Inverter za sončne baterije: vrste naprav, pregled modelov, značilnosti priključitve

Heliosistemi po vsem svetu se razvijajo z izjemno hitrostjo. Mednarodna agencija za energijo je v svojem letnem poročilu opozorila, da je leta 2016 število v obratovanje predanih sončnih elektrarn prvič preseglo število premogovnih.

Srce sistema sončne energije je inverter za sončne celice, katerega naloga je pretvoriti enosmerni tok v izmenični. Povedali vam bomo, kako izbrati optimalno napravo in kako jo pravilno namestiti. Upoštevajoč naša priporočila boste lahko sestavili brezhibno delujočo mini elektrarno.

Vrste inverterjev za sončne celice

Brez inverterja je energija, ki jo proizvaja heliosistem, za gospodinjske potrebe popolnoma neuporabna. Obstajajo 3 vrste inverterjev glede na način uporabe:

• avtonomni;
• omrežni;
• večfunkcijski.

Inverterji prvega tipa imajo oznako 'off grid'. Povezani so na sončni modul, so del ločenega fotovoltaičnega sistema in nimajo nobenega stika z zunanjim električnim omrežjem. Njihova moč se giblje v razponu 100–8000 W.

Sinhroni ali omrežni inverterji delujejo sinhrono s centraliziranim sistemom oskrbe z električno energijo. Pretvorniki z oznako 'on grid' ne opravljajo le vloge pretvornika, temveč tudi prilagajajo parametre omrežja, kot so amplitudne spremembe, kazalniki frekvence in druge.

Če so v zunanjem omrežju opažene motnje, se inverter samodejno izklopi. Takšni inverterji kopičijo električno energijo v akumulatorskih baterijah.

Če je skupna moč naprav, ki se uporabljajo v hiši, manjša od potencialnih zmogljivosti sončne elektrarne, presežek proizvedene električne energije preteče v zunanja električna omrežja. Če pa moč ne zadostuje za normalno delovanje gospodinjskih aparatov, se izvaja dovajanje od zunaj.

Parametre inverterja na strani izmenične napetosti določajo na podlagi skupne porabe moči vseh naprav, priključenih na električno omrežje porabnika. Na strani enosmernega toka inverter izberejo na podlagi nazivne moči sončnih panelov.

Ob izpadu napetosti se napajanje dovaja iz napolnjene akumulatorske baterije. V primeru, ko v sistem niso vključene akumulatorske baterije, energija, ki jo proizvaja sončna elektrarna, odteče v skupno omrežje.

Omrežni fotovoltaični inverterji z veliko učinkovitostjo uporabljajo energijo, pridobljeno iz sončnih plošč. So zagotovilo stabilnosti oskrbe z elektriko in se odlikujejo z visokim izkoristkom, ki presega 90 %.

Hibridni ali večfunkcijski inverter je zanesljiva oprema. Združuje lastnosti prvih dveh pretvornikov in ima veliko število nastavitev. To je najboljša možnost za ureditev domače sončne elektrarne, a tudi najdražja.

Vsi obstoječi sončni pretvorniki se delijo na vrste glede na izhodno napetost. Glede na ta parameter so lahko sinusni ali pravokotni (meander). Ker je pri prvem izhodna napetost skoraj enaka kot v električnem omrežju, je to dobra izbira, če so v hiši naprave z visoko občutljivostjo.

Stalna vrednost napetosti je zagotovilo varnosti za domačo električno opremo. Grafično je oblika izhodnega signala pri takem sinusnem pretvorniku prikazana kot čista sinusoida.

Pri delovanju opreme je najboljša oblika meandra idealni sinus. To je še posebej pomembno za telekomunikacijsko opremo, medicinsko tehniko in visoko natančne merilne naprave, zato kljub visoki ceni zapletenih pretvornikov v tem primeru ni drugih možnosti. Podatke o obliki izhodnega signala proizvajalci navajajo v njegovih značilnostih.

Pravokotni (meander) ali nesinusni pretvorniki imajo v nasprotju s sinusnimi izhodni signal v obliki pravokotnih impulzov, tako imenovani modificirani sinus. Pretvornikov tega tipa ni mogoče uporabiti za nekatere vrste obremenitev, vendar so povsem primerni za naprave, ki uporabljajo aktivno moč.

Merila za izbiro pretvornika

Pri izbiri takega elementa sončnega sistema, kot je pretvornik, ni pomembna le geometrija izhodnega signala, ampak tudi njegova moč. Strokovnjaki svetujejo, da sončne celice opremite s pretvorniki, katerih nazivna moč je za 25–30 % višja od skupne moči naprav v hiši.

Prav tako je treba upoštevati obremenitev, ki nastane ob hkratnem vklopu več naprav z veliko zagonsko močjo.

Še eno merilo pri izbiri pretvornika je njegov izkoristek, ki določa izgube energije pri spremljajočih procesih. Odvisno od modela ima različne vrednosti, v območju 85–95 %. Optimalna izbira je izkoristek najmanj 90 %.

Pretvorniki so lahko enofazni ali trifazni. Prvi imajo nižjo ceno, vendar je njihova izbira upravičena, ko je poraba moči manjša od 10 kW. Njihova napetost je 220 V, frekvenca pa 50 Hz. Trifazni pretvorniki imajo širši razpon napetosti – 315, 400, 690 V.

Proizvajalci kakovostne opreme opremljajo svoje izdelke z izhodnimi transformatorji. Obstaja povezava med težo pretvornika in njegovimi tehničnimi značilnostmi – če na vsak kg njegove mase odpade 100 W moči, to pomeni, da je transformator vključen v njegovo vezje.

Število razsmernikov v sistemu je lahko različno. Pri tem se je treba ravnati po naslednjih priporočilih: če moč sončnih kolektorjev ne presega 5 kW, za tak sistem zadostuje en razsmernik. Za baterije večje moči bodo morda potrebni 2 ali več razsmernikov. Optimalno je, ko na vsakih 5 kW pride en razsmernik.

Za delovanje v omrežju, ki združuje uporabo standardne električne energije in energije, ki jo dovajajo sončni kolektorji, se uporabljajo hibridni razsmerniki. Z značilnostmi naprave in pravili za njihovo izbiro vas bo seznanil priporočeni članek.

Pretvorniki se lahko med seboj razlikujejo po shemah, geometriji izhodnega signala in drugih določujočih veličinah. Posamezni pretvorniki so opremljeni s polnilci. Če eden od razsmernikov odpove, sistem ne bo prenehal delovati.

Posebnosti priključitve inverterja

Učinkovitost celotnega sončnega sistema je odvisna od pravilne priključitve sončnega razsmernika. Glavno je upoštevati pravilo: kabel, ki prenaša enosmerni tok, mora imeti minimalno dovoljeno dolžino in največji presek.

Če je porabnik daleč od sončnih kolektorjev, je treba električni kabel, ki prenaša izmenični tok 220 V, podaljšati s povečanjem dolžine. Dolžina žice med razsmernikom in sončno ploščo naj se giblje znotraj 3 m in nikakor ne več.

Najboljša možnost je, ko je razsmernik nameščen v bližini sončne baterije. Posebej stroge pogoje je treba izpolniti pri priključitvi razsmernikov, ki po moči presegajo 0,5 kW.

Priključitev žic mora biti trdna, saj premalo tesna povezava povzroča iskrenje, kar lahko postane vir požara. Pri montaži avtonomnega razsmernika za zagotavljanje neprekinjene oskrbe z električno energijo mora biti enosmerni tokokrog opremljen z avtomatskimi odklopniki.

Najboljša rešitev pri priključitvi razsmernika je uporaba hibridnega vezava tako za enosmerni kot izmenični tok. Načelo temelji na posebnem vrstnem redu vklopa pretvornika. Vklopi ga krmilnik za sončne baterije potem, ko so akumulatorji napolnjeni.

Takšna rešitev povečuje kakovost delovanja opreme. V regijah, kjer elektriko pogosto izklapljajo, ali v hišah na območjih, kjer prevladuje oblačno vreme, ta možnost deluje zelo učinkovito.

Pregled modelov inverterjev

Pretvornike za sončne panele izdelujejo številni proizvajalci, tako domači kot tuji. Vsa oprema ima različne lastnosti, ravni kakovosti, svoj nabor funkcij in tehnične možnosti.

Inverterji domačega proizvajalca

Širok nabor teh izdelkov z močjo 800–1200 W izdeluje ruski proizvajalec MAP »Energija«.

Podjetje proizvaja več linij razsmernikov:

1. Sinusni razsmerniki z obliko signala v obliki čistega sinusa — MAP SIN.
2. Sinusni pretvorniki s funkcijo odvzema dodatne energije iz akumulatorjev – MAP HYBRID.
3. Trifazni inverterji – MAP HYBRID 3 faze.

Inverterji, ki jih izdeluje to podjetje, lahko polnijo akumulatorje vseh vrst. Za to imajo polnilnik velike moči.

Dosežek podjetja je inverter rekordne moči – 20 kW, ki prenese največjo obremenitev 25 kW. Ta model lahko zanesljivo oskrbuje veliko stanovanjsko hišo s številnimi napravami.

Inverterji MAP »Energija« se ne uporabljajo le v zasebnih gospodinjstvih, temveč tudi v številnih industrijskih panogah. Uporabljajo se v medicini, gradbeništvu, na meteoroloških postajah.

Pretvorniki Conext podjetja Schneider Electric

Francosko podjetje Schneider Electric proizvaja inverterje z visokimi obratovalnimi lastnostmi, ki omogočajo njihovo uporabo v različnih podnebnih razmerah.

Premaz ohišja z visoko korozijsko odpornostjo omogoča uspešno prestajanje testa s solnim pršilom. Namenjeni so sončnim celicam, nameščenim tako na strehah zasebnih hiš kot večstanovanjskih stavb.

Proizvajalec preverja zanesljivost svoje opreme z uporabo najrazličnejših metod in testov. V konstrukciji inverterjev Conext ni elektrokemičnih kondenzatorjev, kar zagotavlja dolgotrajno uporabo.

Inverterji Conext imajo tudi pri največjih obremenitvah izkoristek 97,5 %. Posamezni modeli so opremljeni z razdelilnim blokom, zato odpade potreba po montaži zunanje električne omarice.

Velik izbor izdelkov omogoča izbiro ustreznega modela za sončne sisteme z močjo od 3 do 20 kW.

Inverterji podjetja TBS Electronics

To nizozemsko podjetje, ki je na trgu od leta 1996, proizvaja tako nizkomočnostne kot močnejše sinusne pretvornike za sončne panele Powersine z nazivno močjo od 175 do 3500 W.

Na fotografiji je model profesionalnega inverterja Powersine PS3500-24. Uporabimo ga lahko za zagotavljanje neprekinjenega napajanja ogrevalnih kotlov, črpalk, računalnikov in drugih majhnih bremen. Opremljen je z zanesljivo elektroniko in zelo trpežnim kovinskim ohišjem.

Linija Powersine je značilna po zelo čistem sinusnem valu na izhodu, zato uporaba teh inverterjev zagotavlja pravilno in dolgotrajno delovanje visoko občutljivih naprav. Oprema je opremljena z zaščito pred kratkim stikom, temperaturnimi nihanji in preobremenitvami. S temi inverterji je mogoče poganjati obremenitve do 500 V z začetno močjo, ki desetkrat presega nazivno.

Omrežni inverterji Kostal

Podjetje proizvaja inovativne visokokakovostne inverterje z močjo od 1,5 do 20 kW, tako enofazne kot trifazne. V zasnovo so vključeni samodejno delujoč izmenični stikalnik, MPP sledilniki, monitor, števec S0 in številne druge možnosti v osnovni opremi. Vse to omogoča vgradnjo inverterja v sistem »pametnega doma«.

Inverterji Kostal so preprosti tako za uporabo kot za namestitev. Vgrajena plošča je informativna in razumljiva ter omogoča spremljanje njegovega delovanja.

Zaradi visoke kakovosti materiala ohišja se pretvornik namesti tako zunaj kot znotraj hiše. Montaža poteka v Evropi, zato kakovost ustreza evropskim standardom. Proizvajalčeva garancija je 5 let.

Inverterji ABi-Solar iz Tajvana

Ti inverterji, proizvedeni na Tajvanu, so na našem trgu zastopani s serijo samostojnih pretvornikov SL/SLP, samostojno-omrežnih hibridnih inverterjev (HTP) in linijo hibridov HT.

Samostojni pretvorniki so opremljeni s krmilniki polnjenja iz sončnih baterij. Ta oprema ima trojno funkcionalnost – deluje kot inverter, krmilnik in polnilnik.

V zasnovo je vključen LCD zaslon, ki omogoča nadzor osnovnih parametrov sončnega sistema. Izkoristek inverterjev SL/SLP je približno 93 %. Modeli SLP imajo zaščito pred prahom.

K proračunski različici spada inverter iz nove serije ABi-Solar HTP. Deluje samo, če je na voljo akumulator. Posebno priljubljena je serija HT, ki vključuje hibridne inverterje, enofazne in 3-fazne, ki se odlikujejo po odlični kakovosti izdelave.

Pretvornika SL0912 in SL1524 prav tako spadata v proračunski razred. Delujeta v dveh načinih – kot gospodinjski brezprekinitveni napajalnik in s sončnimi baterijami. Imata dva načina vzdrževanja napetosti: od 180 do 260 V in od 100 do 300 V.

Drugi način omogoča podaljšanje časa delovanja baterij zaradi manjše uporabe, vendar lahko napaja le opremo, ki ni zelo občutljiva na kakovost elektrike.

Inverter ABi-Solar SL 1012 PWM ima moč 800 V. Izhodni tok ima nemodificiran sinusni val. Lahko se uporablja za realizacijo električne energije, proizvedene s sončnimi paneli, po »zeleni« tarifi.

Inverterji ABi-Solar omogočajo povečanje delovnega temperaturnega območja baterij in avtomatizacijo procesa polnjenja in praznjenja.

Omrežni inverterji podjetja GoodWE

Ta kitajska podjetje proizvaja omrežne razsmernike različnih moči in jih dobavlja na trg po nizki ceni. Razsmerniku je priložen poseben program, ki omogoča izračun sončnega sistema ob upoštevanju lege sončnih panelov glede na smeri neba in druge orientacijske točke.

Možno je spremljati delovanje pretvornika prek tablice ali pametnega telefona, vendar boste morali predhodno namestiti za to namenjeno aplikacijo, ki temelji na operacijskem sistemu Android.

Zaključki in koristen video na to temo

Tukaj vodja prodajnega podjetja razlaga o načelih izbire razsmernika:

V tem videoposnetku je obravnavano vprašanje priključitve razsmernika:

Fotonapetostni omrežni razsmernik kot neločljiv del sončnega sistema omogoča popolno neodvisnost od centralizirane oskrbe z elektriko in naraščanja cen energentov.

»Pametni sistemi«, ki vključujejo omrežni pretvornik, naredijo proces porabe energije dostopen, zanesljiv in obvladljiv. Pri tem se udobje v domu nikakor ne moti.

Želite povedati, kako ste sestavili lastno mini elektrarno z razsmernikom za sončne panele? Imate dragocene informacije o temi, ki so lahko koristne obiskovalcem spletnega mesta? Prosim, napišite komentarje v spodnjem bloku, objavite fotografije in zastavite vprašanja.