Invertors saules baterijām: ierīču veidi, modeļu apskats, pieslēgšanas īpatnības

Saules enerģijas sistēmas visā pasaulē attīstās milzīgā tempā. Starptautiskā Enerģētikas aģentūra savā ikgadējā ziņojumā atzīmēja, ka 2016. gadā ekspluatācijā nodoto saules elektrostaciju skaits pirmo reizi pārsniedza ogļu elektrostaciju skaitu.

Saules enerģijas sistēmas sirds ir saules bateriju invertors, kura uzdevums ir pārveidot līdzstrāvu maiņstrāvā. Mēs pastāstīsim, kā izvēlēties optimālo ierīces variantu un kā to pareizi uzstādīt. Ņemot vērā mūsu ieteikumus, jūs varēsiet izveidot nevainojami darbojošos mini elektrostaciju.

Saules paneļu invertoru veidi

Bez invertora saules sistēmas saražotā enerģija būs pilnīgi bezjēdzīga sadzīves vajadzībām. Pastāv 3 invertoru veidi pēc lietojuma veida:

• autonomie;
• tīkla;
• daudzfunkcionālie.

Pirmā veida invertoriem ir apzīmējums «off grid». Tie ir pievienoti saules modulim, ir daļa no izolētas fotoelementu sistēmas un nekādā veidā nesaskaras ar ārējo elektrotīklu. To jauda svārstās robežās no 100 līdz 8000 W.

Sinhronie jeb tīkla invertori darbojas sinhroni ar centralizētu elektroapgādes sistēmu. «On grid» apzīmētie pārveidotāji ne tikai veic pārveidotāja funkciju, bet arī koriģē tīkla parametrus, piemēram, amplitūdas svārstības, frekvences rādītājus un citus.

Ja ārējā tīklā tiek novēroti traucējumi, invertors automātiski izslēdzas. Šādi invertori uzkrāj elektroenerģiju akumulatoru baterijās.

Ja mājā izmantoto ierīču kopējā jauda ir mazāka par saules elektrostacijas potenciālajām iespējām, tad saražotās elektroenerģijas pārpalikums nonāk ārējos elektrotīklos. Ja jaudas nav pietiekami normālai sadzīves ierīču darbībai, tiek veikta papildu barošana no ārpuses.

Invertora parametrus no maiņsprieguma puses nosaka, pamatojoties uz visu patērētāja elektrotīklam pievienoto ierīču kopējo patērēto jaudu. No līdzstrāvas puses invertoru izvēlas, pamatojoties uz saules paneļu nominālo jaudu.

Ja spriegums nav, barošana tiek nodrošināta no uzlādēta akumulatora. Gadījumā, ja sistēmā nav iekļautas akumulatoru baterijas, saules elektrostacijas saražotā enerģija nonāk kopējā tīklā.

Tīkla fotoelektriskie invertori ar lielu efektivitāti izmanto no saules baterijām iegūto enerģiju. Tie ir elektroapgādes stabilitātes garantija un izceļas ar augstu lietderības koeficientu, kas pārsniedz 90%.

Hibrīda jeb daudzfunkcionālais invertors ir uzticams aprīkojums. Tas apvieno pirmo divu pārveidotāju īpašības, tam ir liels iestatījumu skaits. Tas ir labākais variants mājas saules stacijas ierīkošanai, bet arī visdārgākais.

Visi esošie saules enerģijas invertori tiek iedalīti tipos arī pēc izejas sprieguma. Atkarībā no šī parametra tie var būt sinusoidāli un meandra tipa. Tā kā pirmā tipa izejas sprieguma lielums ir gandrīz tāds pats kā barošanas elektrotīklā, tā ir laba izvēle, ja mājā ir augstjutīga tehnika.

Pastāvīgs sprieguma lielums ir drošības garantija mājas elektrotehniskajam aprīkojumam. Grafiski šāda sinusoidāla tipa invertora izejas signāla forma tiek attēlota kā tīrs sinuss.

Darbinot aprīkojumu, labākā meandra forma ir ideāls sinuss. Tas ir īpaši svarīgi telekomunikāciju aparatūrai, medicīnas tehnikai, augstas precizitātes mērierīcēm, tāpēc, lai arī sarežģīto invertoru cena ir augsta, citādu iespēju šajā gadījumā nav. Informāciju par izejas signāla formu ražotāji norāda tā raksturlielumos.

Meandra jeb nesinusoidālie pārveidotāji atšķirībā no sinusoidālajiem izejas signāla ģeometriju veido taisnstūrveida impulsi – tā sauktais modificētais sinuss. Šāda tipa invertorus nevar izmantot atsevišķiem slodžu veidiem, bet ierīcēm, kas izmanto aktīvo jaudas komponenti, tie ir pilnībā piemēroti.

Pārveidotāja izvēles kritēriji

Izvēloties tādu saules sistēmas elementu kā invertors, svarīga ir ne tikai signāla ģeometrija izejā, bet arī tā jauda. Speciālisti iesaka komplektēt saules baterijas ar pārveidotājiem, kuru nominālā jauda ir par 25–30% lielāka nekā kopējā tehnikas jauda mājā.

Jāņem vērā arī slodze, kas rodas, vienlaikus ieslēdzot vairākas ierīces ar lielu palaišanas jaudu.

Vēl viens invertora izvēles kritērijs ir tā efektivitāte, kas nosaka enerģijas zudumus blakus procesiem. Atkarībā no modeļa tai ir atšķirīga vērtība, kas ir robežās no 85% līdz 95%. Optimāla izvēle – efektivitāte ne zemāka par 90%.

Invertori var būt gan vienfāzes, gan trīsfāžu. Pirmie izceļas ar zemāku cenu, bet to izvēle ir pamatota, ja patērētā jauda ir mazāka par 10 kW. Spriegums tiem ir 220 V, bet frekvence 50 Hz. Trīsfāžu invertoriem ir plašāks spriegumu diapazons – 315 V, 400 V, 690 V.

Kvalitatīva aprīkojuma ražotāji komplektē savus izstrādājumus ar izejas transformatoriem. Pastāv atkarība starp invertora svaru un tā tehniskajiem parametriem – ja uz katru tā masas kilogramu attiecas 100 W jauda, tad transformators ir iekļauts tā shēmā.

Sistēmā invertoru skaits var būt dažāds. Šajā jautājumā jāvadās pēc šādiem ieteikumiem: ja saules bateriju jauda nepārsniedz 5 kW, tad šādai sistēmai pietiek ar vienu invertoru. Baterijām ar lielāku jaudu var būt nepieciešami 2 un vairāk invertori. Optimāli, ja viens invertors ir uz katriem 5 kW.

Darbam tīklā, kas apvieno standarta elektroenerģijas un saules bateriju piegādātās enerģijas izmantošanu, tiek izmantoti hibrīdinvertori. Ar ierīces īpatnībām un to izvēles noteikumiem iepazīstinās mūsu ieteiktais raksts.

Pārveidotāji var atšķirties viens no otra ar shēmām, izejas signāla ģeometriju, citām noteicošām vērtībām. Atsevišķi pārveidotāji tiek komplektēti ar uzlādes ierīcēm. Ja viens no invertoriem sabojājas, sistēma nepārtrauks savu darbu.

Invertora pieslēgšanas īpatnības

No pareiza saules invertora pieslēguma ir atkarīga visas saules sistēmas darba efektivitāte. Galvenais ir ievērot noteikumu: kabelim, kas pārraida līdzstrāvu, jābūt ar minimālo pieļaujamo garumu un maksimālo šķērsgriezumu.

Ja patērētājs atrodas tālu no saules elementiem, elektrokabelis, kas transportē maiņstrāvu 220 V, ir jāpagarinā, pievienojot posmus. Vada garumam starp invertoru un saules paneli jābūt robežās no 3 m un nekādā gadījumā ne vairāk.

Labākais variants ir tad, kad invertors atrodas pie saules baterijas. Īpaši stingri nosacījumi jāievēro, pievienojot invertorus, kuru jauda pārsniedz 0,5 kW.

Vadu savienojumam jābūt stipram, jo nepietiekami ciešs savienojums izraisa dzirksteļošanu, kas var kļūt par ugunsgrēka avotu. Uzstādot autonomu invertoru, lai nodrošinātu objekta nepārtrauktu elektroapgādi, līdzstrāvas ķēde jāaprīko ar automātiskajiem slēdžiem.

Labākais risinājums, pieslēdzot invertoru, ir izmantot hibrīda tipa sasaisti gan līdzstrāvai, gan maiņstrāvai. Princips balstās uz īpašu pārveidotāja ieslēgšanas kārtību. To ieslēdz saules bateriju kontrolieris pēc tam, kad ir uzlādēti akumulatori.

Šāds risinājums paaugstina iekārtas darba kvalitāti. Reģionos, kur elektroenerģiju bieži atslēdz, vai mājās, kas atrodas apvidos, kur pārsvarā ir mākoņains laiks, šis variants darbojas ļoti efektīvi.

Invertoru modeļu apskats

Pārveidotājus saules paneļiem ražo daudzi ražotāji, gan vietējie, gan ārvalstu. Visām iekārtām ir atšķirīgas īpašības, kvalitātes līmeņi, savs funkciju kopums un tehniskās iespējas.

Invertori no pašmāju ražotāja

Plašu šo izstrādājumu sortimentu ar jaudu 800 – 1200 W ražo Krievijas ražotājs MAP «Enerģija».

Uzņēmums ražo vairākas invertoru līnijas:

1. Sinusoidālie invertori ar tīra sinusa signāla formu — MAP SIN.
2. Sinusoidālie pārveidotāji ar papildu enerģijas atlases funkciju no akumulatoriem — MAP HYBRID.
3. Trīsfāzu invertori — MAP HYBRID 3 fāzes.

Šī uzņēmuma ražotie invertori var uzlādēt visu tipu akumulatorus. Šim nolūkam tie ir aprīkoti ar lielas jaudas lādēšanas ierīci.

Uzņēmuma sasniegums ir rekordlielas jaudas invertors — 20 kW, kas iztur maksimālo slodzi 25 kW. Šis modelis spēj nodrošināt ar uzticamu barošanu lielu dzīvojamo māju ar daudzām iekārtām.

MAP «Enerģija» invertorus izmanto ne tikai privātās mājsaimniecībās, bet arī daudzās rūpniecības nozarēs. Tos izmanto medicīnā, būvniecībā, meteostacijās.

Schneider Electric uzņēmuma Conext pārveidotāji

Franču uzņēmums Schneider Electric ražo invertorus ar augstām ekspluatācijas īpašībām, kas ļauj tos izmantot dažādos klimatiskajos apstākļos.

Korpusa pārklājums ar augstu korozijas izturību ļauj veiksmīgi izturēt sāls miglas testēšanu. Tie ir paredzēti saules baterijām, kas uzstādītas gan uz privātmāju, gan daudzdzīvokļu ēku jumtiem.

Ražotājs pārbauda sava aprīkojuma uzticamību, izmantojot dažādas metodes un testus. Conext invertoru konstrukcijā nav elektroķīmisko kondensatoru, kas ir ilgtermiņa ekspluatācijas garantija.

Conext invertoriem pat pie maksimālām slodzēm lietderības koeficients ir 97,5%. Daži modeļi ir aprīkoti ar sadales bloku, tāpēc nav nepieciešams uzstādīt ārējo elektrosadalnes paneli.

Lielais izstrādājumu sortiments ļauj izvēlēties piemērotu modeli saules sistēmām ar jaudu 3 – 20 kW.

TBS Electronics uzņēmuma invertori

Šis Nīderlandes uzņēmums, kas tirgū darbojas kopš 1996. gada, ražo gan mazjaudas, gan lieljaudas sinusoidālos pārveidotājus saules paneļiem Poversine ar nominālo jaudu no 175 līdz 3500 W.

Fotogrāfijā redzams profesionālā invertora Powersine PS3500-24 modelis. To var izmantot, lai nodrošinātu nepārtrauktu barošanu apkures katliem, sūkņiem, datoriem un citām nelielām slodzēm. Tas ir aprīkots ar uzticamu elektroniku un ļoti izturīgu metāla korpusu.

Powersine sērija raksturojas ar ļoti tīru sinusoīdu izejā, tāpēc šo invertoru izmantošana garantē pareizu un ilgstošu augstas jutības ierīču darbību. Iekārta ir aprīkota ar aizsardzību pret īssavienojumu, temperatūras pārspriegumiem un pārslodzēm. Ar šiem invertoriem var palaist slodzi līdz 500 V ar starta strāvu, kas desmitiem reižu pārsniedz nominālo.

Kostal tīkla invertori

Uzņēmums ražo novatoriskus augstas kvalitātes invertorus ar jaudu no 1,5 līdz 20 kW, gan vienfāzes, gan trīsfāžu. Konstrukcijā ietilpst automātiski ieslēdzams maiņstrāvas slēdzis, MPP sekotāji, monitors, S0 skaitītājs un daudzas citas iespējas pamata komplektācijā. Tas viss padara iespējamu invertora integrēšanu «viedās mājas» sistēmā.

Kostal invertori ir vienkārši gan ekspluatācijā, gan uzstādīšanā. Iebūvētais panelis ir informatīvs un saprotams, ļaujot uzraudzīt tā darbību.

Pateicoties korpusa materiāla augstajai kvalitātei, pārveidotāju var uzstādīt gan ārpus, gan iekšpus mājas. Montāža tiek veikta Eiropā, tāpēc kvalitāte atbilst Eiropas standartiem. Ražotāja garantija ir 5 gadi.

ABi-Solar invertori no Taivānas

Šie Taivānā ražotie invertori mūsu tirgū ir pieejami kā autonomo pārveidotāju sērija SL/SLP, autonomo-tīkla hibrīdinvertori (HTP) un HT hibrīdsērija.

Autonomie pārveidotāji ir aprīkoti ar saules bateriju lādēšanas kontrolieriem. Šī iekārta ir apveltīta ar trīskāršu funkcionalitāti – tā darbojas kā invertors, kontrolieris un lādētājs.

Konstrukcijā ietilpst šķidro kristālu displejs, kas ļauj kontrolēt saules sistēmas galvenos parametrus. SL/SLP invertoru efektivitāte ir aptuveni 93%. SLP modeļiem ir putekļu aizsardzība.

Budžeta variantam pieder invertors no jaunās ABi-Solar HTP sērijas. Tas darbojas tikai tad, ja ir akumulators. Īpaši populāra ir HT sērija, kas ietver vienfāzes un trīsfāžu hibrīdinvertorus ar izcilu montāžas kvalitāti.

Pārveidotāji SL0912 un SL1524 arī ir budžeta klases. Tie darbojas divos režīmos – kā mājas nepārtrauktās barošanas avots un ar saules baterijām. Tiem ir divi sprieguma uzturēšanas režīmi: no 180 līdz 260 V un no 100 līdz 300 V.

Otrais režīms ļauj pagarināt bateriju darbības laiku, tās mazāk izmantojot, bet tas var barot tikai iekārtas, kas nav īpaši jutīgas pret elektroenerģijas kvalitāti.

ABi-Solar SL 1012 PWM invertors ar jaudu 800 V. Izejas strāvai ir nemodificēta sinusoīda. To var izmantot saules paneļu saražotās elektroenerģijas realizācijai saskaņā ar «zaļo» tarifu.

ABi-Solar invertori ļauj palielināt akumulatoru darba temperatūras diapazonu un automatizēt uzlādes-izlādes procesu.

GoodWE tīkla invertori

Šis Ķīnas uzņēmums ražo tīkla invertorus ar dažādu jaudu un piegādā tos tirgum par zemu cenu. Invertoram ir pievienota īpaša programma, kas ļauj veikt saules sistēmas aprēķinu, ņemot vērā saules paneļu izvietojumu attiecībā pret debespusēm un citiem orientieriem.

Pastāv iespēja novērot pārveidotāja darbu caur planšetdatoru vai viedtālruni, taču iepriekš būs jāinstalē šim nolūkam paredzēta lietotne, kas balstīta uz Android operētājsistēmu.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Šeit pārdošanas uzņēmuma vadītājs stāsta par invertora izvēles principiem:

Šajā video ir apskatīts invertora pieslēgšanas jautājums:

Fotoelektriskais tīkla invertors kā neatņemama saules sistēmas sastāvdaļa ļauj iegūt pilnīgu neatkarību no centralizētās elektroapgādes un energoresursu cenu pieauguma.

«Gudrās sistēmas», kas ietver tīkla pārveidotāju, padara enerģijas patēriņa procesu pieejamu, uzticamu un kontrolējamu. Tajā pašā laikā netiek traucēts komforts mājā.

Vai vēlaties pastāstīt, kā salikāt savu mini elektrostaciju ar invertoru saules baterijām? Vai jums ir vērtīga informācija par šo tēmu, kas varētu noderēt vietnes apmeklētājiem? Lūdzu, rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā, publicējiet fotoattēlus un uzdodiet jautājumus.