Hybridní střídač pro solární panely: typy, přehled nejlepších modelů + funkce připojení

Systémy dodávek elektřiny se současným využitím tradičních dodávek proudu a elektřiny ze slunce jsou ekonomicky schůdným řešením pro vlastnictví soukromých domů, chalup, chalup a průmyslových prostor.

Nezbytným prvkem komplexu je hybridní střídač pro solární baterie, který určuje režimy napájení, zajišťující nepřetržitý provoz a účinnost sluneční soustavy.

Aby systém fungoval efektivně, musíte si nejen vybrat optimální model, ale také jej správně připojit. A jak to udělat - budeme analyzovat v našem článku. Zvažujeme také stávající typy převodníků a nejlepší nabídky na současném trhu.

Posouzení schopnosti hybridního střídače

Využití obnovitelné sluneční energie v kombinaci s centralizovaným napájením nabízí několik výhod. Normální fungování sluneční soustavy je zajištěno koordinovaným provozem jejích hlavních modelů: solárních panelů, regulátor nabíjení, baterie, jakož i jeden z klíčových prvků - střídač.

Střídač sluneční soustavy - zařízení pro převod stejnosměrného proudu (DC) z fotovoltaických panelů na střídavou elektřinu. Domácí spotřebiče pracují s proudovým napětím 220 V. Bez střídače je výroba energie zbytečná.

Schéma systému: 1 - solární moduly, 2 - regulátor nabíjení, 3 - baterie, 4 - převodník napětí (střídač) s napájením střídavým proudem (AC)

Je lepší posoudit schopnosti hybridního modelu ve srovnání s vlastnostmi práce jeho nejbližších konkurentů - autonomních a síťových „převodníků“.

Síť typu převaděče

Zařízení pracuje na sdíleném síťovém zatížení. Výstup z převodníku je připojen ke spotřebitelům elektřiny, střídavé síti.

Schéma je jednoduché, ale má několik omezení:

• funkčnost při dostupnosti střídavého proudu v síti;
• síťové napětí musí být relativně stabilní a konzistentní s provozním rozsahem převodníku.

Odrůda je požadována v soukromých domech se současným „zeleným“ tarifem pro elektrifikaci.

Během dne s minimální spotřebou energie je generovaný proud dodáván do sítě za „zelené“ sazby, od večera do rána je budova „napájena“ z centralizovaného napájení elektřinou

Samostatná verze zařízení

Zařízení je napájeno bateriekterý přijímá poplatek ze solárních panelů prostřednictvím ovladače MRPT. Systém používá různé typy baterií, včetně vysoce technologických lithiových baterií.

Při maximálním „naplnění“ paměťového zařízení je přebytečná elektřina přenášena na vstup střídače, jehož výstup je připojen ke koncovým uživatelům střídavého proudu.

V případě nedostatečné sluneční aktivity je energie odebírána z akumulátorů a prochází „konverzí“ přes střídač napětí.

Vlastnosti autonomní instalace:

• možnost nezávislého provozu bez napájení střídavým proudem;
• některé modely podporují režim „zeleného“ tarifu;
• Účinnost zařízení je 90-93%.

K zajištění absolutní autonomie objektu je nutné přesné výpočet sluneční energie a dostatečná energie baterie.

Možnost nezávislého použití střídače bez začlenění centralizovaného síťového připojení do systému. Samostatný převodník je požadován v oblastech s úplnou absencí nebo nízkou kvalitou dodávky elektřiny

Hybridní typ měniče

Model se liší od výše popsaných zařízení ve speciální „architektuře“ výroby. Uvnitř je umístěn speciální elektrický obvod, který umožňuje paralelní provoz se zdrojem proudu (síť, generátor) v režimu převodníku.

Současně je zátěž dodávána z centrální sítě a solární panelyzatímco prioritní funkce je přiřazena dodavateli DC.

Hybridní převodník vám umožňuje spotřebovat sluneční energii co nejefektivněji, aniž byste museli přepínat z napájecí sítě z centrální stanice nebo generátoru

Konkurenční výhody spočívají v multifunkčnosti hybridních střídačů:

1. Síť - Druh prostorné baterie s účinností 100%. Všechny přebytky generované fotovoltaickými deskami mohou být přesměrovány do centrální sítě za „zelený“ tarif.
2. Nepřerušitelný zdroj napájení. Když vypnete hlavní napájení, systém se přepne do režimu offline a chrání tak všechny spotřebitele před přepětím.
3. Zvýšený limit kapacity sítě při špičkovém zatížení díky přidání energie z komplexu bateriový střídač.

S poklesem spotřeby se solární komplex přepne do režimu nabíjení a po chvíli je opět připraven k použití. Lze uvést dvojitou funkci napájení: Smart Boots, Power Shaving, Grid support.

Přidání energie nastává podle následujících principů:

• pokud je použitý výkon nižší než maximální spotřeba v síti, pak je kromě napájení zátěže nabitá i akumulátorová baterie;
• při absenci napětí v síti je energie spotřebována z baterie a převedena střídačem;
• pokud zátěž překročí mezní hodnotu výkonu sítě, pak je nedostatek kompenzován akumulovanou elektřinou ze solární baterie.

Uvedené provozní režimy jsou schopné podporovat hybridní modely s nabíječkou.

Některé multifunkční střídače jsou navrženy pro současné připojení více střídavých vedení k automatickému vstupu do rezervy. High-tech modely nezávisle regulují nabití baterie

Odrůdy současných převodníků

Při výběru „srdce“ autonomního systému napájení byste měli správně porovnat úkoly přiřazené zařízení s jeho potenciálními schopnostmi.

Hlavní rysy klasifikace hybridních střídačů jsou: algoritmus pro změnu provozních režimů, tvar výstupního napětí a schopnost obsluhovat jednu nebo třífázovou síť.

Srovnání UPS a hybridní instalace

Některé společnosti neúmyslně uvádějí spotřebitele v omyl a nazývají nepřerušitelnou napájecí jednotku (UPS) hybridním invertorem. Zdá se, že obě zařízení provádějí podobné úkoly, ale je zde významný rozdíl.

BBP je střídač s nabíječkou. Modul primárně zajišťuje spotřebu energie z fotovoltaické instalace, a pokud chybí, přepne se na spotřebu ze sítě.

BBP není schopna plnit funkci „smíchání“ akumulované elektřiny z baterií se sítí. Prioritní spotřeba ze stejnosměrného zdroje je realizována odpojením od sítě a přepnutím do provozu na baterie

Fungování systému v režimu „trhání“ vyvolává další cyklování baterie a urychluje její opotřebení. Ve většině levných napájecích systémů je prahové napětí nastaveno bez regulace.

U modelů hybridních střídačů pro solární baterie jsou takovéto přepětí vyloučeny - jednotka se přizpůsobí požadované energii a pracuje současně s různými zdroji proudu.

Můžete si zvolit prioritní spotřebu sami. Důraz je zpravidla kladen na využití energie ze solárních panelů. Některé hybridní jednotky mají možnost omezit energii přicházející z městské sítě.

Porovnání funkcí populárních modifikací hybridních „převodníků“ a BBP. U řady modelů Victron je díky síti možné zvýšit výkon měniče

Různé varianty střídačových vln

Měniče slunečního proudu jsou klasifikovány podle typu výstupního signálu.

Rozlišujte:

• čistá sinusová vlna;
• modifikovaný sinus (kvazi-sinusová vlna);
• meandr.

Druhá možnost se prakticky nepoužívá v praxi, protože prudká změna polarity způsobuje poruchy zařízení.

Střídač se signálem ve tvaru „U“ nebude schopen chránit zařízení před přepětím. Kromě toho hlavní část domácích spotřebičů nevnímá „meandrový“ proud

Co je to čistá sinusová vlna?

Převodník vytváří vysoce kvalitní signál, který přesahuje tvar síťového proudu. To je nejlepší volba pro provoz „citlivých“ zařízení: topných kotlů, kompresorů, elektrických motorů, lékařských zařízení a zařízení založených na napájecích zdrojích transformátorů.

Nevýhody sinusových měničů: vysoké náklady a velké rozměry. Nákup čistého sinusového převodníku bude stát dvakrát tolik jako model s kvazi-sinusovou vlnou se stejným celkovým výkonem

Kvazi-sinusové rysy

Přenos energetického signálu ve formě modifikovaného sinusoidu může snížit účinnost některých zařízení, vyvolat výskyt hluku, způsobit rušení nebo poškození zařízení.

Při napájení nízkofrekvenčními transformátory, asynchronními synchronními motory je viditelná ztráta výkonu 20–30%. Tato „vada“ je přeměněna na tepelnou energii a přehřívá zařízení.

Pseudo-sinusové střídače jsou kompaktní a cenově dostupné. Jejich použití je vhodné pro napájení zařízení bez indukčních zátěží, určených pro spotřebu aktivních složek elektrické energie.

Tato skupina zahrnuje: termoelektrické ohřívače, žárovky a jiné odporové struktury.

Možnosti modifikovaného sinu: 1 - komplikovaná forma meandru s přestávkou, 2 - přiblížení k čistému sinu kvůli zvýšení počtu přechodů

Tvar výstupního signálu je uveden v pasu střídače nebo je nepřerušitelný. Možný zápis: „Zpět“ - záruka absence čistého sinu, „chytrý“ - pravděpodobnost získání vysoce kvalitního proudu na výstupu.

Někteří výrobci v průvodním dokumentu zaznamenávají harmonický koeficient (index nelineárního zkreslení). Pokud je parametr menší než 8%, pak jednotka vytvoří téměř dokonalý sinus.

Jednofázové a třífázové modely

Jednofázové střídače jsou zabudovány převážně do okruhu domácího fotovoltaického systému se standardním napětím 220V.

Rozsah výstupního napětí je při připojení k jedné fázi u různých modelů v rozsahu od 210 do 240 V, výstupní frekvence je 47–55 Hz a výkon je 300–5 000 wattů.

Jednofázové střídače jsou k dispozici pro standardní hodnoty napětí baterie: 12, 24 a 48 V. Aby měnič nepracoval na hranici možností, je nutné koordinovat výkon „převaděče“ s napětím solární baterie nebo baterie.

Rozsah závislosti charakteristik baterie (napětí - V) a solárního převodníku (jmenovitý výkon - W): 12 V - do 600 W, 24 V - do 1,5 kW, 48 V - nad 1,5 kW

Třífázové střídače se používají k napájení třífázového proudu a dodávají energii elektrickým motorům.Primární aplikace - výroba, dílny, komerční využití.

Střídače pro tři fáze se vyznačují vysokým výkonem (3 - 30 kW), širokým rozsahem výstupního střídavého napětí (220 V / 400 V).

Na trhu jsou také kombinované modely. Patří mezi ně jednofázové střídače se schopností synchronizovat výstupy převodníku s fázovým posunem - to vám umožní napájet třífázové zátěže. Přehled všech typů technik pro převod proudu ze solárních panelů náš další článek.

Parametry výběru solárního střídače

Účinnost převodníku a celého napájecího systému do značné míry závisí na kompetentní volbě parametrů zařízení.

Kromě výše uvedených charakteristik byste měli vyhodnotit:

• výstupní výkon;
• druh ochrany;
• pracovní teplota;
• instalační rozměry;
• Účinnost
• dostupnost dalších funkcí.

Dále všechny tyto vlastnosti zvažujeme podrobněji.

Kritérium č. 1 - napájení zařízení

Hodnocení „solárního“ střídače se volí na základě výpočtu maximálního zatížení sítě a odhadované životnosti baterie. V režimu spouštění je konvertor schopen krátkodobě zvýšit výkon v okamžiku uvedení kapacitních zátěží do provozu.

Toto období je typické, když zapnete myčky nádobí, pračky nebo chladničky.

Při použití světelných zdrojů a televizoru je vhodný nízkonapěťový střídač pro 500–1 000 wattů. Zpravidla je vyžadován výpočet celkového výkonu provozovaného zařízení. Požadovaná hodnota je uvedena přímo na těle zařízení nebo v průvodním dokumentu.

Je žádoucí zvýšit získanou hodnotu o 20-30% - bude to požadovaný výstupní výkon střídače. Například celkový výkon zařízení je 500 W / h, životnost baterie je 5 hodin. Výpočet: 500 W / h * 5h * 1,2 = 3000 W / h

Kritérium č. 2 - úroveň ochrany

Kvalitní solární střídač musí mít několik úrovní ochrany. Možné možnosti: systém nuceného chlazení, varování před zkratem, ochrana před poklesem napětí a přepětí.

Je také důležité - přítomnost uzavřeného opevněného krytu, který zabraňuje pronikání prachu a vlhkosti dovnitř. Jmenovitá hodnota elektrické ochrany je standardizována podle standardizace IEC-952.

Index je označen jako IP AB, kde A je úroveň ochrany proti vniknutí cizích částic do zařízení, B je odolnost proti vlhkosti

Pro venkovní provozní podmínky jsou vhodné modely s indexem IP65 - pevnost a spolehlivost střídače umožňuje jeho použití ve vnější atmosféře.

Kritérium č. 3 - provozní teplota a rozměry

Široká škála hodnot je ukazatelem slušné kvality měniče. Hodnota indikátoru je zvláště důležitá při umístění převodníku do nevyhřívané místnosti.

Hmotnost je nepřímým ukazatelem kvality střídače. Existuje názor - čím těžší je převodník, tím silnější je. Důvodem je přítomnost transformátoru ve vysoce výkonných zařízeních.

U "lehkých" modelů může absence transformátoru způsobit selhání střídače, když je aplikován vysoký spínací proud.

Podle pozorování odpovídá jeden kilogram hmotnosti solárního převodníku výstupnímu výkonu 100 wattů. Rozměry střídače určují způsob jeho instalace

Kritérium č. 4 - koeficient výkonnosti

Odborníci doporučují nákup současných „převodníků“ s účinností 90%. Pouze s tímto parametrem bude práce solární soustavy efektivní a její uspořádání účelné. Ztráta 10% sluneční energie je nepřijatelným „luxusem“.

Další funkce. Pokročilé funkce ovlivňují náklady na zařízení a nejsou vždy požadovány. Některé možnosti však ospravedlňují vynaložené peníze.

Mezi užitečné a nezbytné „zařízení“ patří:

• automatické přidávání energie střídače do elektrické sítě;
• nastavení doby nabíjení baterie;
• výběr prioritního proudu;
• údržba práce s bateriemi různých typů (alkalické, lithium-fosforečnan železitý, helium, AGM, kyselina);
• možnost kombinované práce se síťovým převodníkem;
• nastavení indikátoru napětí - varování před „přepětím“ síťového napětí;
• možnost upgradovat střídač aktualizací firmwaru.

Moderní převodníky lze připojit k počítači pro programování a monitorování.

Pro sledování provozu zařízení a elektrických sítí nabízejí výrobci bezplatný software. Zajímavou možností je možnost zasílat SMS upozornění o stavu systému na žádost uživatele

Přehled populárních hybridních převodníků

Invertory od zahraničních společností obdržely dobré recenze mezi spotřebiteli: Xtender (Švýcarsko), Prosolar (Čína), Victor Energy (Nizozemsko), SMA (Německo) a Xantrex (Kanada). Domácí zástupce - MAP Sine.

Multifunkční inverzní linka Xtender

Hybridní převodník Xtender Studer Hybrid je ztělesněním švýcarských standardů kvality výkonové elektroniky. Solární invertory řady Xtender se vyznačují indikativními pevnostními charakteristikami a rozsáhlou funkčností.

Různé modely: ХТS - zástupci nízkého výkonu, ХТМ - modely středního výkonu, ХТН - výkonné měniče.

Výkonové rozsahy Xtenderu: --ТS - 0,9-1,4 kW, ХТМ - 1,5-4 kW, ХТН - 3-8 kW. Výstupní napětí - 230 W, frekvence - 50 Hz

Každá řada hybridních pohonů Xtender má následující funkce a možnosti:

• čistý sinusový průběh;
• „Mix“ napájení z baterie z baterie;
• při poklesu síťového napětí klesá spotřeba z centrálního napájení;
• dva režimy výběru priority: první je „měkký“ s dobíjením ze sítě do 10%, druhý je plně přepnut na baterii;
• různé nastavení instalačního programu;
• řízení záložního generátoru;
• pohotovostní režim se širokou regulací;
• vzdálené sledování systémových parametrů.

Ve všech verzích je funkce Smart Boost - připojení k různým „dodavatelům“ energie (generátorová sada, síťový měnič) a Power Shaving - zaručené pokrytí špičkového zatížení.

Optimální prosolarové hybridní převodníky

Čínský model má dobré vlastnosti a přijatelné náklady (asi 1200 cu). Střídač optimalizuje výkon solárních článků ukládáním nevyčerpané energie v baterii.

Specifikace: tvar napětí - sinusoid, účinnost přeměny - 90%, hmotnost instalace - 15,5 kg, přípustná vlhkost - 90% bez kondenzace, teplota -25 ° С - +60 ° С

Charakteristické rysy:

• možnost sledování mezního bodu solární baterie;
• informační LCD displej se zobrazením provozních parametrů systému;
• 3-úrovňová nabíječka baterií;
• nastavení maximálního proudu na 25A;
• měnič komunikátoru.

Převodník je připojen k PC pomocí softwaru (dodáván jako souprava). Inovace střídače je možné pomocí inovativního blikání.

Sine Wave Inverters Phoenix Inverter

Střídače Phoenix splňují nejvyšší požadavky a jsou vhodné pro průmyslové aplikace. Řada Phoenix Inverter je uvedena na trh bez vestavěné nabíječky.

Převodníky jsou vybaveny informační sběrnicí VE.Bus a mohou být použity v paralelní nebo třífázové konfiguraci.

Rozsah výkonu modelové řady je 1,2-5 kW, účinnost je 95%, typ napětí je sinusoid.

Tabulka ukazuje vlastnosti hybridní modifikace střídače 48/5000 od Victron Energy. Odhadované náklady na střídač Phoenix s výkonem 5 kW - 2500 cu

Konkurenční výhody:

• Technologie SinusMax podporuje spouštění „těžkých břemen“;
• dva způsoby úspory energie - možnost nalezení zátěže a snížení proudu při volnoběhu;
• přítomnost poplachového relé - varování před přehřátím, nedostatečným napětím baterie atd .;
• nastavení programovatelných parametrů přes PC.

K dosažení vysokého výkonu lze paralelně připojit až šest převodníků ve fázi. Například kombinace šesti zařízení s nominální hodnotou 48/5000 může poskytnout výstupní výkon 48 kW / 30 kVA.

Domácí zařízení MAP Gibrid a Dominator

Společnost MAP "Energy" vyvinula dvě modifikace hybridního převodníku: Gibrid a Dominator.

Rozsah kapacit zařízení je 1,3 - 20 kW, časový interval pro přepínání mezi režimy je až 4 ms, je zajištěna možnost „čerpání“ elektřiny do městské sítě.

Srovnávací tabulka schopností převaděčů. Oba typy jsou schopny pracovat v režimu ECO, každý model je „propojen“ s webovým serverem pro vzdálené monitorování a úpravy

Obecné vlastnosti napěťových převodníků Gibrid a Dominator:

• transformátor na bázi torusu;
• chybí stabilizace vstupního napětí;
• režim výměny napájení;
• výstup - čistý sinus;
• generování přebytku energie v síti;
• omezení spotřeby proudu na vstupu reproduktoru;
• třída IP21;
• spotřeba v režimu spánku - 2-5W.

Účinnost převodníků dosahuje 93-96%. Zařízení úspěšně prošly testy pro použití při extrémně nízkých teplotách (mezní hodnota -25 °, přípustné je krátkodobé snížení na -50 ° C).

Možné schémata připojení

Při výstavbě fotovoltaického komplexu kombinovaného s centrální sítí existují různé možnosti připojení střídače.

Varianta # 1 - obvod s řadičem stejnosměrného proudu

Nejoblíbenější možností je nabíjení baterie pomocí solárního ovladače MRPT (analýza špičkového výkonu).

Obvod používá převodník, který podporuje přenos elektřiny do sítě nebo do zátěže, pokud napětí baterie překračuje uživatelem určený parametr

Vlastnosti řešení:

• účinné využívání obnovitelné energie v přítomnosti / odpojení sítě;
• schopnost aktivovat práci ze solárního systému po vybití baterie.

A také dalším řešením je mírně zvýšená ztráta přeměny energie v sekci regulátor-baterie-invertor.

Varianta # 2 - obvod s hybridním a síťovým převodníkem

Linkový převodník na výstupu z bateriového střídače. Podle schématu jsou dva konvertory připojeny k různým solárním panelům.

Hybridní převodník je připojen k volitelnému fotovoltaickému panelu pro dobití baterie, síť je připojena k hlavnímu solárnímu modulu.

Za normálních podmínek (přítomnost síťového proudu) dodává linkový konvertor redundantní zátěž, účinnost konverze je asi 95%. Přebytečná energie je dodávána do baterie a po jejím naplnění do společné sítě

Funkce systému:

• nepřetržitý provoz bez ohledu na přítomnost síťového napětí;
• vysoká účinnost a minimalizace ztrát na straně DC v důsledku dostatečné úrovně napětí solární baterie;
• baterie téměř vždy pracují ve vyrovnávacím režimu, což zvyšuje jejich životnost;
• použití hybridních střídačů určených k nabíjení baterie z výstupu;
• potřeba přizpůsobit provoz síťového střídače.

Celkový výkon síťového převodníku by neměl překročit výkon hybridního „převodníku“ - to vám umožní využít energii solárních panelů v případě vybití baterie a odpojením sítě.

Bez ohledu na vybraný obvod by se při připojování střídače mělo brát v úvahu několik nuancí:

1. Kabelová připojení pro DC by neměla být dlouhá. Je vhodné umístit střídač do blízkosti (do 3 m) od solárních panelů a pak „kmen“ vybudovat pomocí střídavého proudu.
2. Převodník nesmí být namontován na hořlavé konstrukci.
3. Nástěnný střídač je umístěn na úrovni očí pro snadné čtení informací z displeje.

Připojením modelů s výkonem více než 500 wattů jsou stanoveny zvláštní požadavky. Spojení musí být pevné a se spolehlivým kontaktem mezi svorkami zařízení a vodiči.

Na naší stránce jsou i další články o solární energii a propojení jednotlivých komponent a modulů při montáži autonomního systému.

Doporučujeme vám seznámit se s následujícími materiály:

• Schéma připojení solárních panelů: k řídicí jednotce, k baterii ak servisovaným systémům
• Solární nabíječka: zařízení a princip fungování nabíjení ze slunce
• Jak vyrobit solární baterii vlastníma rukama: způsoby montáže a instalace solárního panelu

Závěry a užitečné video na toto téma

Koncept „hybridního střídače“, jeho zařízení, funkce a možnosti:

Přehled funkcí, provozních režimů a účinnosti používání multifunkčního převodníku InfiniSolar 3 kW:

Navrhování solární soustavy je složitý a náročný úkol. Výpočet potřebných parametrů, výběr komponentů heliokomplexu, připojení a uvedení do provozu je na profesionálech.

Provedené chyby mohou vést k selhání systému a neefektivnímu použití drahého vybavení.

Výběr nejlepšího převodníku pro provoz autonomního systému napájení solární energií? Máte otázky, na které jsme se v tomto článku nezabývali? Zeptejte se jich v komentářích níže - pokusíme se vám pomoci.

Nebo jste si všimli nepřesností nebo nesrovnalostí v předloženém materiálu? Nebo chcete tuto teorii doplnit praktickými doporučeními založenými na osobní zkušenosti? Napište nám o tom, podělte se o svůj názor.