Инверторы для солнечных батарей, их виды и обзор лучших моделей

Солнечные батареи — современная альтернатива стационарным электростанциям. Высокая стоимость их установки вполне окупает себя за счет экономии на услугах электричества. Их устанавливают на теплицах, жилых домах, фермерских комплексах и т.д. Инвертор для солнечных батарей — основная составляющая, так сказать сердце всей системы. Благодаря ему происходит преобразование постоянного тока в переменный, который подходит для освещения помещения, зарядки автомобильных аккумуляторов, сварочных аппаратов и других бытовых и промышленных нужд.

Устройство и принцип работы

Инверторы для гелиостанций — технические устройства, служащие для превращения накопленной в аккумуляторах электроэнергии в переменный ток, параметры которого соответствуют параметрам подключаемых к батареям устройств. Электростанция состоит из панелей, контроллера, аккумулятора и инвертора.

Сам инвертор конструктивно состоит из:

• адаптера;
• варикапа;
• динисторов;
• трансформатора (не обязательно);
• вентилятора;
• обкладки.

Некоторые модели оснащаются блоками-бесперебойниками. Задачей источника бесперебойного питания является отслеживание уровня напряжения за счет микроконтроллера. Если по каким-то причинам остановилась подача основного электричества, он дает команду к подключению резервных источников питания.

Работа гелиостанции предполагает подключение определенного количества бытовые приборы и электротехники, для работы которых требуется переменный ток напряжением 220-380 В. Солнечные лучи, попадая на поверхность панелей, преобразуются в электрический ток. Затем он поступает в контроллер, где происходит его заряд правильным током и напряжением, далее идет в аккумулятор, накапливается и сохраняется. Оттуда поступает в инвертор, преобразовывается в переменный ток и идет для осуществления хозяйственных нужд.

На электростанциях случаются аварийные ситуации, что приводит к отсутствию подачи постоянного тока. Засечет установки солнечных батарей можно не бояться остаться без света, т.к. не они прекратят подачу электричества в аккумуляторную батарею.

Несколько однофазных инверторов можно объединить в нескольких трехфазных установок на 380 В. При этом у них также увеличится мощность и расширятся возможности.

Как у любого оборудования гелиостанции есть плюсы и минусы. Небольшого размера устройства можно размещать в местах, где нет централизованного электричества или брать с собой в походы для зарядки телефонов и другой техники. К тому же ток, получаемый от таких батарей, абсолютно бесплатный, даже, если они работают параллельно с общим электричеством.

Недостаток фотоэлектростанций в их большой стоимости, а окупятся они только через 10 лет. Для установки большого количества панелей придется пожертвовать дизайном крыши или стены, т.к. они занимают много места. Если электричество будет поступать только от солнечной электростанции, то придется мириться с его непостоянством. Мощность работы устройства зависит от погоды, а в зимнее время года часто бывает пасмурно.

Виды инверторов и их конструктивные особенности

Существует три вида инверторов для солнечных батарей, отличающихся по принципу своего действия: сетевые, автономные и гибридные (многофункциональные).

Сетевые

Сетевой инвертор для солнечных батарей работает совместно с централизованным электроснабжением. Помимо преобразования энергии в задачи таких установок входит контроль за напряжением и частотой тока внешней сети. Также они передают лишнее электричество в основную электросеть. Кстати, владелец фитоэлектростанции может неплохо на этом заработать, продавая излишки энергии частным компаниям.

Сетевые преобразователи электроэнергии создаются на основе емкостных диодов с низкочастотным модулятором. Чаще всего их используют для солнечных панелей в виде тарелок. Преимущества устройств в их компактности, высокой степени защиты и относительно быстрой скорости преобразования, при низком уровне энергопотребления.

Кроме своей основной функции сетевые инверторы имеют ряд дополнительных возможностей:

• регулировка частоты напряжения;
• регулировка амплитуды тока;
• защита оборудования от перегрева;
• защита сети от коротких замыканий;
• некоторые модели оснащены Wi-Fi-связью, благодаря которой можно выводить информацию на экран телефона, планшета или ПК.

Сетевые устройства монтируются в электрическую цепь между солнечной батареей и электрической сетью 220-380 В. Их использование предполагает работу гелиостанции без накопительных аккумуляторов. Функционировать они могут только в дневное время, когда есть солнечный свет.

Автономные

Инверторы автономного типа включены в общую конструкцию солнечной электростанции и обеспечивают постоянное поступление к потребителям электроэнергии.  Устройства данного вида преобразуют накопленную в АКБ энергию до требуемых параметров и направляют ее для дальнейшего использования.

Автономные инверторы в зависимости от формы выходного сигнала по току, делятся на синусоидальные и квази-синусоидальные. Первые установки отличаются повышенными техническими параметрами, но при этом они более габаритные и стоят дороже. Это сужает круг потребителей, которые могут позволить себе такие устройства.Однако они обеспечивают надежную работу электроприборов, которые чувствительны к перепадам напряжения.

Автономные инверторы квази-синусоидального более востребованы нежели синусоидальные. Они меньше в размерах и стоимость их более доступная. Минус в том, что такое оборудование нежелательно устанавливать в местах с нестабильным электроснабжением, иначе чувствительные приборы могут просто сгореть от скачка напряжения.

Многофункциональные

Гибридный инвертор для солнечных батарей включил в себе преимущества первого и второго вида. Это самое надежное оборудование, обладающее большим количеством настроек:

• повышает мощность сети при перегрузках;
• продолжает работу при снижении напряжения;
• исключает проблемы со счетчиками.

Многофункциональный тип инвертора подойдет как для домашней, так и для промышленной солнечной станции. Он может параллельно получать нагрузку из сети и от аккумуляторной батареи, выбирая, что в данной ситуации наиболее приоритетно. Единственный его недостаток — дороговизна.

Критерии выбора

Выбор инвертора для установки солнечной электростанции очень важен. От того, какое устройство будет подключено, зависит будущая работа всей системы. Есть несколько основных технических параметров, от которых стоит отталкиваться перед тем, как выбрать подходящий инвертор.

1. Мощность — от этой величины зависит мощность работы всей электростанции. Через инвертор проходит весь ток, который потом предается в помещение и питает подключенные приборы. Номинальная мощность указывает на допустимую нагрузку, которую может испытывать преобразователь, как во время подключения, так и на протяжении всей работы. Выбирают мощность исходя из следующих критериев:инвертор в12 В подойдет для системы мощностью до 600 Вт, устройство на 24 В устанавливают при мощности 600-1500 Вт и 48 В при мощности свыше 1500 Вт.
2. Возможность превышения номинальной нагрузки. Эта крайне важно для таких приборов, как стиральные машины, холодильники и кондиционеры, в которых присутствуют электродвигатели. При их запуске, требуется немного больше электроэнергии, и если мощности инвертора не достаточно для этого, то устройства могу в лучшем случае не запуститься, а в худшем — выйти из строя.
3. Вид выходного сигнала — синусоидальная форма отвечает за возможность подключения какого-либо оборудования к конкретной модели инвертора. Преимущества в том, что такой тип выходного сигнала защищает электроприборы от перепадов напряжения.
4. Коэффициент полезного действия — определяется количеством пустой энергии, которую прибор потратил, например, на самого себя. Этот показатель не должен превышать 5-15%, иначе установка солнечных батарей будет невыгодной, а их работа малоэффективной. КПД основной массы поставляемых на рынок инверторов составляет 85-95%.
5. Однофазные или трехфазные инверторы. Первые стоят дешевле вторых, но они подходят только тогда, когда потребляемая мощность менее 10 кВт. Величина напряжения у таких преобразователей энергии 220 В, частота 50 Гц. Трехфазные инверторы имеют более широкий выбор в плане напряжения — 315 В, 400 В, 690 В.
6. Количество инверторов в системе. Сколько устройств устанавливать зависит от мощности мощность солнечных батарей. Если она не больше 5 кВт, то достаточно одного инвертора. При большей мощности потребуется от двух устройств. Определяют необходимое количество из расчета, что на каждые 5 кВт необходим один инвертор.
7. Масса инверторов указывает в первую очередь на их качество. Легкими хорошие устройства не могут быть. Но некоторые производители предлагают низкопробные преобразователи для солнечных аккумуляторов. В них нет трансформатора. Это чревато тем, что, если ток повысится, то вся систем может выйти из строя.

Кроме этого разные модели имеют ряд дополнительных опций и защитных элементов. Это может быть встроенная розетка, ЖК-дисплей, зарядное устройство и др. При проблемах с электричеством лучше подобрать инвертор с защитой от короткого замыкания и перегрузки.

Также нужно учитывать пусковую мощность преобразователя. Она используется всего в течение нескольких секунд, но очень важна для запуска устройства. После этого инвертор начинает работать в обычном режиме. Пусковая мощность должна в 1,5 раза превышать величину номинальной мощности.

Нюансы подключения инвертора к солнечной батарее

Подключение инвертора, как и установку всей солнечной электростанции лучше предоставить специалисту. Он проведет работу по всем правилам, соблюдая необходимые нюансы. В момент подключения нужно учитывать следующее:

• соединительный кабель выбирается средней длины, чтобы он доставал от инвертора к остальным элементам цепи, но при этом не путался потом под ногами, если буде слишком длинным. Длина проводов от панелей до инвертора не должна превышать трех метров;
• сечение кабеля должно быть максимальным;
• крепление кабеля к преобразователю должно быть очень прочным, иначе при малейших внешних воздействиях может образоваться искра, а в дальнейшем и пожар.Если устанавливается автономный тип устройства, тодля обеспечения бесперебойного электроснабжения, электроцепь должна быть укомплектована автоматическими выключателями;
• необходимо знать, какая чистота сигнала предпочтительней. Это поможет избежать поломок электротехники, т.к., например, газовые котлы, насосы, аудио-и видеокамеры не смогут работать при искаженной форме синуса.

Подключение инвертора также зависит от его типа. Автономные, сетевые и многофункциональные устройства устанавливаются в разных местах системы, что обеспечивает ее корректную работу.

Обзор популярных моделей

Современный рынок солнечных электростанций предлагает большой выбор комплектующих. Хорошо зарекомендовали себя как зарубежные, так и отечественные инверторы разного вида. Все он отличаются по своим характеристикам, функциональным и техническим возможностям, а также различны по цене и качеству. Необходимо четко понимать, какой именно преобразователь подойдет для того или другого типа солнечной электростанции.

Инверторы отечественного производства

Российские инверторы от компании «UMA», это устройства высокого качества с номинальной мощностью 2,5 кВт и максимальной — 5 кВт. Рабочее напряжение таких установок 24 В при мощности системы в 220 В. Объединяет в себе функции не только инвертора, но и бесперебойника, контроллера и сетевого зарядного устройства, мощностью 20 А-30 А.

Устройство SV15000s от российской фирмы «Sunville». Относится к трехфазному сетевому типу инверторов с номинальной мощностью 15,0 кВт. Максимальный КПД — 97,8%. Номинальное рабочее напряжение составляет 720 В.

Отдельного внимания заслуживает компания МАП «Энергия». Она предлагает широкий ассортимент преобразователей мощностью от 800 до 1200 Вт.

Инверторы от «Энергии» подходят для аккумуляторов всех типов. Устанавливаются они в частных домах, а также во многих отраслях промышленности, медицинских центрах, на метеостанциях, применяются в строительстве.

Именно «Энергия» выпустила первый инвертор с повышенной мощностью — 20 кВт, выдерживающий максимальную нагрузку 25 кВт. Данное устройство способно подавать электроэнергию в многоэтажный дом с большим количеством различной техники и приборов.

Зарубежные инверторы

Хорошо зарекомендовали себя инверторы от французского производителя «Schneider Electriс». Фирма выпускает оборудование для солнечных электростанций, обладающее высоким функционалом. Использовать такие инверторы можно в регионах с разными климатическими условиями.

Корпус преобразователей покрывают специальными составами, стойкими к образованию коррозии, а также воздействию агрессивных веществ. Использовать установки от «Schneider Electriс» можно в частных домах, многоэтажках и на частных производствах.

Инверторы серии «Conext» выпускаются с КПД более 96% даже с учетом максимальных нагрузок. Некоторые модели оснащены распределительным блоком, поэтому монтаж внешнего электрощитка необязателен. В ассортименте изделий можно найти модели с разными показателями мощности — от 4 до 20 кВт.

Тайваньские инверторы «ABi-Solar» на рынке России представлены серией автономных преобразователей с КПД не менее 94%, а также многофункциональными устройствами НТР и НТ. Установки комплектуются контроллерами заряда от фитопанелей. Также они совмещают в себе три функции:

• преобразовывают энергию;
• выполняют функцию контроллера;
• работают, как зарядное устройство.

Вмонтированный ЖК-дисплей позволяет отслеживать основные показатели всей гелиосистемы.

Сетевые инверторы для гелиосистем «Kostal» — это высококачественные одно- или трехфазные устройства нового поколения с мощностью от 1,6 до 25 кВт. В конструкцию входит автоматический выключатель переменного тока, МРР-трекеры, дисплей, счетчик и многое другое, что делает работу преобразователей удобной и надежной, а также позволяет подключать их к системе «умный дом».

Благодаря материалам корпуса, инверторы от «Kostal» можно устанавливать как на доме, так и внутри помещения. В любом случае, повредить их достаточно сложно. Все модели собираются в Европе и соответствуют мировым стандартам качества.

Голландская фирма TBS Electronics уже более 20 лет производит инверторы разной мощности. Модели линейки Powersine характеризуются чистым синусоидальным выходным сигналом, поэтому их применение гарантирует бесперебойную и длительную эксплуатацию приборов, чувствительных к перепадам напряжения. Оборудование оснащено защитой от перепадов температур и скачков напряжения. С такими преобразователями можно давать нагрузки до 500 В с пусковой силой, которая в десятки раз превышает рабочую.