ИНВЕРТОР ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ

Одним из ключевых элементов солнечной электростанции, без которого невозможна ее нормальная работа, является инвертор – устройство, преобразующее постоянный ток, вырабатываемый батареей, в переменный, необходимый для питания приборов. Инвертор в солнечных батареях играет роль преобразователя между солнечной электростанцией и бытовой сетью.

Устройство солнечного инвертора

Конструкция солнечного инвертора включает в себя следующие элементы:

Роль полупроводникового переключателя выполняют транзисторы. В системах с мощностью до 5 кВт используются MOSFET-транзисторы, а в системах, отличающихся большей мощностью, применяются IGBT – биполярные транзисторы с изолированным затвором.

Говоря об устройстве солнечных инверторов, следует отметить также, что их конструкция гибридных инверторов часто включает ИБП, который мониторит напряжение с помощью микроконтроллера и в случае отключения городского питания, подает сигнал  на включение питания  от аккумуляторов. Некоторые модели инверторов могут включать в себя вентилятор, работающий принудительно. Возможно объединение нескольких однофазных инверторов в трехфазную сеть.

На что обратить внимание при выборе инвертора для солнечных батарей?

Тип инвертора также необходимо учитывать при подборе. Различают 3 типа аккумуляторных инверторов для солнечной электростанции.

Автономный

Автономные инверторы просто преобразуют постоянное напряжение из АКБ в 220 В. Инвертор клеммами подключается к сборке АКБ, соответствующей входному напряжению. Автономные инверторы бывают мощностью от 150 до 6000 Вт.

Принцип работы солнечного инвертора следующий. Если мы подключим к инвертору прибор с потреблением 500Вт, например, электрическую дрель, то 500Вт будут браться из АКБ, а контроллер заряда начнёт заряжать АКБ мощностью 500Вт от панелей, т.е. потребление из АКБ составит 0 Вт. Если в данный момент потребление составляет по-прежнему 500Вт, а солнечные панели генерируют только 200Вт, например, из-за пасмурной погоды, то потребление из АКБ составит 300Вт.

Гибридный

Это более универсальные устройства, сочетающие в себе 3 устройства: инвертор, контроллер заряда, зарядное устройство для АКБ как от солнечных панелей, так и от сети 220В. Таким образом, у гибридного инвертора есть вход для подключения АКБ, вход для подключения солнечных панелей, а также колодка 220В, как для входа, так и для выхода. Гибридные инверторы бывают мощностью от 1 до 15 кВт. Для использования на даче наиболее оптимальный выбор —инвертор на 2 или 3 кВт, для частного дома – на 5 кВт.

У гибридного инвертора можно настроить приоритеты на источники энергии.

Инверторы/ИПБ

Такие инверторы чаще всего используются в качестве источников бесперебойного питания. По принципу работы они схожи с гибридными инверторами, отличие заключается в отсутствии встроенного контроллера заряда от солнечных батарей. Чаще всего такие инверторы используются для защиты от отключений электричества. В большую часть времени инвертор работает в режиме by-pass, т.е. пропускает всю нагрузку через себя, но мимо АКБ.

Как только происходит отключение электричества, ИБП практически мгновенно переходит на обеспечение питания от АКБ. Как только электричество вновь включается, ИБП опять переходит в режим by-pass одновременно заряжая АКБ. Инверторы/ИБП подходят для использования в составе солнечной электростанции, но нужно учитывать, что у них часто ток холостого хода выше, чем у автономного или гибридного инвертора, а значит, в режиме простоя они потребляют больше энергии на самих себя.

Возможности компании REENERGO

Если у вас есть желание собрать солнечную электростанцию для дома, но нет времени разбираться в особенностях работы и схемах подключения солнечного инвертора, смело обращайтесь к специалистам компании REENERGO, которые расскажут об особенностях оборудования и подберут оптимальный комплект. В каталоге интернет-магазина REENERGO представлен широкий выбор оборудования – солнечные панели 200 Вт, 250 Вт, 310 Вт, солнечные электростанции с инвертором гибридным, автономным, сетевым.

Цена на Инверторы для солнечных панелей

Интернет-магазин «ТокАрсенал» предлагает Инверторы для солнечных панелей оптом и в розницу по цене от — 22 586 (найдёте дешевле — сделаем скидку!). Предлагаем только оригинальную и сертифицированную продукцию, напрямую от производителей. Стоимость на Инверторы для солнечных панелей указана для физических и для юридических лиц.

Доставка заказов по России, в Казахстан и Беларусь

Выбрать и посмотреть Инверторы для солнечных панелей, а так же забрать заказ из пункта выдачи или фирменного магазина «Ток Арсенал» можно в городах:

Доставка в Казахстан и Беларусь осуществляется компаниями DPD и СДЭК (до терминала ТК или курьером до адреса). Отправка заказов в Казахстан и Беларусь возможна после 100% предоплаты.

Доставляем Инверторы для солнечных панелей по всей России ведущими транспортными компаниями: Почта-России, CDEK, DPD, Деловые линии, Е-Кит, ПЭК. Стоимость и сроки доставки рассчитываются при оформлении заказа для городов: Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Красноярск, Самара, Воронеж, Челябинск, Ростов-на-дону, Омск, Уфа, Пермь, Казань, Саратов, Волгоград, Ярославль, Барнаул, Иркутск, Пенза, Рязань, Тверь, Брянск, Курск, Липецк, Киров, Белгород, Хабаровск, Тольятти, Ижевск, Оренбург, Томск, Калуга, Ульяновск, Ставрополь, Смоленск, Тамбов, Севастополь, Вологда, Новокузнецк, Чебоксары, Чита, Курган, Астрахань, Архангельск, Набережные челны, Саранск, Улан-Удэ, Мурманск, Магнитогорск и другие населённые пункты России.

Уточнить сроки, стоимость и возможность доставки в Ваш населённый пункт можно на странице “Способы доставки” или связаться с менеджером магазина любым удобным способом — “Контакты”.

Что может работать от одной 100Вт солнечной панели? Этот вопрос мы часто слышим от новичков в мире солнечной энергетики и от тех, кто только собирается в неё погрузиться. Обычно, когда мы проектируем солнечную электростанцию, то мы начинаем со списка электроприборов, которые должны работать от солнечной электростанции, т.е. составляем список нагрузок. Исходя из этого подбирается количество и мощность солнечных панелей, а также сопутствующее оборудование. Сейчас мы будем действовать от обратного. Посмотрим что мы сможем запитать от одной солнечной панели мощностью 100 ватт.

Когда мы говорим, что солнечная панель имеет мощность 100Вт, то такую мощность она выдаёт при интенсивности солнечного излучения 1000Вт/м². Обычно такая интенсивность бывает летом в ясную погоду, когда солнце находится в зените. Естественно, производители не бегают каждый раз на улицу с солнечной панелью, они тестируют их мощность при определённых лабораторных условиях – STC (Standart Test Conditions) или так называемых “стандартных тестовых условиях”. Эти условия следующие:

Таким образом, реальная выходная мощность солнечных панелей может варьироваться в зависимости внешних погодных условий. При расчётах обычно мы занижаем мощность солнечных панелей, основываясь на разнице между лабораторными испытаниями и вашей реальной установкой. Если 12В солнечная панель имеет мощность 100Вт, то имеется ввиду мгновенная мощность. Если проведём измерения при условиях STC, то мы должны получить выходное напряжение ~18В и ток 5.55А. Мощность – это произведение напряжения на ток (P=V*I), поэтому 18В·5.55А = 100Вт.

Здесь даже можно провести небольшую аналогию с автомобилем, мощность – это как скорость автомобиля. Если автомобиль едет с постоянной скоростью 100км/ч, то за 1 час он проедет 100км. Тоже самое с солнечной панелью. Чтобы определить какое количество энергии будет произведено за определённое время, нужно количество ватт умножить на количество часов. Например, за 1 час будет сгенерирован 100Вт x 1ч = 100ватт·часов = 100Вт·ч.

Если рассмотреть всё это на конкретной солнечной панели, то можно взять солнечную панель Delta SM 100-12P оптимальное рабочее напряжение 18.1В (Ump) и оптимальный рабочий ток 5.52А. 18.1В х 5.52А = 99.91Вт (100Вт).

Что можно записать от 100Вт солнечной панели?

Теперь нам нужно выяснить, сколько часов нужно подставлять в уравнение, чтобы определить, сколько энергии будет генерироваться солнечной панелью за день. А сколько часов реального солнечного излучения равносильно стандартным тестовым условиям? Как мы отметили выше, интенсивность солнечного излучения близка или идентичная тестовым, в полдень, когда солнце находится в зените, т.е в период 12.00-13.00.

Сколько часов солнечная панель будет подвергаться солнечному излучению в течение дня?

Интенсивность солнечного излучения в течение дня

Количество часов солнечного света, равное полудню, называется инсоляцией или эффективным солнечным часом (ESH, Effective Solar Hours). Вы прекрасно знаете, что несмотря на то, что солнце встаёт в 8 утра, оно не такое яркое как в полдень. Поэтому, если продолжительность солнечного дня составляет 10-12 часов, то нельзя просто умножить 100Вт х 10часов (или на 12). Так, между 8 и 9 утра интенсивность солнца приблизительно наполовину меньше, чем в полдень. Поэтому 1 утренний час приблизительной равен половине эффективного солнечного часа. Кроме того, зимой световой день значительно короче чем летом, еще и интенсивность излучения слабее –  т.е. количество эффективных солнечных часов в течение года сильно варьируется.

Влияние местоположения на выработку энергии

Ваше местоположение также определяет количество эффективных солнечных часов. Например, для Казани количество эффективных солнечных часов составляет 3.5ч, для Москвы 3ч., для Краснодара 3.7ч – это усреднённые значения в день в течение года по данным с сайта NREL PVWatts Calculator.

Расчёт в PVWatts Calculator для Казани

Учитываем использование в течение года

Возвращаясь к рассматриваемому вопросу о том, что можно запитать от 100Вт панели, теперь нужно рассмотреть будут ли вы её использовать круглый год или только в определённый период, например, в период весна-осень. Если вы хотите использовать в течение всего года, то нужно рассмотреть самый худший вариант, т.е. самый худший месяц в году с точки зрения солнечной энергетики.

Для этого можно воспользоваться еще один полезным сервисом, он чем-то похож на NREL PVWatts Calculator, но здесь сразу отображается оптимальный угол наклона солнечных панелей для вашего местоположения. Данный сервис полностью на английском языке, но там всё интуитивно понятно и можно самостоятельно разобраться что к чему за пару минут.

Для начала из выпадающего списка нужно выбрать страну (Russian Federation), затем город (Kazan’) и потом направление солнечных панелей, в нашем случае выбираем юг (Facing directly South).

Выбираем страну, город, направление

Далее система предлагает выбрать угол наклона солнечной панели среди нескольких предложенных вариантов:

Выбираем угол наклона солнечных панелей

Поскольку мы размещаем одну 100Вт панель, то давайте разместим её под “зимним” углом. Для Казани самый худший месяц году – это декабрь, в котором в среднем за день только 1.41 эффективных солнечных часа. Получается в декабре за один день 100Вт будет вырабатывать 141Вт·ч. Только нужно помнить, что это усреднённое значение для всего месяца, поэтому в какие-то дни выработка будет больше, в какие меньше, а в какие-то может даже будет близко к этому значению, но не каждый день. В среднем, если мы просуммируем выработку за все дни в декабре и разделим на количество дней, то получим значение близкое к 141Вт·ч.

Учитываем потери

Ничто в реально работающей системе не обходится без потерь, поэтому нужно учитывать падение напряжения на проводах, пыль и грязь на поверхности солнечных панелей, потери на контроллере заряда и прочее. Поэтому мы умножим 141Вт·ч х 0,7 = 98.7Вт·ч (30% фактор потерь). Это всё равно, что потерять 1/3 вырабытываемой мощности, но это реальность и от нёё никуда не деться. В итоге в декабре мы получили прибл. 100Вт·ч/день. Что теперь можно сделать с этой мощностью?

Подбираем контроллер заряда и аккумулятора для хранения энергии

Для начала, вырабатываемую энергию нужно где-то хранить, чтобы можно было использовать её позже, когда она понадобится. Для хранения используется аккумуляторная батарея. Перед этим нам нужен контроллер заряда, который регулирует процесс подачей энергии в аккумуляторную батарею глубокого разряда, которую можно заряжать и разряжать на регулярной основе. В качестве контроллера заряда идеально подойдёт EPSOLAR 1012LS – это простой, но надёжный ШИМ-контроллер заряда с номинальным напряжением 12В и и максимальным током заряда до 10А.

Какой ёмкости аккумулятор нужно использовать? Итак у нас есть 100Вт·ч которыми мы заряжаем 12В аккумулятор.  Поскольку ватты делённые на вольты равны амперам, то получаем 100Вт·ч : 12В ~8А·ч. Несмотря на то, что используем аккумуляторы глубокого разряда, они всё равно не любят разряда более чем на 50% (самый оптимальный вариант – это разряд не более чем на треть). Тогда оптимальный вариант аккумулятора для зимнего времени 8А·ч х 2 = 16А·ч. Количество энергии, которую может хранить аккумулятор меняется в зависимости от температуры. Так, запасённая энергия при 0°С на 15% меньше, чем при 20°С, поэтому умножаем 16А·ч х 1.15 = 18.4 А·ч.

Подбираем инвертор

Далее нам нужно использовать инвертор, для преобразования постоянного напряжения от аккумулятора в привычные нам 220В. Оптимальный вариант для маленьких система это компактный 300Вт инвертор ИС2-12-300. Возьмём коэффициент потерь на преобразование 5%. Тогда 18.4 А·ч / 0.95 = 19.4 А·ч., округлим полученное значение до 19А·ч.

Рассчитываем время автономной работы

Солнце светит не каждый день, поэтому нам нужно учитывать пасмурные дни, дождь снег. Нам нужно для себя рассчитать в течение какого количество дней без солнца мы хотели бы иметь запас энергии. Это называется днями автономии. Скажем так, нам нужно 2 дня автономии, тогда 19А·ч. х 2 = 38А·ч, получается, совместно с 100Вт солнечной панелью мы должны использовать аккумулятор ёмкостью ~40А·ч. Можно чуть больше, можно чуть меньше.

Хорошим выбором является аккумулятор Delta GEL 12-33 – гелевый аккумулятор ёмкостью 33А·ч, оснащён цифровым индикатором напряжения, уровня заряда, а также количества отработанных дней. Под крышкой аккумулятора имеются дополнительный контейнеры со специализированным раствором, долив которого позволяет продлить срок службы батареи на 15-30%. Также не плохим выбором будет AGM аккумулятор ВОСТОК СК-1233 ёмкостью также 33А·ч.

Теперь мы можем подумать, что делать с вырабатываемой и запасённой мощностью.  Итак, зимой у нас есть 100Вт*ч запасённой мощности. Их хватило бы на:

Это всё мы рассчитали для самого “плохого” зимнего месяца, в летнее время выработка энергии будет гораздо больше и соответственно, нужно будет использовать более ёмкий аккумулятор.

Думаем алгоритм расчёта вам понятен и при необходимости вы сможете самостоятельно рассчитать выработку энергии как с другим номиналом солнечной панели, так и для другого времени года.

Цена на Автономные инверторы для солнечных панелей

Интернет-магазин «ТокАрсенал» предлагает Автономные инверторы для солнечных панелей оптом и в розницу по цене от — 23 140 (найдёте дешевле — сделаем скидку!). Предлагаем только оригинальную и сертифицированную продукцию, напрямую от производителей. Стоимость на Автономные инверторы для солнечных панелей указана для физических и для юридических лиц.

Выбрать и посмотреть Автономные инверторы для солнечных панелей, а так же забрать заказ из пункта выдачи или фирменного магазина «Ток Арсенал» можно в городах:

Доставляем Автономные инверторы для солнечных панелей по всей России ведущими транспортными компаниями: Почта-России, CDEK, DPD, Деловые линии, Е-Кит, ПЭК. Стоимость и сроки доставки рассчитываются при оформлении заказа для городов: Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Красноярск, Самара, Воронеж, Челябинск, Ростов-на-дону, Омск, Уфа, Пермь, Казань, Саратов, Волгоград, Ярославль, Барнаул, Иркутск, Пенза, Рязань, Тверь, Брянск, Курск, Липецк, Киров, Белгород, Хабаровск, Тольятти, Ижевск, Оренбург, Томск, Калуга, Ульяновск, Ставрополь, Смоленск, Тамбов, Севастополь, Вологда, Новокузнецк, Чебоксары, Чита, Курган, Астрахань, Архангельск, Набережные челны, Саранск, Улан-Удэ, Мурманск, Магнитогорск и другие населённые пункты России.