Инверторы для солнечных панелей: типы устройств, обзор моделей и особенности их подключения

Гелиоскемы по всему миру развиваются с невероятной скоростью. В очередном докладе Международного энергетического агентства было отмечено, что в 2016 году количество введенных в эксплуатацию солнечных электростанций впервые превысило число угольных.

Главным компонентом солнечной энергетической системы является инвертор, который служит для преобразования постоянного тока в переменный. В этой статье мы расскажем, как выбрать наилучший вариант инвертора и как правильно его установить. Следуя нашим рекомендациям, вы сможете создать идеально работающую мини-электростанцию.

Существует несколько типов инверторов: сетевые, автономные (офф-грид) и гибридные. Сетевые инверторы подключаются к электрической сети и позволяют продавать излишки электроэнергии обратно в сеть. Автономные инверторы используются в системах, которые полностью независимы от сетевого электроснабжения, а гибридные устройства могут работать как от сети, так и в режиме автономного производства энергии, в зависимости от условий.

При выборе инвертора важно учитывать его мощность, которая должна соответствовать мощности солнечной панели или системы в целом. Рекомендуется выбирать инверторы от проверенных производителей с хорошими отзывами, так как это обеспечит надежность и долговечность работы устройства.

Установка инвертора требует учета некоторых факторов. Во-первых, необходимо корректно разместить устройство в помещении или на улице, чтобы избежать перегрева, так как инверторы не любят высокие температуры. Во-вторых, важно следовать инструкциям по подключению, чтобы избежать короткого замыкания и других электрических проблем. Не забудьте предусмотреть защитные устройства, такие как автоматические выключатели и предохранители, для обеспечения безопасности вашей солнечной электростанции.

В заключение, инвертор — это ключевой элемент для эффективного использования солнечной энергии. Правильный выбор и установка инвертора помогут вам максимально использовать преимущества солнечной энергетики и снизить ваши счета за электроэнергию.

Типы инверторов для солнечных панелей

Без инвертора энергия, вырабатываемая солнечной системой, будет ненужной для домашних нужд. Существуют три основных типа инверторов по способу их использования:

• автономные;
• сетевые;
• многофункциональные.

Автономные инверторы, также известные как «off grid», подключаются к солнечному модулю и работают в рамках отдельной фотоэлектрической системы, не взаимодействуя с внешней электрической сетью. Их мощность варьируется от 100 до 8000 Вт.

Сети инверторы работают в синхронизации с централизованными электросетями. Эти преобразователи, отмеченные как «on grid», не только меняют тип тока, но и контролируют такие параметры, как амплитудные колебания и частота.

Для создания автономной солнечной электростанции необходимо использовать набор оборудования, где инвертор играет одну из ключевых ролей.

Функция инвертора заключается в преобразовании постоянного тока, который генератор солнечной энергии вырабатывает, в переменный, необходимый для работы бытовых электроприборов.

Даже обычный частотный преобразователь, который просто стоит без дела, может послужить инвертором в системе солнечных батарей. Однако нет смысла приобретать его для мини-электростанции, так как он обладает лишними функциями.

Солнечные панели обычно вырабатывают напряжение в 12 или 24 В, максимум достигая 48 В. Для большинства бытовых устройств необходимо 220 В, что и обеспечивает инвертор.

Если инвертор оснащен бесперебойным источником питания, он автоматически переключается на централизованное электроснабжение в облачные дни и возвращается к солнечной энергии в ясную погоду.

Инвертор не потребуется, если электроэнергия от солнечных панелей нужна лишь для зарядки мобильных устройств, освещения улицы или питания сварочного оборудования.

Модульный подход к подключению позволяет использовать группу инверторов вместо одного устройства, если необходимо обеспечить током 380 В.

Встроенный трансформатор не является обязательным в инверторной схеме. Его наличие увеличивает стоимость и усложняет систему, но при необходимости получить качественный выходной сигнал лучше выбрать инвертор с трансформатором.

При проблемах с внешней сетью инвертор автоматически отключается. Такие устройства могут накапливать электроэнергию в аккумуляторах.

Если общее энергопотребление в доме ниже максимальных возможностей солнечной электростанции, то избыточная электроэнергия закачивается в сеть. В случае нехватки, происходит подача электроэнергии извне.

Выбор параметров инвертора на стороне переменного тока основывается на общей мощности всех подключенных приборов. На стороне постоянного тока инвертор подбирается в соответствии с номинальной мощностью солнечных панелей.

Если напряжение отсутствует, питание поступает от зарядных аккумуляторов. Если аккумуляторная система не подключена, энергия от солнечной электростанции отправляется в общую электроэнергию.

Сетевые инверторы для солнечных панелей имеют высокую эффективность и обеспечивают стабильное электроснабжение с коэффициентом полезного действия более 90%.

Гибридные или многофункциональные инверторы надежны и представляют собой комбинированные преобразователи с большим количеством настроек. Это лучший вариант для домашней солнечной станции, но он также является самым дорогим.

Существующие солнечные инверторы различаются также и по уровню выходного напряжения. В зависимости от этого их делят на синусоидальные и меандровые. Первый тип почти полностью соответствует питающему напряжению, что делает его отличным для высокочувствительного оборудования.

Постоянное значение напряжения гарантирует безопасность для электрических приборов в домашних условиях. Графически сигнал выходного синусоидального инвертора имеет вид чистой синусоиды.

Оптимальная форма меандра — идеальный синус, особенно важен для медицинской техники, высокоточных измерительных приборов и телекоммуникационной аппаратуры, что оправдывает высокую цену таких инверторов. Информация о форме выходного сигнала указывается производителем в технических характеристиках.

Применение меандровых или несинусоидальных преобразователей возможно лишь для определенных типов нагрузки, но они подходят для приборов, использующих активную мощность.

Критерии выбора инвертора

При выборе инвертора для солнечной системы важно учитывать не только форму выходного сигнала, но и его мощность. Специалисты рекомендуют подбирать преобразователи, у которых номинальная мощность выше общей нагрузки на 25-30%.

Также важно учитывать пиковую мощность, возникающую при одновременном запуске нескольких устройств с высокой стартовой нагрузкой.

Еще одним важным моментом являются потери энергии, определяемые КПД инвертора, который может варьироваться от 85 до 95%. Рекомендуемым считается выбор с КПД не ниже 90%.

Инверторы бывают однофазные и трехфазные. Первые, как правило, дешевле и подходят для нагрузки менее 10 кВт с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Трехфазные варианты имеют более широкий диапазон напряжений — 315, 400, 690 В.

Качественные производители оборудования обычно оснащают свои инверторы выходными трансформаторами. Масса инвертора часто коррелирует с его мощностью: 100 Вт мощности на 1 кг веса может свидетельствовать о наличии трансформатора в его конструкции.

Количество инверторов в системе может быть различным. Если солнечные панели имеют мощность до 5 кВт, подходит один инвертор. Для мощностей свыше 5 кВт потребуется как минимум два инвертора.

Гибридные инверторы идеально подходят для систем, совмещающих обычное электроснабжение и солнечную энергетику. Рекомендуем ознакомиться с особенностями выбора и устройства таких моделей в нашей статье.

Разные инверторы могут отличаться по схемам, форме выходного сигнала и другим важным параметрам. Некоторые из них могут комплектоваться зарядными устройствами. Если один инвертор выходит из строя, система будет продолжать функционировать.

Особенности подключения инверторов

Эффективность работы всей солнечной системы во многом зависит от правильного подключения инвертора. Главное правило: кабель, передающий постоянный ток, должен иметь минимальную длину и максимальное сечение.

Если потребитель удален от солнечных панелей, то придется удлинять электрокабель, который будет передавать переменный ток 220 В. Длина провода между инвертором и солнечной панелью должна составлять не более 3 м.

Оптимально, если инвертор разместить рядом с солнечными панелями. При подключении инверторов мощностью более 0,5 кВт необходимо соблюдать строгие правила.

Соединение проводов должно быть надежным, так как неплотное соединение может привести к искрению и потенциальным возгораниям. При монтаже автономного инвертора для обеспечения бесперебойного питания необходимо оснастить цепь постоянного тока автоматическими выключателями.

При подключении инвертора желательно использовать гибридную схему как для постоянного, так и для переменного тока. Принцип действия основывается на том, что контроллер для солнечных батарей активирует инвертор только после полной зарядки аккумуляторов.

Такой подход не только увеличивает качество работы системы, но и оказывается особенно эффективным в регионах с частыми отключениями электроэнергии или в местах с преобладанием облачной погоды.

Обзор моделей инверторов

Производители солнечных панелей предлагают множество вариантов инверторов как от отечественных, так и зарубежных компаний. Каждое устройство обладает уникальными характеристиками, различными уровнями качества, а также своим набором функций и техническими параметрами.

Инверторы от российского производителя

Российская компания МАП «Энергия» предлагает широкий выбор инверторов с мощностью от 800 до 1200 Вт.

Фирма производит несколько серий инверторов:

1. Синусоидальные преобразователи с выходным сигналом в виде чистой синусоиды — МАП SIN.
2. Синусоидальные инверторы, способные накапливать дополнительную энергию от аккумуляторов — МАП HYBRID.
3. Трехфазные преобразователи — МАП HYBRID 3 фазы.

Инверторы этой компании могут зарядить аккумуляторы любого типа благодаря высокомощному зарядному устройству.

Одним из значительных достижений компании является создание инвертора мощностью 20 кВт, который способен выдерживать нагрузку до 25 кВт. Эта модель обеспечивает надежное энергоснабжение многоквартирных домов с большим количеством электротехники.

Инверторы МАП «Энергия» востребованы не только в частном секторе, но и в различных промышленных отраслях, включая медицину, строительство и метеорологические станции.

Преобразователи Conext от Schneider Electric

Французская компания Schneider Electric производит инверторы, обладающие высокими эксплуатационными показателями, которые позволяют использовать их в разнообразных климатических условиях.

Корпус, покрытый материалом с высокой коррозионной стойкостью, успешно проходит испытания на устойчивость к соляным туманам. Они предназначены для солнечных установок, расположенных на крышах как частных домов, так и многоквартирных зданий.

Производитель строго проверяет надежность своего оборудования с помощью множества тестов и методик. В конструкции инверторов Conext отсутствуют электрохимические конденсаторы, что гарантирует долгий срок службы.

Даже под максимальными нагрузками инверторы Conext показывают КПД на уровне 97,5%. Некоторые модели имеют встроенный распределительный блок, что устраняет необходимость в установке внешнего электрощитка.

Широкий ассортимент продукции позволяет подобрать подходящий инвертор для солнечных систем с мощностью от 3 до 20 кВт.

Инверторы от TBS Electronics

Голландская компания TBS Electronics, работающая с 1996 года, предлагает как маломощные, так и высокомощные синусоидальные преобразователи Poversine с номинальной мощностью от 175 до 3500 Вт.

На изображении представлена модель профессионального инвертора Powersine PS3500-24. Он отлично подходит для обеспечения непрерывного питания котлов, насосов, компьютеров и других низкомощных устройств. Инвертор предлагает высокую надежность благодаря современным компонентам и прочному металлическому корпусу.

Линейка Powersine характеризуется очень чистым выходным синусоидальным сигналом, что обеспечивает долговременную и корректную эксплуатацию высокочувствительных приборов. Устройства защищены от коротких замыканий, перепадов температуры и перегрузок. Эти инверторы могут запускать нагрузки до 500 В с пусковыми токами, значительно превышающими номинальные значения.

Сетевые инверторы от Kostal

Компания Kostal производит инновационные инверторы высокой надежности мощностью от 1,5 до 20 кВт, предлагая как однофазные, так и трехфазные модели. В их конструкции предусмотрен автоматический выключатель переменного тока, MPPT-трекеры, монитор, счетчик S0 и множество других опций, что позволяет интегрировать инверторы в систему «умный дом».

Инверторы Kostal просты в эксплуатации и установке. Удобная встроенная панель позволяет легко контролировать их работу.

Произведенные из качественных материалов, инверторы подходят как для установки внутри помещений, так и на улице. Сборка осуществляется в Европе, что гарантирует соответствие высоким стандартам качества. Производитель предлагает пятилетнюю гарантию.

Инверторы ABi-Solar с Тайваня

Инверторы из Тайваня представлены на нашем рынке серией автономных преобразователей SL/SLP, гибридных инверторов (НТР) и линейкой гибридов НТ.

Автономные преобразователи комплектуются контроллерами зарядки от солнечных панелей и обладают функционалом, позволяющим работать как инвертору, контроллеру и зарядному устройству.

Они содержат ЖК-дисплей, который помогает отслеживать основные параметры гелиосистемы. КПД инверторов SL/SLP составляет примерно 93%. Модели SLP защищены от пыли.

Бюджетный вариант представляет собой инвертор серии ABi-Solar HTP, работающий исключительно при наличии аккумулятора. Особой популярностью пользуется линейка НТ, в которую входят однофазные и трехфазные гибридные инверторы с высоким качеством сборки.

Преобразователи SL0912 и SL1524 являются бюджетными решениями, функционируя в двух режимах: как бытовые бесперебойники и с учетом солнечных панелей. Они предлагают два режима поддержания напряжения: от 180 до 260В и от 100 до 300В.

Второй режим позволяет продлить время работы батарей, так как требует менее частого использования, но подходит лишь для менее чувствительного к качеству электроэнергии оборудования.

Инвертор ABi-Solar SL 1012 PWM с мощностью 800 Вт обеспечивает выход с немодифицированной синусоидой, что допускает его использование для продажи электроэнергии, выработанной солнечными панелями, по «зеленому» тарифу.

Инверторы ABi-Solar дают возможность расширить рабочий температурный диапазон аккумуляторов и автоматизировать процессы зарядки и разрядки.

Сетевые инверторы от GoodWE

Эта китайская компания предлагает сетевые инверторы различной мощности по доступной цене. К каждому инвертору прилагается специальное программное обеспечение, которое позволяет рассчитать параметры гелиосистемы, учитывая расположение солнечных панелей относительно сторон света и других ориентиров.

Существует возможность мониторинга работы инвертора через планшет или смартфон, однако для этого потребуется установить специализированное приложение на базе Android.

Заключение и полезные видео по теме

В этом видео менеджер компании делится рекомендациями по выбору инвертора:

В следующем видео рассматривается вопрос подключения инвертора:

Сетевой фотоэлектрический инвертор является незаменимой частью гелиосистемы, обеспечивая независимость от централизованного электроснабжения и роста цен на электроэнергию.

«Умные системы», включающие в себя сетевой инвертор, делают процесс потребления энергии доступным, надежным и управляемым, не затрагивая комфорт в доме.

Если у вас есть опыт создания собственной мини-электростанции с использованием инвертора для солнечных батарей или полезная информация по данной теме, пожалуйста, делитесь своими комментариями в блоке ниже, публикуйте фотографии и задавайте вопросы.