Гібридний інвертор  ( off grid ) для сонячних панелей та резервного електроживлення

Гібридний інвертор для сонячних батарей – це пристрій призначений для перетворення постійного струму та напруги акумуляторних батарей (далі по тексту АКБ) у змінний струм та напругу із заданою частотою для живлення електроприладів. Оскільки даний тип інверторів містить контролер заряду акумуляторів від сонячних панелей, то це дозволяє йому створити автономну систему електропостачання об’єкту.

До складу off grid інверторів входить цілий ряд функціональних блоків.

Перший і основний блок – це пристрій перетворення постійного струму від АКБ у змінний струм заданої частоти та напруги (DC to AC). Виконання такого блоку можливе за трансформаторною схемою, що дає більший запас на відхилення пікових навантажень від номінального значення. Однак, все ж частіше використовується безтрансформаторна схема перетворення, що дає точніші параметри змінного струму, які потрібно сформувати, але меншу величину перевантаження.

Другий блок – це контролер заряду АКБ від електричної мережі. Його завданням є контроль та постійна підтримка рівня заряду акумулятора. Дотримання правильного алгоритму та допустимих меж напруг АКБ – це запорука тривалого та безпечного використання батареї. При використанні літій-іонних (Li-ion) та літій-залізо-фосфатних (LiFePO4) акумуляторів з платою управління зарядом/розрядом BMS (Battery Management System) відбувається також обмін робочими параметрами між контролером та АКБ.

Третій блок – це контролер заряду АКБ від сонячних фотомодулів. Відбір енергії від панелей та перетворення в потрібні параметри для заряду акумулятора відбувається за одним із алгоритмів PWM (ШИМ) або MPPT. При цьому так само йде підбір цих параметрів у залежності від типу АКБ.

Досить часто такі інвертори називають також гібридними, оскільки:
– вони можуть працювати як ДБЖ з подвійним перетворенням;
– кращі з них містять також АВР, що дозволяють додавати потужність від АКБ, якщо навантаження перевищує дозволене значення, або підключати бензинові чи дизельні генератори, щоб при потребі замістити мережеву електроенергію;
– додавати на споживання енергію від сонячних панелей не тільки на АКБ, а і на навантаження;
– виконувати живлення навантаження напряму від сонячних панелей і при потребі додавати тільки енергію з мережі, зовсім не використовуючи акумулятори. При чому деякі моделі можуть працювати взагалі без АКБ.
Автономний інвертор може бути дуже функціональним пристроєм але його вартість є суттєво вищою ніж мережевого.

Окрім вищеперерахованих блоків, off grid інвертори містять також системи:
– збору інформації та комунікації, що дозволяють збирати та передавати значення робочих параметрів на дисплей чи на віддалений комп’ютер;
– захисту роботи інвертора: від короткого замикання, перенапруги, зміни полярності та інших збоїв та відхилень. Такий захист реалізується як певними функціональними пристроями, так і програмно. При запуску та під час роботи програма інвертора постійно моніторить цілий ряд важливих параметрів, як от опір ізоляції проводів, опір контуру заземлення, напруги мережі та на стрінгу сонячних панелей, стану АКБ, потужність навантаження і ін.

Основними критеріями для вибору автономного інвертору є:
– Потужність навантаження, що підключено до нього
– Параметри контролеру заряду від PV (MPPT or PWM)
– Допустимі напруги АКБ та сонячних панелей
– Зручність налаштувань та можливість віддаленого моніторингу та сервісу
– Швидкість переходу на живлення від АКБ
– Наявність гарантійної та сервісної підтримки
– Надійність в роботі
– Термін гарантії

УВАГА! Важливо розуміти, що сонячні електростанції збудовані з використанням автономних інверторів мають певні особливості в алгоритмі роботи:
– При зникненні зовнішньої електромережі, до якої підключається інвертор, він переключається на роботу від АКБ та сонячних батарей. Також при потребі може бути реалізована схема із запуском генератору;
– Потужність автономного інвертора підбирається по сумарній потужності всього навантаження, яке до нього буде підключено + 20%;
– Потужність сонячних панелей підбирається по допустимих напругах та струмах для контролерів заряду АКБ і залежить від моделі інвертора;
– Споживана потужність всього навантаження, яке підключається до такого інвертора може бути тільки рівною або меншою за потужність інвертора, оскільки автономний інвертор в таких СЕС пропускає все навантаження через себе;
– такий інвертор неспроможний генерувати електричну енергію у загальну мережу, лише на споживачів, підключених через нього;
– надлишок енергії, що не використовується від панелей, просто не генеруватиметься, якщо він не зможе бути спрямований на зарядку АКБ або на додаткове навантаження;
– декілька інверторів одного виробника можуть бути об’єднані з метою збільшення потужності або для створення 3-фазних систем живлення. При цьому обов’язково провадиться їх синхронізація інформаційним кабелем;
– напруга та ємність АКБ для автономних інверторів визначаються контролерами заряду, потужністю критичного резервованого навантаження та часом потрібного резервування.

Інформацію про вартість, переваги та недоліки автономної сонячної електростанції читайте тут➣➣➣