Інвертори для сонячних батарей, що перетворюють постійний струм сонячної батареї, в змінний з напругою 220 вольт. Постійний струм на сонячні інвертори надходить не тільки від сонячної батареї, але і від акумуляторної батареї. Акумулятори в основному застосовуються в якості запасного джерела живлення під час перебоїв з електрикою в мережі.
Зміст
Різновиди інверторів, їх властивості
- мережеві інвертори для сонячних батарей підключаються між батареєю на фотоелементах і мережевим живленням на 220 вольт змінного струму. Застосовуються тільки вдень, дають можливість роботи окремих побутових приладів, які підключені безпосередньо до інвертора.
- автономні інвертори для сонячних батарей. Застосовуються в роботі сонячної батареї з використанням акумуляторних батарей. У такій схемі інвертор задіють для зміни постійного струму батареї акумуляторів, яка в свою чергу отримує заряд від сонячних батарей. Такі моделі використовують в джерелах безперебійного постачання живленням. Таким чином, створюється незалежність споживання енергії від непостійної роботи енергопостачальної системи.
Основною характеристикою дії інвертора є форма сигналу виходу змінного струму. Вихідний сигнал може бути у вигляді наступних форм:
- синусоїдальна форма.
- квазі синусоїдна форма (модифікований варіант).
Перший вид інверторів, з чистим синусом – це найоптимальніший варіант застосування, так як він створює синусоїду струму ідеальної форми. Вона за якістю форми вище, ніж у звичайній домашній мережі живлення. Такі властивості струму надійно оберігають електроприлади від несправностей, так як прилади чутливі до напруги з нестабільними властивостями. Ці інвертори для сонячних батарей мають високу вартість, підвищені габаритні розміри роблять їх не дуже зручними для розміщення.
Квазі синусоїда струму, одержувана інверторами другого типу, тільки імітує справжній синус, так як має форму трикутника або прямокутника, а також трапеції. Але такі інвертори поширені ширше, так як коштують дешевше, мають компактний корпус. Єдиним їх недоліком є те, що до нього небажано підключати електроприлади з підвищеною чутливістю до стрибків напруги мережі.
Енергетична установка, що працює від сонця, має в складі:
- батарея сонячних елементів.
- перетворювач напруги (інвертор).
- батарея акумуляторів.
- зарядний контролер.
Щоб вся система енергоустановки працювала з належними параметрами, всі її частини необхідно підібрати, враховуючи технічні дані кожного пристрою. Такі вимоги можна віднести і до інвертора, який перш за все працює разом з сонячними елементами.
Блоки сонячних фотоелементів утворюють напругу трьох видів: 12, 24, 48 вольт, постійного струму. Електричні прилади не можна підключати відразу безпосередньо до сонячних батарей, так як прилади розраховані на 220 вольт змінного струму. Тому інвертор повинен перетворити вироблювану енергію сонячних батарей в звичайний вид харчування, прийнятний для побутових домашніх електропристроїв. Це основне призначення таких приладів, як інвертори для сонячних батарей.
При виборі перетворювача потрібно уважно поставитися до деяких властивостей пристрою:
- максимальна і номінальна потужність.
- споживання енергії вхолосту.
- інтервал робочих температур.
- вага пристрою.
- коефіцієнт корисної дії.
Потрібно також мати на увазі, що потужність перетворювача вибирається в залежності від напруги виходу батареї акумуляторів або сонячної батареї. Залежність потужності виражається наступним чином:
- 12 вольт-менше 600 ват.
- 24 вольта-600-1500 ват.
- 48 вольт-вище 1,5 квт.
Слід звернути увагу на наявність систем захисту:
- вихідна перевантаження.
- коротке замикання.
- надмірно високої і занадто низької напруги.
- перегріву.
Можна за зовнішнім виглядом і масі приладу вже зробити деякі висновки за технічними властивостями. На 100 ват потужності виходить 1 кг ваги пристрою. Звідси можна розрахувати, чи має перетворювач трансформатор виходу. Його наявність вказує на якість виконання інвертора. Досить широкий інтервал робочих температур приладу характеризує його позитивну працездатність.
Електрична енергія, що отримується від батареї сонячних елементів, буде використовуватися економічно, якщо:
- коефіцієнт корисної дії перетворювача не менше 90%.
- споживана потужність без навантаження перетворювачем менше 1% від його номіналу.
Підключення інвертора
При підключенні потрібно знати, що кабель постійного струму повинен мати перетин, достатню для передачі сили струму розрахункової потужності установки. Довжина кабелю не повинна бути занадто довгою.
При значній віддаленості сонячних елементів від пристроїв, що споживають енергію, нарощують кабель змінного струму на 220 вольт, а перетворювач розташовується біля батареї фотоелементів. Довжина електрокабеля від інвертора до сонячної батареї не повинна бути більше 3 метрів.
Спеціальні вимоги створюються до потужного перетворювача, більше 0,5 квт. Кабель повинен мати якісний жорсткий контакт електричного з’єднання від проводів до контактних клем пристрою. При неякісному контакті виникає іскріння, яке створює причини для пожежі. Застосовуючи автономні перетворювачі в безперебійному живленні, потрібно монтувати автоматичні вимикачі в ланцюг постійного струму. Рекомендується брати до уваги форму сигналу виходу напруги перетворювача при застосуванні його в сонячних батареях.
Багато побутових пристроїв нормально функціонують від мережі змінного струму при модифікованій формі синуса вихідного сигналу. Але є такі пристрої, які вимагають для роботи змінний струм з чистим синусом, щоб уникнути виникнення несправностей. До таких споживачів можна віднести автоматику котлів, що працюють на газі, насоси циркуляції з безперервним циклом роботи і т. П.
Також не можна підключати до змінного струму, одержуваного від інверторів з квазі синусоїдним струмом, відеопроекційні пристрої та аудіоапаратуру з високочутливими системами і т. П.
Гібридна обв’язка
Оптимальною схемою роботи системи енергоустановки на сонячних батареях є обв’язка гібридного типу, по змінному і постійному типу. Практично немає сенсу застосування зарядного контролера і перетворювача в одній системі. Вироблення струму збільшується від цього тільки на кілька відсотків. Такий вид обв’язки підходить для збільшення надійності функціонування обладнання.
Маючи на увазі значну ефективність застосування мережевих інверторів, левову частку кількості батарей фотоелементів потрібно підключати тільки через перетворювач (інвертор). Інвертори мають значний недолік, що полягає в тому, що він не може працювати без основного мережевої напруги. Значить інвертор, підключений до акумуляторної батареї, повинен завжди бути в роботі. А якщо виникне ситуація, коли настануть похмурі дні і не буде електрики? адже інвертор повинен почати роботу по захисту батарей від надмірного розряду.
Для цього оптимальним варіантом стала гібридна обв’язка.
По одному змінному струму система не буде запускатися автоматично. При появі сонячного світла можна вимкнути споживачі, і вручну включити інвертори для зарядки акумуляторів. Але оптимальним рішенням буде, якщо кілька окремих сонячних елементів будуть працювати саме на зарядку батареї акумуляторів. В такому випадку інвертор краще включити через контролер після закінчення заряду батарей. Після запуску інвертора автоматично підключаться мережеві інвертори і навантаження. У підсумку можна зробити висновок, що гібридна обв’язка необхідна в автономних системах постачання електрикою, і у випадках, коли електрики не буває в мережі довгийЧас. Також гібридна обв’язка застосовується, якщо немає запасного генератора.
