Инвертор для солнечных батарей

Сегодняшнее общество переживает довольно сложное время, время мирового экономического кризиса, который заставляет многих пересмотреть привычный образ жизни, ища пути сокращения расходов. Именно поэтому  большинство владельцев коттеджей и частных домов, особенно живущих в солнечных регионах, стали рассматривать варианты экономии электроэнергии за счет внедрения солнечных батарей. Но сам процесс установки требует наличия определенных знаний, а также правильности составления расчетов и подбора соответствующего оборудования, отвечающего всем потребностям и желаниям заказчика.

Солнечные батареи – отличный способ экономии электроэнергии

Для того чтобы система функционировала, следует приобрести следующую комплектацию оборудования:

• непосредственно сами солнечные батареи (фотоэлементы), количество которых рассчитывается отдельно, исходя из площади будущего места их расположения и потребностей в электроэнергии;
• инверторный механизм, переводящий переменный ток в постоянный ток;
• аккумулятор для бесперебойной работы системы;
• устройство для контроля заряда.

Считается, что основным элементом этой системы является инвертор, выступающий своего рода сердцем, без которого невозможно функционирование установки в целом. Но для правильной работы всей системы требуется подбирать оборудование с учетом технических особенностей каждого прибора.

Инвертор для солнечных батарей

Принцип работы солнечных батарей

Принцип работы аккумуляторных солнечных батарей достаточно простой. Фотоэлементы вырабатывают переменный ток, который посредством инвертора перерабатывается в постоянный ток, рассчитанный на напряжение в сети 220 Вольт. Это позволяет впоследствии свободно подключать любые электроприборы к сети.

Иными словами, солнечные батареи выступают в роли преобразователя, аккумулирующего свет от солнца в электричество, которое сохраняется в аккумуляторных батареях, а автономный или сетевой инвертор переводит полученный переменный ток в постоянный. Аккумуляторная установка позволяет бесперебойную работу всей системы, вне зависимости от наличия или отсутствия электроэнергии в здании. Например, полученная электроэнергия в солнечных странах используется для подогрева воды в бойлерных установках, которая долго остается теплой, вне зависимости от времени суток, за счет наличия аккумулятора. В противном случае вода была бы теплой только в дневное время, пока идут тепло и свет от солнца.

Схематическое изображение функционирования системы, работающей на солнечных батареях

Стоит учесть тот момент, что современные солнечные установки способны аккумулировать как прямые, так и косвенные солнечные лучи. В ясную погоду они «собирают» свет от солнца, а в пасмурную – собирают свет, который отражается, например, от снега или луж. Конечно, в этом случае процент полученного электричества будет меньше. Но подобные системы позволяют преобразовывать свет в ток круглогодично, вне зависимости от времени года.

Составные части инвертора

При возникновении желания использовать преобразователи солнечной энергии стоит подойти тщательно к выбору оборудования, изучив основательно все самостоятельно, либо обратиться к соответствующим организациям, оказывающим подобные услуги, поскольку вся цепь приборов должна соответствовать друг другу по своим техническим данным. Помимо прочего, гелиосистемы отличаются друг от друга по объему вырабатываемой мощности и частоте. Поэтому особо тщательно стоит подойти к выбору нужной инверторной установки.

Инвертор предоставляет солнечной батареи энергию, и от его мощности зависит мощность всей фотоустановки. Он состоит из ряда основных частей:

• адаптера, работающего на низкочастотном уровне и включающем в себя диоды и выпрямитель;
• варикапа, который, в сущности, и играет роль преобразователя тока, за счет триодов;
• гибридной обкладки (обвязки) по постоянному и переменному току, она позволяет запускать систему даже при полностью севших аккумуляторных батареях, например, после нескольких пасмурных дней;
• динисторов, отвечающих за повышенную чувствительность элементов к вырабатываемому электричеству.

Виды инверторов для солнечных батарей

Можно выделить несколько основных видов инверторов:

1. Сетевые инвертора по-другому называются синхронными и применимы они в том случае, когда не наблюдаются скачки напряжения, функционируют благодаря энергии, которую собирают фотоустановки, поэтому подразумевают работу по аккумулированию электроэнергии только в дневное время суток. Сетевой инвертор берет столько электроэнергии, сколько ему нужно, излишки выработанной электроэнергии уходят в домашнюю электрическую сеть. В ночное время суток или в пасмурную погоду он как раз и работает, за счет излишков электроэнергии, беря их из сети. Поэтому данному сетевому инвертору для солнечных батарей не нужен аккумулятор для бесперебойной работы. Номинальная мощность сети определяет мощность прибора, позволяющую ему правильно работать. Для работы бытовых приборов необходимо их напрямую подключить к синхронному инвертору. Сетевой инвертор в ценовом диапазоне доступен многим;

Сетевой инвертор для солнечных батарей

2. Автономные инвертора функционируют за счет работы в паре с аккумуляторной системой и осуществляют бесперебойную подачу электроэнергии постоянно, бытовые приборы при этом работают напрямую от сети. Выпускаются с различной мощностью: от 1 кВт до 8 кВт. Чтобы определиться с нужной мощностью системы, стоит рассчитать суммарную мощность всех одновременно функционирующих электрических приборов за 1 час времени. Но стоит отдать предпочтение моделям с небольшим запасом мощности, поскольку максимально допустимая перегрузка в них должна составлять не более 4 ампер. Также стоит учесть размер оборудования, который во многом зависит от его максимальной выработки силы тока.  Современные автономные инвертора характеризуются довольно высокой скоростью преобразования электроэнергии, а повышенная влажность обычно не влияет на ход работы прибора;

Автономный инвертер для солнечных батарей

3. Многофункциональные инвертора совмещают в себе возможности сетевого и автономного оборудования. Их отличительной особенностью является возможность работать одновременно с несколькими батареями разной мощности. Согласно отзывам потребителей, рекомендуется подобные модели приобретать мощностью более 2-х кВт. Другой характерной их особенностью являются довольно приемлемые габаритные размеры.

Многофункциональный инвертер для солнечных батарей

В отдельную группу стоит отнести инвертора, которые отличаются друг от друга согласно типу выходного сигнала. Они в этом случае могут быть:

• Меандровыми (инверторы с квази-синусоидой). Этот инвертор для солнечных батарей производит переменный ток, имитирующий трапециевидную или прямоугольную синусоиду. Солнечный инвертор, вырабатывающий треугольный сигнал, маломощный, его рекомендуют применять только для световых осветительных приборов, он не защищает особо чувствительную аппаратуру от скачков напряжения. Но цена не высока. Модели, производящие прямоугольную синусоиду, отличаются довольно компактными размерами, подходят для маломощных солнечных батарей и функционируют с частотой, не превышающей 40 Гц. Выпускаются модели с разной степенью защиты и могут работать с перегрузкой более 3-х кВт. Прекрасно функционируют в условиях повышенной влажности. Цена весьма доступна разным слоям населения, поэтому они пользуются популярностью;
• Инвертора, вырабатывающие точный сигнал синусоиды, характеризуются бесперебойной работой и током хорошего качества, который превосходит ток, поступающий из привычной розетки. К подобным устройствам рекомендуют подключать приборы, остро реагирующие на скачки напряжения, например, холодильные и кондиционерные установки, но они обладают весьма существенными габаритами и высоким ценовым показателем.

Сложности выбора инвертора

Вне зависимости, какую модель планируется приобретать, будь то сетевой инвертор или автономный, стоит учесть ряд факторов:

• Мощность на входе, поэтому обязательно уточняется напряжение и мощность инверторной установки. Это исключит потери электроэнергии и увеличит производительность КПД. Рекомендуется применять соотношения между мощностью и напряжением, равные следующим показателям: напряжение равно 12 Вольтам, тогда мощность должна составлять не менее 600 Вт; напряжение равно 24 Вольта, мощность варьируется от 600 до 1500 Вт; напряжение равно 48 Вольт, мощность, соответственно, составляет более 1500 Вт;
• Мощность на выходе должна составлять более высокое значение от мощности всех электрических приборов, планирующих одновременно использовать. Не рекомендуется применять всю полученную мощность от фотоэлементов, нужно подбирать модели с запасом мощности, поскольку многие бытовые приборы при подключении к сети в начале работы требуют дополнительного заряда, так называемой пусковой мощности, эта мощность приборам нужна считанные секунды, но этот фактор обязательно учитывается;
• Инвертор должен обладать определенной степенью защиты. Известные производители выпускают модели одновременно с несколькими степенями защиты, что увеличивает их эксплуатационные свойства в разы. К таким типам защиты можно отнести: принудительное охлаждение в случае перегрева, защита аккумулятора от скачков напряжения и замыкания в сети, обязательно наличие защитного контура от перегрузки на выходе;
• В зависимости от планируемого места расположения преобразователя (отапливаемое помещение или нет), в расчет берется температура, при которой обеспечивается его бесперебойная работа;
• Ряд моделей прекрасно функционирует в условиях повышенной влажности, что также является существенным преимуществом, определяющим, правда, и их стоимость;
• Размер прибора имеет значение. Считается, что чем его габариты масштабнее, тем прибор более мощный. Так условно по весу можно определить мощность прибора. Считается, что на каждые 0,1 кВт выходной мощности приходится 1 кг оборудования. Специалисты это аргументируют наличием трансформатора в устройстве;
• В качественной модели обязательно должна присутствовать функция режима ожидания. По мере отключения нагрузки инвертор потребляет электроэнергию, требуемую только для его работоспособности. Эту функциональную особенность можно сравнить с функцией спящего режима на компьютере. В этот момент потребление электроэнергии минимально, у таких моделей преобразователей она не должна превышать 1% от мощности оборудования;
• Одним из наиболее важных факторов выбора является уровень КПД. Он должен быть не менее 90 %, в идеале КПД должен составлять более 95 %.

Солнечные батареи в современном коттедже

Все больше потребителей останавливают свой выбор на солнечных модулях, преобразующих свет в электроэнергию. Конечно, стоимость всей установки обходится недешево, даже при выборе модели, где сетевой адаптер обладает наименьшей мощностью и производительностью. Стоит учесть важный момент проектировки и расчета всех показателей по запланированному потреблению электроэнергии, входной и выходной мощности системы. К сожалению, экономить на оборудовании не стоит, особенно на инверторных установках, отвечающих за правильное функционирование всей системы солнечных батарей. Более того, самостоятельно не всегда удается правильно произвести все расчеты. Именно поэтому на сегодняшний день существует большое количество фирм, специализирующихся не только на подборе наиболее подходящей установки, но выполняющих все монтажные работы. Было подсчитано, что системы с солнечными батареями в среднем окупаются в течение 3-5 лет.

Инвертер для солнечных батарей

Видео