Inverteris saulės baterijoms: įrenginių tipai, modelių apžvalga, prijungimo ypatumai

Saulės energijos sistemos visame pasaulyje vystosi milžiniškais tempais. Tarptautinė energetikos agentūra savo metinėje ataskaitoje pažymėjo, kad 2016 m. pirmą kartą paleistų saulės elektrinių skaičius viršijo anglimi kūrenamų jėgainių skaičių.

Saulės energetikos sistemos širdis – saulės baterijų inverteris, kurio užduotis – paversti nuolatinę srovę į kintamąją. Papasakosime, kaip pasirinkti optimalų įrenginio variantą ir kaip jį tinkamai sumontuoti. Vadovaudamiesi mūsų rekomendacijomis, galėsite surinkti nepriekaištingai veikiančią mini elektrinę.

Saulės panelių inverterių tipai

Be inverterio saulės energijos sistemos pagaminta energija buitiniams poreikiams būtų visiškai nenaudinga. Yra 3 inverterių tipai pagal paskirtį:

• autonominiai;
• tinkliniai;
• daugiafunkciai.

Pirmojo tipo inverteriai žymimi „off grid“. Jie prijungti prie saulės modulio, yra atskiros fotovoltinės sistemos dalis ir visiškai nekontaktuoja su išoriniu elektros tinklu. Jų galia svyruoja nuo 100 iki 8000 W.

Sinchroniniai arba tinkliniai inverteriai veikia sinchroniškai su centralizuota elektros tiekimo sistema. „On grid“ pažymėti keitikliai ne tik atlieka keitiklio funkciją, bet ir koreguoja tokius tinklo parametrus kaip amplitudės svyravimai, dažnio rodikliai ir kt.

Jei išoriniame tinkle pastebimi gedimai, keitiklis automatiškai išsijungia. Tokie keitikliai kaupia elektros energiją akumuliatorių baterijose.

Jei namuose naudojamų prietaisų bendra galia yra mažesnė už saulės elektrinės potencialias galimybes, perteklinė pagaminta elektros energija patenka į išorinius elektros tinklus. Jei galios nepakanka normaliam buitinių prietaisų veikimui, energija tiekiama iš išorės.

Keitiklio parametrai kintamosios įtampos pusėje nustatomi pagal bendrą visų prie vartotojo elektros tinklo prijungtų prietaisų suvartojamą galią. Nuolatinės srovės pusėje keitiklis parenkamas pagal saulės plokščių vardinę galią.

Kai nėra įtampos, maitinimas tiekiamas iš įkrauto akumuliatoriaus. Jei į sistemą neįtrauktos akumuliatorių baterijos, saulės elektrinės pagaminta energija keliauja į bendrą tinklą.

Tinklo fotovoltiniai keitikliai labai efektyviai naudoja iš saulės baterijų gaunamą energiją. Jie užtikrina elektros tiekimo stabilumą ir pasižymi dideliu, daugiau nei 90 % viršijančiu naudingumo koeficientu.

Hibridinis arba daugiafunkcis keitiklis – patikima įranga. Jis sujungia pirmųjų dviejų keitiklių savybes, turi daug nustatymų. Tai geriausias variantas namų saulės elektrinei įrengti, bet ir brangiausias.

Visi esami saulės inverteriai skirstomi į tipus pagal išėjimo įtampą. Pagal šį parametrą jie būna sinusiniai ir meandriniai. Kadangi pirmojo išėjimo įtampa beveik tokia pati kaip elektros tinklo, tai yra geras pasirinkimas, kai namuose yra jautri įranga.

Pastovi įtampos vertė yra saugumo garantija namų elektrotechninei įrangai. Grafiškai tokio sinusinio inverterio išėjimo signalo forma vaizduojama kaip gryna sinusoidė.

Eksploatuojant įrangą geriausia meandro forma yra idealus sinusas. Tai ypač svarbu telekomunikacijų aparatūrai, medicinos technikai, aukšto tikslumo matavimo prietaisams, todėl, nepaisant sudėtingų inverterių kainos, šiuo atveju kitų variantų nėra. Gamintojai informaciją apie išėjimo signalo formą nurodo jo charakteristikose.

Meandriniai arba nesinusiniai keitikliai, skirtingai nei sinusiniai, turi išėjimo signalo geometriją stačiakampės formos impulsų pavidalu - vadinamąjį modifikuotą sinusą. Šio tipo inverteriai negali būti naudojami tam tikroms apkrovos rūšims, tačiau prietaisams, naudojantiems aktyviąją galios dedamąją, jie yra tinkami.

Keitiklio pasirinkimo kriterijai

Renkantis tokį heliosistemos elementą kaip inverteris, svarbi ne tik išėjimo signalo geometrija, bet ir jo galia. Specialistai pataria komplektuoti saulės baterijas su keitikliais, kurių vardinė galia yra 25–30 % didesnė už bendrą buityje esančios įrangos galią.

Taip pat būtina atsižvelgti į apkrovą, kuri atsiranda vienu metu įjungus kelis prietaisus su didele paleidimo galia.

Kitas inverterio pasirinkimo kriterijus yra jo efektyvumas (COP), lemiantis energijos nuostolius šalutiniams procesams. Priklausomai nuo modelio, jis turi skirtingą vertę, svyruojančią nuo 85% iki 95%. Optimalus pasirinkimas – COP ne mažesnis nei 90%.

Inverteriai būna tiek vienfaziai, tiek trifaziai. Pirmieji pasižymi mažesne kaina, tačiau jų pasirinkimas yra pagrįstas, kai suvartojama galia yra mažesnė nei 10 kW. Jų įtampa yra 220 V, o dažnis – 50 Hz. Trifaziai inverteriai turi platesnį įtampos diapazoną – 315, 400, 690 V.

Kokybiškos įrangos gamintojai savo gaminius komplektuoja išėjimo transformatoriais. Tarp inverterio svorio ir jo techninių charakteristikų yra priklausomybė – jei kiekvienam jo masės kilogramui tenka 100 W galios, vadinasi, transformatorius yra įtrauktas į jo schemą.

Skirtingas gali būti ir inverterių skaičius sistemoje. Šiuo klausimu turėtumėte vadovautis šiomis rekomendacijomis: jei saulės baterijų galia neviršija 5 kW, tokiai sistemai užtenka vieno inverterio. Didesnės galios baterijoms gali prireikti 2 ar daugiau inverterių. Optimalu, kai vienas inverteris tenka kas 5 kW.

Darbui tinkle, jungiančiame standartinės elektros energijos ir saulės baterijų tiekiamos energijos naudojimą, taikomi hibridiniai inverteriai. Su įrenginio ypatybėmis ir jų pasirinkimo taisyklėmis jus supažindins mūsų rekomenduojamas straipsnis.

Keitikliai gali skirtis vienas nuo kito schemomis, išėjimo signalo geometrija, kitomis lemiančiomis vertėmis. Atskiri keitikliai komplektuojami su įkrovimo įrenginiais. Jei vienas iš inverterių sugestų, sistema nenutrauks savo darbo.

Inverterio prijungimo ypatumai

Nuo teisingo saulės inverterio prijungimo priklauso visos saulės sistemos darbo efektyvumas. Svarbiausia, laikykitės taisyklės: kabelis, perduodantis nuolatinę srovę, turi turėti minimalų leistiną ilgį ir maksimalų skerspjūvį.

Jei vartotojas yra toli nuo saulės elementų, turėtumėte ilginti elektros kabelį, transportuojantį kintamąją 220 V srovę, jį pailginant. Laido ilgis tarp inverterio ir saulės panelės turėtų svyruoti 3 m ribose ir niekaip ne daugiau.

Geriausias variantas, kai inverteris yra šalia saulės baterijos. Ypač griežtas sąlygas tenka atlikti jungiant inverterius, kurių galia viršija 0,5 kW.

Laidų prijungimas turi būti tvirtas, nes nepakankamai sandarus sujungimas sukelia kibirkščiavimą, kuris gali tapti gaisro šaltiniu. Montuojant autonominį inverterį, siekiant užtikrinti nepertraukiamą objekto elektros tiekimą, nuolatinės srovės grandinė turėtų būti komplektuojama su automatiniais jungikliais.

Geriausias sprendimas jungiant inverterį – naudoti hibridinio tipo aprišimą tiek nuolatinei, tiek kintamajai srovei. Principas pagrįstas ypatinga keitiklio įjungimo tvarka. Jį įjungia saulės baterijų valdiklis po to, kai įkraunamos baterijos.

Toks sprendimas padidina įrangos darbo kokybę. Regionuose, kur dažnai išjungiama elektra, arba namuose, esančiuose vietovėse, kuriose vyrauja debesuotas oras, šis variantas veikia labai efektyviai.

Inverterių modelių apžvalga

Saulės panelių keitiklius gamina daugelis gamintojų – tiek vietinių, tiek užsienio. Visa įranga turi skirtingas charakteristikas, kokybės lygius, savo funkcijų rinkinį ir technines galimybes.

Rusijos gamintojo inverteriai

Didelį šių gaminių asortimentą, kurių galia 800 – 1200 W, gamina Rusijos gamintojas MAP „Energija“.

Bendrovė gamina keletą inverterių linijų:

1. Sinusoidiniai inverteriai su gryno sinuso signalo forma – MAP SIN.
2. Sinusiniai keitikliai su papildomos energijos iš akumuliatorių paėmimo funkcija — MAP HYBRID.
3. Trifaziai keitikliai — MAP HYBRID 3 fazės.

Šios firmos gaminami keitikliai gali įkrauti visų tipų akumuliatorius. Tam jie turi didelės galios krovimo įrenginį.

Įmonės pasiekimas yra rekordinės galios keitiklis — 20 kW, atlaikantis didžiausią 25 kW apkrovą. Šis modelis gali patikimai maitinti didelį gyvenamąjį namą su daugybe technikos.

MAP „Energija“ keitikliai naudojami ne tik privačiuose namų ūkiuose, bet ir daugelyje pramonės šakų. Jie naudojami medicinoje, statyboje, meteorologijos stotyse.

Bendrovės „Schneider Electric“ keitikliai „Conext“

Prancūzų kompanija „Schneider Electric“ gamina keitiklius, pasižyminčius aukštomis eksploatacinėmis savybėmis, leidžiančiomis juos naudoti įvairaus klimato sąlygomis.

Korpuso danga, pasižyminti dideliu atsparumu korozijai, leidžia sėkmingai išlaikyti druskos rūko bandymą. Jie skirti saulės baterijoms, sumontuotoms tiek privačių kotedžų, tiek daugiabučių namų stoguose.

Gamintojas tikrina savo įrangos patikimumą naudodamas įvairiausius metodus ir testus. „Conext“ keitiklių konstrukcijoje nėra elektrocheminių kondensatorių, o tai yra ilgo eksploatavimo garantija.

„Conext“ keitikliai net esant maksimalioms apkrovoms turi 97,5% naudingumo koeficientą. Atskiri modeliai komplektuojami su paskirstymo bloku, todėl nereikia montuoti išorinio elektros skydelio.

Didelis gaminių asortimentas leidžia pasirinkti tinkamą modelį 3–20 kW galios saulės sistemoms.

Bendrovės „TBS Electronics“ inverteriai

Ši olandų kompanija, veikianti rinkoje nuo 1996 m., gamina tiek mažos, tiek didesnės galios sinusinius keitiklius saulės panelėms „Powersine“, kurių vardinė galia nuo 175 iki 3500 W.

Nuotraukoje – profesionalaus keitiklio „Powersine PS3500-24“ modelis. Jį galima naudoti nepertraukiamam šildymo katilų, siurblių, kompiuterių ir kitų nedidelių apkrovų maitinimui užtikrinti. Jis aprūpintas patikima elektronika, itin tvirtu metaliniu korpusu.

Powersine serija pasižymi labai švaria sinusoidine išvestimi, todėl šių keitiklių naudojimas garantuoja tinkamą ir ilgalaikį itin jautrių prietaisų eksploatavimą. Įranga turi apsaugą nuo trumpųjų jungimų, temperatūros šuolių ir perkrovų. Su šiais keitikliais galima paleisti apkrovas iki 500 V, kurių paleidimo srovė dešimtis kartų viršija nominaliąją.

Tinkliniai inverteriai „Kostal“

Įmonė gamina naujoviškus aukštos kokybės keitiklius, kurių galia nuo 1,5 iki 20 kW, tiek vienfazius, tiek trifazius. Į konstrukciją įtrauktas automatiškai veikiantis kintamosios srovės jungiklis, MPP sekikliai, monitorius, S0 skaitiklis ir daug kitų funkcijų pagrindinėje komplektacijoje. Visa tai leidžia integruoti keitiklį į „išmaniojo namo“ sistemą.

„Kostal“ keitikliai yra paprasti tiek eksploatuoti, tiek montuoti. Integruotas skydelis yra informatyvus ir aiškus, leidžiantis stebėti jo darbą.

Dėl aukštos korpuso medžiagos kokybės keitiklį galima montuoti tiek lauke, tiek viduje. Surinkimas atliekamas Europoje, todėl kokybė atitinka Europos standartus. Gamintojo garantija – 5 metai.

Taivano bendrovės „ABi-Solar“ inverteriai

Šie keitikliai, pagaminti Taivane, mūsų rinkoje pristatomi autonominių keitiklių SL/SLP serija, autonominių-tinklo hibridinių keitiklių (NTR) serija ir NT hibridų linija.

Autonominiai keitikliai komplektuojami su saulės baterijų įkrovimo valdikliais. Ši įranga turi trigubą funkciją – veikia kaip keitiklis, valdiklis ir įkrovimo įrenginys.

Į konstrukciją įtrauktas skystųjų kristalų ekranas, leidžiantis stebėti pagrindinius saulės sistemos parametrus. SL/SLP keitiklių naudingumo koeficientas – apie 93 %. SLP modeliuose yra apsauga nuo dulkių.

Biudžetiniam variantui priskiriamas naujosios „ABi-Solar HTP“ serijos keitiklis. Jis veikia tik esant akumuliatoriui. Ypatingai populari yra NT serija, apimanti vienfazius ir trifazius hibridinius keitiklius, pasižyminčius puikia surinkimo kokybe.

Keitikliai SL0912 ir SL1524 taip pat priskiriami biudžetiniams. Jie veikia 2 režimais – buitinio nepertraukiamo maitinimo šaltinio ir su saulės baterijomis. Turi 2 įtampos palaikymo režimus: nuo 180 iki 260 V ir nuo 100 iki 300 V.

Antrasis režimas leidžia padidinti baterijų eksploatavimo laiką dėl mažesnio jų naudojimo, tačiau gali maitinti tik ne itin jautrią elektros kokybei įrangą.

Keitiklis „ABi-Solar SL 1012 PWM“ turi 800 V galią. Išėjimo srovė yra nemodifikuota sinusoidė. Jis gali būti naudojamas saulės kolektorių pagamintos elektros energijos pardavimui pagal „žaliąjį“ tarifą.

„ABi-Solar“ keitikliai suteikia galimybę padidinti akumuliatorių darbinės temperatūros diapazoną ir automatizuoti įkrovimo-iškrovimo procesą.

Bendrovės „GoodWE“ tinkliniai inverteriai

Ši Kinijos įmonė gamina įvairios galios tinklo inverterius ir tiekia juos rinkai už nedidelę kainą. Prie inverterio pridedama speciali programa, leidžianti atlikti saulės sistemos skaičiavimą, atsižvelgiant į saulės kolektorių išdėstymą pasaulio šalių ir kitų orientyrų atžvilgiu.

Yra galimybė stebėti keitiklio darbą per planšetę ar išmanųjį telefoną, tačiau iš anksto reikės įdiegti specialiai tam skirtą programėlę, veikiančią Android operacinės sistemos pagrindu.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Čia parduodančios įmonės vadybininkas pasakoja apie inverterio pasirinkimo principus:

Šiame vaizdo įraše apšviečiamas inverterio prijungimo klausimas:

Fotoelektrinis tinklo inverteris, kaip neatsiejama saulės sistemos dalis, leidžia visiškai nepriklausyti nuo centralizuoto elektros tiekimo ir energijos nešėjų kainų augimo.

„Išmaniosios sistemos“, apimančios tinklo keitiklį, daro energijos vartojimo procesą prieinamą, patikimą ir valdomą. Tuo pačiu jokiu būdu nesutrikdomas komfortas namuose.

Ar norite papasakoti, kaip surinkote savo mini elektrinę su inverteriu saulės baterijoms? Turite vertingos informacijos šia tema, kuri gali būti naudinga svetainės lankytojams? Prašome rašyti komentarus žemiau esančiame bloke, publikuoti nuotraukas ir užduoti klausimus.