Інвертор для сонячної електростанції: основні параметри

Сонячні батареї генерують тільки постійний струм. Для того, щоб отриману енергію передати в загальну енергомережу або для енергозабезпечення споживачів, потрібно змінити постійний струм, надходить від фотоелектричних елементів, на змінний. Для цього в сонячних електростанціях використовують інвертори, які в залежності від типу СЕС бувають трьох типів:

• мережеві (інша назва - on grid) - встановлюються на промислових сонячних електростанціях, вони здатні функціонувати синхронно із загальною енергосистемою. Якщо параметри напруги в мережі будуть відрізнятися від значень, закладених в інвертор, то він автоматично відімкнеться
• автономні (їх також називають off grid) - використовуються в автономних системах енергопостачання, вони мають вбудований генератор частоти, який дозволяє отримати змінний струм необхідного стандарту. Особливість таких інверторів - вони можуть контролювати процес заряду акумуляторів
• гібридні - універсальні моделі, які можуть використовуватися як в промислових (мережевих) електростанціях, так і автономних.

Інвертор для сонячної електростанції: основні параметри.

При виборі інвертора одним з головних параметрів є вихідна напруга, яка багато в чому визначає величину вхідної напруги. Дуже висока потужність на виході призводить до збільшення значення сили струму на вході, що негативно впливає на стабільність і ефективність функціонування вихідного каскаду. Щоб знизити значення струму на вході, взаємно підбирають значення вхідної напруги (надходить з сонячних панелей) і вихідної потужності:

• для інверторів з вихідною потужністю до 600 Вт вхідна напруга може бути 12 В
• для інверторів потужністю до 1,5 кВт вхідна напруга має становити 24 В
• для потужних інверторів (понад 1,5 кВт) напруга на вході має становити 48 В.

Ще один важливий параметр - це ККД, він характеризує ефективність перетворення енергії. Чим вище цей показник, тим менше втрати, практично всі сучасні моделі мають ККД більше 90%, у найбільш технічно досконалих зразків він може досягати 97%. Слід зазначити, що такі моделі дорожче, але в цілому, за рахунок збільшення обсягів отриманої енергії такі витрати з часом окупляться.

Крім того, вибираючи інвертор для сонячної електростанції, слід врахувати ще кілька параметрів.

Форма вихідного сигналу

Найпростіші і дешеві інвертори дозволяють отримати на виході сигнал, який за формою нагадує трикутник або меандр (прямокутник). Струм такої форми дозволяє живити лампи розжарювання, електронагрівальні прилади та інші пристрої, які не чутливі до якості імпульсу. Якщо ж струм такої форми подати на електродвигун, то він буде працювати дуже нестабільно, а згодом вийде з ладу.

Більшість сучасних інверторів дозволяють в результаті перетворення постійного струму отримати змінний сигнал у вигляді «модифікований синус», який за своєю формою досить точно передає чисту синусоїду. Такий струм підходить для підключення всього електроінструменту і більшості побутових приладів.

Щоб отримати на виході інвертора «чисту» синусоїду, використовують різні фільтри, які дозволяють згладити форму сигналу. «Чистий синус» необхідний для живлення техніки, чутливої до якості і стабільності напруги, що подається, перш за все - це різні обчислювальні комплекси. Головний недолік таких інверторів - вони виходять дуже великими, а за рахунок використання додаткового обладнання істотно збільшується їх вартість.

З трансформатором або без

Тривалий час лідируюче положення на ринку займали інвертори з трансформатором, але останнім часом все більш затребуваними стають інвертори без трансформаторів. Кожен тип має свої сильні і слабкі сторони.

Інвертор з трансформатором

Його використання дозволяє забезпечити як позитивне, так і негативне заземлення для сонячних батарей, що особливо важливо для деяких типів тонкоплівкових сонячних батарей. Крім того, такі інвертори більш надійні, у них дуже незначні поверхневі струми. Якщо говорити про недоліки, то це відносно низький (не більше 96%) ККД, процес перетворення протікає з великим виділенням тепла.

Інвертор без трансформатора

Його головна перевага - дуже висока, до 98% ефективність і низькі втрати. Крім того, вони значно легше і компактніше, ніж моделі з трансформатором. Але при цьому у них можуть виникати досить великі поверхневі струми, а також вони дуже чутливі до перешкод.

Система вентиляції

Потужні інвертори повинні бути обов'язково обладнані системою примусової вентиляції, адже в цьому випадку при перетворенні виділяється велика кількість тепла. При цьому одним з показників якості інвертора можна вважати наявність декількох режимів роботи вентилятора активного охолодження. При роботі на малу потужність, при якій утворюється мінімум тепла, вентилятор не діє (це додаткова економія, яка дозволяє підвищити продуктивність сонячної електростанції). У міру зростання потужності інтенсивність роботи кулера повинна збільшуватися. Ще один показник - коефіцієнт шуму, він важливий, якщо інвертор буде встановлюватися всередині житлового будинку.

Потужність інвертора: пікова і номінальна

У теорії, потужність інвертора повинна дорівнювати сумі навантажень всіх споживачів, що підключаються до нього. На практиці слід враховувати можливість підключення індукційного навантаження (електродвигуни, які не мають функцію плавного пуску), при включенні яких виникають великі пускові струми.

Якщо виробник в техдокументації вказав тільки одне значення потужності, то його слід сприймати як пікове значення.

Температурний режим

В яких умовах може експлуатуватися прилад, деякі моделі можуть бути розраховані для використання тільки всередині приміщень, деякі адаптовані для експлуатації на відкритих майданчиках і здатні стабільно працювати в великому діапазоні температур.

захист

Тут можна виділити два фактори. Перший - це ступінь захисту, який забезпечує корпус пристрою, він позначається як IP YX, де значення Y і X характеризують ступінь захисту, відповідно, від пилу і вологи, чим вище значення, тим надійніше захист від впливу зовнішніх факторів. Якщо інвертор буде встановлений на вулиці, слід вибирати модель зі ступенем захисту не менше IP44.

Другий фактор - це захист від нестабільності напруги (заниженого або завищеного), короткого замикання, перевантаження, а також перегріву.

Потужність в режимі очікування

Скільки енергії буде споживати інвертор без підключеного навантаження, у якісних моделей він не перевищує 1%

Черговий режим (режим очікування)

Важлива функція для автономних (off grid) інверторів, так як вона дозволяє заощадити заряд, накопичений в акумуляторі.