Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Типы инверторов для солнечных батарей

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Преобразователи для солнечных батарей по типу использования делятся на три группы;

Автономные инверторы (off grid) — используются в сетях автономного электроснабжения без подключения к внешним электросетям ;

Сетевые инверторы (on grid) — предназначенные для синхронной работы с внешней электросетью.

Этого класса инверторы могут иметь дополнительные настройки частоты напряжения, регулировки амплитуды напряжения и других параметров сети. В аварийном режиме сетевые инверторы автоматически отключаются.

Такие сетевые инверторы для солнечных батарей полученную энергию от панелей генерируют в централизованную энергосеть по « зеленому тарифу »;

Гибридный преобразователь (hybrid) совмещает варианты автономных и сетевых устройств.

Гибридный инвертор для солнечных батарей содержит настройки сопряжения солнечной электростанции с аккумуляторами и внешней сети. Для увеличения мощности преобразователей их соединяют параллельно.

Такая схема инвертора для солнечных батарей удобна тем, что при отказе одного устройства другие будут функционировать.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Устройство солнечной электростанции с инвертором

Преобразователи солнечных панелей классифицируются по форме синусоиды выходного переменного напряжения на;

— инверторы, генерирующие напряжение чистой синусоидальной формы;

— инверторы с модифицированным напряжением выхода.  Форма напряжения таких устройств отличается от чистой синусоиды и может быть прямоугольной, трапециевидной или треугольной.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Формы выходных напряжений инверторов — синусоидальная и модифицированная

Форма чистой синусоиды подходит для всех видов нагрузок — асинхронных двигателей, насосов, бытовых приборов и промышленных электроустановок, требовательных к форме переменного напряжения.

Устройства с модифицированным выходным напряжением подходят для чисто активной нагрузке — это лампы накаливания, тэны и другие виды активных нагревателей.

Бытовые приборы и техника, работающие на переменном напряжении модифицированной формы, будут работать некорректно с отказами, сокращается их срок эксплуатации.

Выбор инверторов для солнечных батарей

Существуют совмещенные конструкции контроллеров  и инверторов, т. е. в одном корпусе собраны два устройства. Давно известно, что у совмещенных устройствах параметры хуже, чем у отдельно собранных. Это относится и к преобразователям, поэтому лучше выбирать отдельный инвертор с более высокими параметрами.

Потери в проводах зависят от их длины и величины постоянного напряжения.

При выходной мощности солнечной системы более 1, 5 кВт напряжение со стороны солнечных панели и аккумуляторов должно быть 48 В.

А длина соединяющих проводов не должна превышать 3 — х метров между солнечными панелями и инвертором. Мощность преобразователя в идеальном варианте должна быть равна сумме всех мощностей нагрузок.

Но на практике выбирают устройство по пиковой мощности. Пиковая мощность — это такая максимальная мощность устройства, при которой преобразователь работает несколько секунд на больших токах с сохранением своей работоспособности. Если в паспорте нет параметра пиковой мощности, значит, указанная мощность и есть пиковая.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Производительность инвертора в зависимости от загрузки солнечными батареями

Такие бытовые приборы как холодильники, стиральные машины, пылесосы и другие, имеют в момент запуска пусковые токи в 5 — 7 раз превосходящие номинальные токи.

Поэтому пиковая мощность инвертора должно учитывать эти токи. Пиковая мощность превышает номинальную в 1,5 раз. Качество преобразователя можно определить по весу.

Если устройство легкое, то его качество низкое, так как отсутствует тяжелый трансформатор.

По весу на 100 Ватт мощности приходится килограмм массы прибора.  При мощности в 500 Вт инвертор весит 5 кГ. У хорошего качества приборов КПД 98%, с понижением этого параметра качество устройства ухудшается. Чтобы не переплатить за мощность инвертора для северных широт выбирают 90% мощности прибора от мощности солнечных панелей, на юге 120% из-за большой солнечной активности.

Источник: http://electricavdome.ru/invertor-solnechnyx-batarej.html

Инвертор для солнечных батарей: виды солнечных инверторов, их особенности

Инвертор для солнечных батарей — обязательный элемент, без которого установка гелиосистемы становится невозможной.

Он необходим для преобразования постоянного тока, вырабатываемого солнечными панелями, в переменный. В свою очередь, переменный ток и обеспечивает питание всех электрических агрегатов в быту.

Солнечный инвертор выполняет буферную роль преобразователя между аккумуляторами и электросетями.

Показатель мощности у таких устройств достаточно широк: от 250 до 8000 Вт. При условии высокой мощности можно получить впечатляющую инверторную гелиосистему с параллельной коммутацией. Любой инвертор также может быть использован в случае необходимости создания сети, состоящей из трех фаз.

Как работает инвертор

Инвертор для солнечных батарей нужен для того, чтобы преобразовывать постоянный ток в переменный, с показателем напряжения 220 вольт. Как известно, это стандартное напряжение, потребляемое всеми бытовыми электрическими приборами.

Существуют разные преобразователи, каждый из которых имеет свое назначение и особенности.

Если планируется установка преобразователя для солнечных панелей, следует заранее определиться с количеством бытовых электроприборов, учитывая при этом их уровень потребления.

Показатели мощности, в данном случае, суммируются — с учетом единицы времени, а мощность инвертора необходимо брать с существенным запасом.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Если речь идет о преобразователе автономного типа, следует учитывать наличие пикового скачка показателя U.

Причиной его возникновения, как правило, является то, что часть бытовой электротехники может вызвать существенный перепад напряжения в общей сети.

Если мощность, потребляемая приборами, во время скачка дойдет до определенного пика, преобразователь выходит из строя. Такой вариант всегда необходимо учитывать.

Также существуют синхронные преобразователи тока, обладающие способностью накопления электрической энергии в аккумуляторе. Будучи включенным в гелиосистему, синхронный инвертор обеспечивает «отток» лишней энергии в общую сеть.

Когда же ее, наоборот, недостает, преобразователь компенсирует недостаток из той же общей электросети. Такой вид преобразователя очень экономичен, безопасен и удобен, потому что проблем с электричеством в доме не будет никогда.

Самыми дорогостоящими являются инверторы с расширенным функционалом. Они представляют собой смешанный тип устройств, но стоят очень дорого. И это, пожалуй, единственное препятствие для их массового потребления.

Разновидности инверторов по типу сигнала

Любой инвертор солнечных батарей классифицируется на основании типа выходного сигнала U.

Итак, сигнал бывает:

  • синусоидальный;
  • прямоугольный;
  • псевдосинусоидальный.

Умение различать инверторы на основании этого главного показателя является очень важным. От него зависят качество работы, сфера применения элемента и его цена.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Преобразователи, имеющие прямоугольный тип сигнала, стоят недорого и подходят для того, чтобы обслуживать разные источники освещения. Однако они не обеспечивают должной защиты от скачков напряжения в сети и не годятся для обслуживания большей части бытовой техники.

Лучше приобрести инвертор с синусоидальным сигналом. Ток, который он выдает, имеет отличные показатели качества, в отличие от идущего непосредственно из розетки. Стоит он значительно дороже первого варианта.

Однако от него прекрасно и без проблем работает любой холодильник, увлажнитель воздуха, котел или насос.

Поскольку большая часть современных бытовых приборов обладает высокой чувствительностью, такой инвертор сможет обеспечить им должную защиту.

Что же касается преобразователя с псевдосинусоидальным типом сигнала, это — усредненный вариант двух предыдущих, со стоимостью ниже синусоидального.

В принципе, он может применяться для питания любого устройства с одним условием: оно не должно быть слишком чувствительным к перепадам напряжения.

Минус псевдосинусоидального инвертора состоит в несовершенстве сигнала на выходе — отсюда могут возникать помехи и шумы.

Что еще следует учесть

Кроме типа выходного сигнала, необходимо также учитывать много нюансов, без которых будет невозможно добиться полноценной работы гелиосистемы:

  • Входное U, а именно: показатели напряжения и мощности должны быть оптимально согласованы друг с другом. Это поможет избежать серьезных утечек тока. Следовательно, обеспечит мерную и продуктивную работу инвертора, без опасного «предела возможностей». У специалистов давно имеется такое понятие как «связка между мощностью и напряжением». Рекомендуемые виды таких связок: 12 В и 600 Вт, 24 В и от 600 до 1500 Вт. Если U составляет 48 В, мощность может быть и более 1500 Вт.
  • Выходная мощность, в идеале рассчитываемая на основании общей, суммируемой у всех энергопотребителей. В реальности же расчеты осуществляются, исходя из максимальной нагрузки, которая может быть в электросети. При работе большого количества бытовых агрегатов уровень пускового тока может стать намного выше номинальных возможностей инвертора. Поэтому следует ориентироваться на пиковые показатели мощности.
  • Типы защиты. Если инвертор высокого качества, он всегда оснащен не одной, а несколькими защитными схемами. Например, охлаждение в случае перегрева, защита от скачков U и коротких замыканий. Также в хорошем преобразователе всегда предусматривается наличие защитного контура от перегрузок, которые могут возникнуть на выходе.
  • Температура инвертора, находящегося в рабочем состоянии, особенно важна, если он устанавливается в помещении с отсутствием отопления. Если интервал температурных показателей широкий — значит, преобразователь хорошего качества.
  • Масса. Если она большая, это очень хорошо, потому что качественный трансформатор не может весить слишком мало. Существуют низкопробные преобразователи для солнечных аккумуляторов. В них трансформатор отсутствует, поэтому, стоит только пусковому току стать выше, вся система может мгновенно прекратить работу.
  • Понятие режима ожидания. Режим ожидания позволяет значительно экономить заряд энергии в аккумуляторе, а расходование мощности осуществляется исключительно в том случае, если требуется поддержать работоспособность системы.
  • Коэффициент полезного действия инвертора. Следует выбирать качественные модели с показателем не меньше 90 процентов. Если КПД будет меньше, потери энергии, поступаемой к гелиосистеме от Солнца, будут составлять одну десятую часть, что является недопустимым.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Особенности подключения

При подключении следует устанавливать преобразователь ближе к панелям, а уже после «тянуть» электропроводку с показателем U в 220 В. Длина провода при этом не должна превышать 3 м.

При мощности инвертора выше 500 Вт должно быть использовать жесткое подключение — в целях обеспечения надежного контакта. При слабом контакте повышается вероятность возникновения «искры» и последующего пожара.

При использовании преобразователей автономного типа в условиях БП (сети бесперебойного питания) наличие предохранителей, которые автоматически сработают при перегрузке, должно быть обязательным.

Устройства с модифицированным синусоидальным сигналом — самые ходовые для гелиосистем. Однако, если в доме находится большое количество высокочувствительных агрегатов, им необходим «чистый синус», благодаря которому опасность их выхода из строя будет минимальна.

Читайте также:  Перенос полотенцесушителя на другую стену в ванной: инструктаж

Выбор преобразователя для гелиосистемы — задание нелегкое. Особенно в условиях массового потребления, когда незадачливым покупателям часто предлагаются дешевые модели низкого качества. Зная основы, благодаря которым можно научиться разбираться в некоторых тонкостях, можно не ошибиться в выборе и приобрести качественный инвертор, который будет служить годами.

Источник: https://batteryk.com/invertor-dlya-solnechnyh-batarej

Типы инверторов

Инверторы для ИБП

  • Некоторые инверторы имеют встроенное зарядное устройство, в этом случае  такой инвертор можно использовать как источник бесперебойного питания, подключив к нему аккумулятор.
  • Источник бесперебойного питания (аббревиатура ИБП, на английском UPS  — Uninterruptable Power Supply) — это устройство, предназначенное для поддержания электропитания приборов при отключении основного источника электроэнергии.
  • Любой источник бесперебойного питания состоит из трех основных элементов:
  1. Преобразователь DC-AC (Инвертор)
  2. Аккумулятор — служит для накопления электроэнергии с последующем её использованием при отключении основного источника энергии.

  3. Зарядное устройство для подзарядки аккумулятора.

Эти три элемента могут быть в виде трех разных приборов, соединенных между собой или совмещены в одном корпусе.

Принцип работы источника бесперебойного питания

Общий принцип работы источника бесперебойного питания прост: когда сеть есть, прибор, подключенный к инвертору, работает от сети, а зарядное устройство заряжает аккумулятор, этот режим работы называется сетевой режим  или нормальный режим работы инвертора. Как только электросеть пропадает, инвертор начинает преобразовывать накопленную энергию в аккумуляторах в переменный ток и питает этот прибор (или несколько приборов), такой режим работы ИБП называется инверторный режим.

Типы инверторов для ИБП

Существует три самых распространенных основных типа инверторов для ИБП, отличающихся разным алгоритмом преобразования постоянного тока в переменный:

Резервный тип инвертора (или по другому их называют оффлайн или стэндбай, от английского offline, standby).

Такое название они получили потому что в нормальном режиме работы, когда сеть не отключена, подключенные приборы работают напрямую от сети и никак не связаны с аккумулятором.

Но как только происходит перебой в сети и на вход инвертора перестаёт подаваться напряжение, срабатывает реле, которое переключает ИБП в инверторный режим и теперь приборы никак не связаны с сетью, а работают только за счёт накопленной до этого энергии в аккумуляторах.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Линейно-интерактивный тип инвертора (line-interactive, lineinteractive).

 Этот инвертор работает по тому же принципу, что и инвертор резервного типа, но в линейно-интерактивном инверторе есть встроенный стабилизатор напряжения сделанный на основе трансформатора с переключающимся обмотками. В сетевом режиме этот инвертор выступает как стабилизатор напряжения, улучшая качество электросети на выходе из инвертора.

Онлайн инвертор (online) — это инвертор с двойным преобразованием. Имеет встроенный выпрямитель, который преобразует переменный ток от сети на входе в постоянный ток, а на выходе преобразует его обратно в переменный для дальнейшего потребления. В инверторном режиме, когда происходит обрыв сети, энергия берется также, от аккумулятора.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Так же есть инверторы с комбинированными типами работы.

Например, онлайн инвертор с функцией Standby, принцип работы такого инвертора заключается в том, что инвертор определяет допустимый диапазон входного напряжения (например +/- 10%), где инвертор работает с КПД 100% в режиме offline напрямую от сети без преобразований, но как только напряжение в сети начинает скакать выше заданного порога, инвертор переходит в режим онлайн и на выходе из инвертора мы получаем стабильное напряжение, но при этом КПД инвертора понижается.

У каждого типа инверторов для ИБП есть свои преимущества и недостатки:

Тип инвертора Преимущество Недостаток
Резерный (offline) Простота конструкции Отсутствует стабилизация напряэения на выходе
Низкая цена При любых скачках напряжения сети переключается на инверторный режим, тем самым снижает срок службы аккумуляторов
Высокий КПД в сетевом режиме Высокое время переключения в инверторный режим, что не позволяет использовать этот инвертор для защиты чувствительных к приборов.
Линейно-интерактивный Есть встроенный стабилизатор напряжния, это позволяет не переключатся в инверторный режим каждый раз, когда скачет напряжение сети, тем самым продлевается срок службы аккумуляторов Время переключения в инверторный режим 4-6 мс, не позволяет использовать такой инвертор для защиты чувствительных приборов.
В сетевом режиме может работать без аккумуляторов
Высокий КПД в сетевом режиме, но за счёт стабилизатора чуть ниже, чем у оффлайн инвертора
Онлайн инвертор Время переключения с сетевого режима в инверторны — ноль, поэтому можно использовать для защиты чувтсвительных приборов Цена (в два — три раза дороже линейно-интерактивного)
Низкий КПД, по сравнению с остальными типами инверторов
Высокий уровень стабилизации — корректруется не только напряжение, но и частота переменного тока Высокое тепловыделение и как следстве высокий уровень шума системы охлаждения
Высокий износ аккумуляторов за счёт двойного преобразования

Источник: http://autonomy-energy.ru/tipy-invertorov/

Инвертор для солнечных батарей. Составляющие инвертора

Инвертор для солнечных батарей – важный и неотъемлемый элемент для системы солнечной батареи. Инвертор необходимо не только правильно подобрать, но и таким же образом установить.

Инвертор – электрическое устройство, которое служит для преобразования постоянного тока в переменный и наоборот, а также высокое напряжение в низкое, и наоборот. Является самой важным звеном в системе энергообеспечения с помощью солнца. Например, преобразует переменный ток с напряжением 220/380 в в постоянный ток с напряжением 12/24 в и в обратном направлении.

Инверторы различаются по форме синусоиды на выходе. Бывают нормальная и модифицированная синусоиды. В случае формы напряжения приближенной к синусоиде, инвертор считается синусоидальным. Такие инверторы могут питать любую нагрузку переменного тока, вследствие того что это напряжение соответствует напряжению в электрической сети.

Напряжение прямоугольной, трапециевидной или ступенчатой формы не подходит основной массе потребителей. Такие инверторы – несинусоидальные. Почему это важно? Прямоугольное напряжение обеспечивает исправную работу утюга, но телевизор или радио при таком напряжении будет работать некачественно, с помехами.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования тока

Составляющие инвертора

Инверторов для солнечных батарей производится разными компаниями множество модификаций. Из этого изобилия следует не только сделать правильный выбор именно для вашей солнечной батареи, но и сделать соответствующий монтаж. В общем случае составляющие солнечной батареи следующие:

  • Фотоэлементов
  • Контроллера
  • Аккумулятора
  • Инвертора

Каким должен быть инвертор для солнечных батарей

В идеале электростанция на солнечных батареях должна получать разные нагрузки от разных инверторов. Их мощность и количество находятся в соответствии с мощностью и количеством автоматических выключателей на распределительном щитке. Это необходимо знать при создании электросети в частном доме.

В этом случае нужно установить 4 инвертора, мощность которых будет составлять 16Ах220В=3520В и 2-х инверторов, мощность которых 25Ах220В=5500Ватт. Инверторы будут запитываться от аккумуляторов, которые заряжаются от определенной группы солнечных батарей.

Тут есть один нюанс, который не всеми учитывается. В большинстве случаев производители предпочитают указывать мощность инверторов в вольт-ампер, так как эта величина выше чем мощность указанная в Ватт (на 25-30%). На рыке высокотехнологичных товаров можно встретить множество модификаций инверторов. Основные отличия:

  • Выходной сигнал
  • Компенсация нагрузок
  • Схемные решения и пр.

Встречаются инверторы, у которых есть функция зарядки от электросети. Есть инверторы которые наоборот сами могут подпитывать электрическую сеть энергией от солнечных батарей.

Поэтому современные инверторы дают возможность простым потребителям самостоятельно собирать солнечные батареи, и таким образом пользоваться энергией нашего светила.

Каким должен быть качественный инвертор?

  • Синусоидальный сигнал инвертора высокого качества чистый, искажение должно составлять меньше 3%;
  • Амплитуда напряжения при нагрузках не должна меняться больше 10%;
  • Инвертор, как уже говорилось, должен трансформировать ток в 2-х направлениях, постоянный и переменный;
  • Не допускается большая разрядка аккумуляторов;
  • Должен иметь функцию защиты при коротких замыканиях и иметь запас по перегрузке.

Таким образом, инверторы могут быть оснащены или не оснащены дополнительными функциями, но при выборе, следует иметь в виду, что слишком много функций также могут создавать трудности при эксплуатации устройства.

Солнечная батарея для дома

Источник: https://beybitblog.ru/invertor-dlya-solnechnyx-batarej/

Инвертор для солнечной батареи: особенности и классификация приборов

Неотъемлемой частью системы солнечных батарей есть инвертор, основная функция которого заключается в преобразовании постоянного тока в переменный, таким образом, без данного прибора устройство не будет функционировать.

Инвертор для солнечных батарей: виды техники для преобразования токаЧтобы сделать правильный выбор, нужно ознакомиться с существующими видами инверторов, их техническими особенностями.

Характеристика инверторов для солнечных батарей

Производители выпускают разнообразные инверторы, чтобы найти оптимальный вариант, стоит исходить от конкретной ситуации, технических свойств солнечной батареи. Но также важно придерживаться требований к монтажу данного устройства.

На данный момент для солнечной электростанции рекомендуют применять несколько инверторов соответствующих мощностей. Современные модели позволяют создавать солнечные батареи своими руками.

Качественный инвертор должен выдавать синусоидальный сигнал, обеспечивать два преобразования и обладать защитными свойствами от замыканий и перегрузок. Принцип работы состоит в том, что энергия к инвертору поступает из аккумулятора, а затем передается для функционирования различных электрических приборов.

Разновидности инверторов для солнечных батарей

Рассматриваемую конструкцию классифицируют на следующие типы:

  1. Автономные модели устройства, минимальная мощность составляет 100 Вт, максимальная – 8000 Вт, такие инверторы трансформируют преобразование тока по так называемой аккумуляторной цепочке. В свою очередь прибор бывает различных размеров, каждый из которых имеет свое назначение и технические характеристики.
  2. Многофункциональные виды, считаются наиболее эффективными для применения в солнечных батареях, единственный минус – высокая цена, из-за чего устройство доступно далеко не всем.
  3. Синхронные конструкции, отличительная особенность заключается в том, что излишки преобразованной энергии сохраняются и поступают в главную сеть, благодаря чему, можно использовать данную энергию при аварийных отключениях.
Читайте также:  Топ-10 лучших проточных газовых водонагревателей + советы по выбору оборудования

Еще инверторы напряжения для солнечных батарей могут быть синусоидальными, когда напряжение на выходе и входе практически одинаковое и меандровыми, где напряжение на выходе отличается формой прямоугольных импульсов.
Стоит отдать предпочтение проверенным производителя данного устройства, ведь большинство дешевых моделей имеют низкое качество работы и недолговечны.

Источник: https://ostroykevse.com/news/invertor-dlya-solnechnoy-batarei-osobennosti-i-klassifikaciya-priborov.html

Принцип работы солнечной батареи – основные особенности функционирования преобразователей

В нашей стране такое новшество ещё на стадии развития, хотя некоторые домовладельцы уже успели по достоинству оценить выгоду от таких устройств. В первую очередь, это обусловлено постоянно растущими тарифами на электроэнергию и другие коммунальные услуги. Благодаря постоянному усовершенствованию современных технологий стоимость солнечных батарей медленно, но уверенно падает, что делает их более доступными для среднестатистического потребителя.

Как устроена солнечная батарея?

Конструктивное исполнение разных моделей устройств для преобразования энергии солнца в электричество имеет одинаковые элементы. Большая часть батарей состоит из следующих составляющих:

  • устройство, генерирующее, постоянный ток;
  • блок аккумуляторных батарей;
  • преобразователь постоянной величины тока в переменную.

В свою очередь, конструкция солнечной батареи состоит из фотоэлектрического преобразователя. При этом в изготовлении таких преобразующих компонентов используют кремний – достаточно дорогой природный материал. На сегодняшний день рассматривают два основных типа фотоэлектрических преобразователей:

  • преобразователи в изготовлении которых используется монокристаллический кремний;
  • приборы из поликристаллического материала.

К важнейшим техническим параметрам всех солнечных батарей можно отнести их коэффициент полезной мощности. Благодаря этому критерию определяется экономичность и качество преобразующего устройства. Полезная мощность определяется на основании показателей тока и напряжения, которые будут зависеть от степени интенсивности солнечных световых потоков, попадающих на фотоэлементы.

Хочется отметить, что величина тока на выходе солнечной батареи зависит не только от интенсивности солнца, но и от габаритов принимающих элементов. Во время дождя или зимой, когда постоянно пасмурно показатели мощности и напряжения в значительной мере снижаются, что обусловлено уменьшением выходного тока.

Если батарею замкнуть на любой нагрузке с сопротивлением, то по такой цепи начинает протекать ток, величина которого будет зависеть от качества преобразующих элементов и интенсивности потока солнечных лучей. При этом мощностные показатели, выделяемые при нагрузке, будут равны величине тока и напряжения перемноженных между собой.

Максимальных мощностных показателей, потребляемых электрическими приборами можно достичь только при оптимальном сопротивлении, которое должно соответствовать пиковому значению КПД солнечной батареи. При этом каждое преобразующее устройство обладает своим оптимальным размером сопротивления, значение которого будет зависеть от параметров фотоэлектрических преобразователей.

В конструкцию солнечной батареи входят отдельные элементы, соединённые по последовательной или параллельной схеме благодаря чему, улучшаются параметры на выходе. При последовательном соединении увеличивается величина напряжения, а при параллельном — ток. Обычно на практике используют комбинацию методов соединения что позволяет увеличить общие выходные параметры прибора.

Преимуществом комбинированного варианта соединения фотоэлементов является и то что в значительной мере увеличивается надёжность солнечной батареи. В первую очередь — это обусловлено тем, что при выходе из строя отдельно взятого элемента это практически не повлияет на качество работы устройства в целом.

Для увеличения надёжности солнечных батарей их элементы шунтируются с помощью диодов. При этом для каждого фотоэлектрического элемента используется по 4 диода. Благодаря этому отдельные элементы, на которые не попадает свет не выходят из строя. В такой ситуации приблизительно на четверть уменьшается генерируемая выходная мощность.

Если пренебречь установкой диодов, то из-за перегрева элементы принимающие солнечные лучи будут ломаться, так как при отсутствии света они начинают потреблять ток, а благодаря использованию диодов ток не будет проходить через них.

Солнечные батареи – принцип работы

Все преобразователи световой энергии в электрическую работают по достаточно простому принципу, который известен большинству людей ещё со школьного курса физики. В частности, нужно вспомнить принцип действия p-n перехода. Именно благодаря ему происходит превращение света в электричество.

Такой принцип работы может проиллюстрировать транзистор со срезанным корпусом. Лучи света, попадая, на p-n переход преобразуются в электрический ток, о появлении которого будет свидетельствовать вольтметр, подключённый к выводам.

При этом если увеличить площадь перехода показатели электроэнергии также возрастут. Поэтому все современные батареи имеют достаточно большие габариты, позволяющие в полной мере удовлетворить нужды потребителей в электрической энергии.

С каждым годом происходит усовершенствование материалов и конструкции солнечных батарей, благодаря чему в значительной мере увеличивается коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую. При этом параметры тока и напряжения на выходе прибора зависят от степени освещённости фотоприёмников.

Кремниевые преобразователи солнечной энергии

Солнечными батареями, изготавливаемыми из кремния, вырабатывается ток постоянной величины, образуемый благодаря попаданию на кремневодородные элементы потоков солнечного света.

Особенность материала такова что световые потоки, попадающие на поверхность, производят сдвиг электронов с орбиты атома. Благодаря этому свободные электроны вырабатывают электричество.

Такие преобразователи обладают высокой производительностью, но имеют сложную в изготовлении конструкцию, из-за которой значительно возрастает цена устройства. При этом на сегодняшний день различают определённые модели кремниевых устройств.

  1. Монокристаллический преобразователь, отличительной особенностью элементов которого является общая направленность чувствительных к свету ячеек в одном направлении. Это, в свою очередь, позволяет работать солнечной батарее с максимальным коэффициентом КПД. Но для качественной работы фотоприёмники должны быть постоянно развёрнуты к свету.
  2. Поликристаллическое устройство работает благодаря пластинам, состоящим, из разнонаправленных кристаллов кремния что снижает уровень КПД на несколько процентов. Также такие солнечные батареи отличаются внешне, так как состоят из пластин с правильной формой и тёмно-синим окрасом. Неоднородность оттенка и структуры таких устройств обусловлена разнородностью кристаллов кремния и наличием различных примесей.
  3. Аморфное преобразующее устройство представляет собой тончайшие кремниевые слои, получаемые путём напыления материала в условиях вакуума. В качестве основы берут высококачественную металлическую фольгу, стекло или полимерные материалы. Такие солнечные батареи имеют незначительный КПД по сравнению с другими преобразователями. Это в первую очередь обусловлено повышенным выгоранием кремниевого слоя под влиянием радиации солнечных лучей. Как стало известно, из практики качество работы аморфного преобразователя через несколько месяцев снижается на 25%, а по прошествии нескольких лет солнечная батарея совсем перестаёт работать.
  4. Гибридный фотопреобразователь – устройство, объединившее в себе аморфные панели и микрокристаллический кремний. Качество работы гибридного преобразователя приближено к характеристикам поликристаллического аналога, с единственным отличием в том, что уровень КПД даже при рассеянном свете на порядок выше. Помимо этого, такие солнечные батареи могут преобразовывать как ультрафиолетовый спектр, так и инфракрасное излучение.

Полимерный преобразовать солнечной энергии

Полимерный преобразователь солнечной энергии в электрическую – перспективный вариант замены кремниевого аналога. Прибор состоит из плёнки с полимерным активным слоем, электродов из алюминия и подложки с высокой гибкостью. Благодаря объединению всех фотоэлементов между собой получается устройство рулонного типа.

Такие солнечные батареи достаточно гибкие и имеют незначительный вес. При этом их стоимость намного ниже чем у аналогов из кремния, который является дорогостоящим материалом. Помимо этого, такие системы обладают высокой экологичностью что очень актуально на сегодняшний день.

Хочется отметить, что полимерные солнечные батареи имеют невысокий КПД. Для широкого потребителя первые такие устройства начали производить в Дании.

При этом сама процедура производства происходит за счёт многослойной печати фотоэлементов на специальной гибкой плёнке, которую можно разрезать по любым размерам что очень удобно. Стоимость плёночного элемента намного меньше чем у аналогов из кремния.

Но повстречать такую солнечную батарею на прилавках магазинов практически невозможно. Процесс производства только входит в начальную стадию развития.

Работа солнечной батареи в плохую погоду

Солнечная батарея – замечательный источник электричества, придуманный человеком. Но из-за того, что основной работы таких устройств является солнечный свет, то если на улице дождь или тучи, эффективность их работы падает в разы. Особенно это актуально в осенне-зимний период года, когда погода не балует большим количеством солнечных дней.

Исходя из опыта использования солнечных источников электричества, зимой коэффициент производимой энергии падает практически в 5 раз. А если взять во внимание, что производительность таких устройств изначально ниже стандартного электроснабжения, то использование солнечных батарей зимой или в пасмурную погоду практически бессмысленно.

Помимо этого, при выпадении снега нужно выполнять очистку панелей, причём делать это нужно с максимальной осторожностью, так как любой дефект или повреждение фотоэлементов значительно снизит работу батареи в целом. А если говорить об осадках в виде града, то они просто губительны для солнечных батарей, так как все модули от механических ударов льдинок приходят в полную негодность.

Естественно, на сегодняшний день можно увеличить производительность солнечного источника электроэнергии в пасмурную погоду или зимой. Для этого были разработаны специальные приборы, отслеживающие положение солнца.

Это позволяет моноблоку располагаться под правильным углом к источнику света. В первую очередь — это важно по той простой причине, что даже незначительное отклонение батареи от солнца сильно снижает её производительность.

И чем сильнее угол отклонения, тем меньше электричества вырабатывается устройством.

Источник: https://elektro.guru/elektrooborudovanie/avtonomnoe-elektrichestvo/solnechnye-batarei-vidy-i-princip-raboty-preobrazovateley.html

Инвертор для солнечных батарей

Главная > Советы электрика > 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.

Читайте также:  Вытяжка без отвода в вентиляцию: принцип работы, схемы, монтаж

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

Сварочные аппараты в домашнем хозяйстве

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

  1. 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

  1. 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

Какой сварочный инверторный аппарат лучше

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

Ремонт сварочных аппаратов

Источник: https://jelectro.ru/sovety/invertor-dlya-solnechnykh-batarejj.html

Ссылка на основную публикацию