи інверторів для ДБЖ, що відрізняються різним алгоритмом перетворення постійного струму в змінний:

Резервний тип інвертора (або по іншому їх називають оффлайн або стендбай, від англійського offline, standby). Таку назву вони отримали тому що в нормальному режимі роботи, коли мережа не відключена, підключені прилади працюють безпосередньо від мережі і ніяк не пов'язані з акумулятором. Але як тільки відбувається перебій в мережі і на вхід інвертора перестає подаватися напруга, спрацьовує реле, яке перемикає ДБЖ в інверторний режим і тепер прилади ніяк не пов'язані з мережею, а працюють тільки за рахунок накопиченої до цього енергії в акумуляторах.

Лінійно-інтерактивний тип інвертора (lineinteractive, lineinteractive). Цей інвертор працює за тим же принципом, що і інвертор резервного типу, але в лінійно-інтерактивному инверторе є вбудований стабілізатор напруги зроблений на основі трансформатора з перемикається обмотками. У мережевому режимі цей інвертор виступає як стабілізатор напруги, покращуючи якість електромережі на виході з інвертора.

Онлайн інвертор (online) - це інвертор з подвійним перетворенням. Має вбудований випрямляч, який перетворює змінний струм від мережі на вході в постійний струм, а на виході перетворює його назад в змінний для подальшого споживання. У інверторному режимі, коли відбувається обрив мережі, енергія береться також, від акумулятора.

Так само є інвертори з комбінованими типами роботи. Наприклад, онлайн інвертор з функцією Standby, принцип роботи такого інвертора полягає в тому, що інвертор визначає допустимий діапазон вхідної напруги (наприклад +/- 10%), де інвертор працює з ККД 100% в режимі offline безпосередньо від мережі без перетворень, але як тільки напруга в мережі починає скакати вище заданого порогу, інвертор переходить в режим онлайн і на виході з інвертора ми отримуємо стабільну напругу, але при цьому ККД інвертора знижується.

У кожного типу інверторів для ДБЖ є свої переваги і недоліки:

Існують інвертори, спеціально призначені для роботи спільно з сонячними панелями. Ці інвертори мають вбудований контроллер заряду акумулятора від сонячних батарей, такі інвертори називаються сонячні інвертори.

Основна їхня перевага полягає в тому, що у них є можливість вибудовування пріоритету роботи від різних джерел енергії: від сонячних панелей, від акумулятора і від мережі. Залежно від того, як збудований пріоритет роботи сонячного інвертора, від того джерела енергії і будуть працювати прилади.

Наприклад, пріоритет 1 - сонячні панелі, пріоритет 2 - мережа, пріоритет 3 - акумулятори. В цьому випадку прилади, підключені до сонячного инвертору, працюватимуть від енергії, одержуваної від сонячних батарей, як тільки сонце пропаде або енергії від сонячних батарей буде мало, інвертор переключиться на роботу від мережі, ну а якщо з якихось причин пропаде і мережеве електрику, то вхід піде енергія, накопичена в акумуляторах.

На жаль, в Укаїни не передбачений так званий "зелений тариф" та приватні особи не можуть продавати електрику державі. А сучасні лічильники рахуватимуть віддану в мережу електроенергію як за використану і за неї так само доведеться платити за загальним тарифом.

Рішенням даної проблеми є спеціальний пристрій, який називається ваттроутер. Це пристрій не зможе инвертору передати енергію в мережу, розподіляючи її по навантаженнях.

Даний тип інверторів має сенс ставити тільки юр. особам і то, тільки після узгодження з керуючою компанією і після отримання відповідних дозволів.

Недоліком такого інвертора є те, що мережевий інвертор не може працювати при відсутності міської мережі. Як тільки мережа пропадає, інвертор перестає працювати і навіть електрику, що виробляється сонячними батареями буде неможливо використовувати.

Рішенням цієї проблеми може стати додаткове джерело безперебійного живлення на вході в мережевий інвертор.

Даний інвертор є сумішшю мережевого інвертора і джерела безперебійного живлення. Цей інвертор може як віддавати енергію в мережу від сонячних батарей, так і брати енергію з мережі, якщо потужності недостатньо. А також даний інвертор з'єднується з акумуляторами для накопичення електрики, і використанні її в подальшому в разі перебою в мережі.

Якщо звичайний мережевий інвертор при відключенні міської мережі перестає працювати, то гібридний продовжує спокійно працювати до тих пір, поки не витратить всю накопичену в акумуляторах енергію. При цьому, якщо до цього інвертори підключені сонячні батареї, то енергію він бере від них, не витрачаю енергію акумуляторів.

Гібридні інвертори також використовують при недоліки потужності, проведеної міської мережі. Вони додають потужність від акумуляторів або сонячних батарей "підмішуючи" її потужності мережі.

Наприклад, до Вашого будинку підведена однофазна мережа, з максимальною потужністю 3 кВт. Але у Вашому домі сумарна потужність приладів може 5 кВт. І як тільки навантаження перевищує 3 кВт, спрацьовує автоматичний вимикач і вирубує вся електрика в будинку. У цьому випадку, Ви можете встановити собі гібридний інвертор на 5 кВт. І не дивлячись на те, що Ваша мережа здатна видати тільки 3 кВт, що залишилися 2 кВт, будуть братися від акумуляторів.