Invertor pentru panouri solare: tipuri de dispozitive, prezentare a modelelor, particularități de conectare

Sistemele de energie solară se dezvoltă rapid la nivel mondial. Agenția Internațională pentru Energie a menționat în raportul său anual că în 2016, numărul centralelor solare puse în funcțiune l-a depășit pentru prima dată pe cel al centralelor pe cărbune.

Inima sistemului de energie solară este invertorul pentru panouri solare, a cărui sarcină este să transforme curentul continuu în curent alternativ. Vă vom spune cum să alegeți varianta optimă a dispozitivului și cum să îl instalați corect. Urmând recomandările noastre, veți putea asambla o mini-centrală electrică ce funcționează impecabil.

Tipuri de invertoare pentru panouri solare

Fără invertor, energia produsă de sistemul solar va fi complet inutilă pentru nevoile casnice. Există 3 tipuri de invertoare în funcție de modul de utilizare:

• autonome;
• de rețea;
• multifuncționale.

Invertoarele de primul tip sunt notate ca «off grid». Acestea sunt conectate la modulul solar, fac parte dintr-un sistem fotovoltaic izolat și nu interacționează cu rețeaua electrică externă. Puterea lor variază între 100 și 8000 W.

Invertoarele sincrone sau de rețea funcționează sincron cu sistemul centralizat de alimentare cu energie electrică. Convertizoarele cu notația «on grid» nu doar că îndeplinesc rolul de convertizor, dar și corectează parametrii rețelei, cum ar fi variațiile de amplitudine, valorile frecvenței și altele.

Dacă în rețeaua externă se observă defecțiuni, invertorul se deconectează automat. Astfel de invertoare acumulează energie electrică în baterii acumulatoare.

Dacă puterea totală a aparatelor utilizate în casă este mai mică decât capacitățile potențiale ale centralei solare, surplusul de energie electrică produsă intră în rețelele electrice externe. Dacă puterea este insuficientă pentru funcționarea normală a aparatelor electrocasnice, se realizează alimentarea suplimentară din exterior.

Parametrii invertorului din partea tensiunii alternative se determină pe baza puterii totale consumate de toate aparatele conectate la rețeaua electrică a consumatorului. Din partea curentului continuu, invertorul se alege pe baza puterii nominale a panourilor solare.

În lipsa tensiunii, alimentarea se face de la un acumulator încărcat. În cazul în care în sistem nu sunt incluse baterii acumulatoare, energia produsă de centrala solară intră în rețeaua comună.

Invertoarele fotovoltaice de rețea utilizează cu o eficiență ridicată energia obținută de la panourile solare. Ele sunt o garanție a stabilității alimentării cu electricitate și se disting printr-un randament ridicat, depășind 90%.

Invertorul hibrid sau multifuncțional este un echipament fiabil. Acesta combină proprietățile primelor două convertoare și dispune de un număr mare de setări. Este cea mai bună opțiune pentru amenajarea unei centrale solare casnice, dar și cea mai scumpă.

Toate invertoarele solare existente se împart în tipuri și după tensiunea de ieșire. În funcție de acest parametru, ele pot fi sinusoidale sau în formă de undă pătrată. Deoarece la primul tip valoarea tensiunii de ieșire este aproape aceeași cu cea a rețelei electrice de alimentare, aceasta este o opțiune bună atunci când în casă există echipamente foarte sensibile.

Valoarea constantă a tensiunii este o garanție a siguranței pentru echipamentele electrice casnice. Grafic, forma semnalului de ieșire la un astfel de invertor de tip sinusoidal este reprezentată ca o sinusoidă pură.

În timpul funcționării echipamentelor, cea mai bună formă a undei pătrate este sinusul ideal. Acest lucru este deosebit de important pentru echipamentele de telecomunicații, echipamentele medicale, instrumentele de măsură de înaltă precizie, prin urmare, chiar și în ciuda prețului ridicat al invertoarelor complexe, nu există alte opțiuni în acest caz. Producătorii indică informații despre forma semnalului de ieșire în specificațiile acestuia.

Convertizoarele cu undă pătrată sau nesinusoidale, spre deosebire de cele sinusoidale, au geometria semnalului de ieșire sub formă de impulsuri dreptunghiulare, așa-numitul sinus modificat. Invertoarele de acest tip nu pot fi utilizate pentru anumite tipuri de sarcină, dar pentru aparatele care utilizează componenta activă a puterii, ele sunt perfect potrivite.

Criterii de alegere a convertizorului

Atunci când alegeți un astfel de element al sistemului solar precum invertorul, nu este importantă doar geometria semnalului de ieșire, ci și puterea acestuia. Specialiștii sfătuiesc să echipați panouri solare cu convertizoare a căror putere nominală este cu 25-30% mai mare decât puterea totală a echipamentelor existente în casă.

De asemenea, trebuie să se țină cont de sarcina care apare atunci când mai multe aparate cu putere mare de pornire sunt pornite simultan.

Un alt criteriu la alegerea unui invertor este randamentul său, care determină pierderile de energie pentru procesele auxiliare. În funcție de model, acesta are o valoare diferită, situată între 85-95%. Alegerea optimă este un randament de cel puțin 90%.

Invertoarele pot fi atât monofazate, cât și trifazate. Primele se disting printr-un cost mai scăzut, dar alegerea lor este justificată atunci când puterea consumată este mai mică de 10 kW. Tensiunea lor este de 220V, iar frecvența de 50Hz. Invertoarele trifazate au un interval de tensiuni mai larg – 315, 400, 690V.

Producătorii de echipamente de calitate își echipează produsele cu transformatoare de ieșire. Există o relație între greutatea invertorului și caracteristicile sale tehnice – dacă la fiecare kg din masa sa îi corespund 100 W de putere, înseamnă că transformatorul este inclus în schema sa.

Numărul de invertoare dintr-un sistem poate varia, de asemenea. În această privință, trebuie să respectați următoarele recomandări: dacă puterea panourilor solare nu depășește 5 kW, atunci pentru un astfel de sistem este suficient un singur invertor. Pentru baterii de putere mai mare, pot fi necesare 2 sau mai multe invertoare. Este optim ca un invertor să corespundă fiecăror 5 kW.

Pentru funcționarea într-o rețea care combină utilizarea energiei electrice standard și a energiei furnizate de panourile solare, se utilizează invertoare hibride. Cu particularitățile dispozitivului și regulile de alegere a acestora vă va familiariza articolul pe care vi-l recomandăm.

Convertoarele pot diferi între ele prin scheme, geometria semnalului de ieșire și alte mărimi definitorii. Unele convertoare sunt echipate cu dispozitive de încărcare. Dacă unul dintre invertoare se defectează, sistemul nu își va înceta funcționarea.

Particularitățile conectării invertorului

Eficiența întregului sistem solar depinde de conectarea corectă a invertorului solar. Principalul lucru este să respectați regula: cablul care transmite curent continuu trebuie să aibă lungimea minim admisă și secțiunea transversală maximă.

Dacă consumatorul se află departe de elementele solare, cablul electric care transportă curent alternativ de 220 V trebuie lungit prin adăugare de cablu suplimentar. Lungimea firului dintre invertor și panoul solar trebuie să fie de cel mult 3 m și nicidecum mai mult.

Cea mai bună variantă este când invertorul este amplasat lângă panoul solar. Condiții deosebit de stricte trebuie îndeplinite la conectarea invertoarelor cu o putere mai mare de 0,5 kW.

Conexiunea firelor trebuie să fie solidă, deoarece o conexiune insuficient de strânsă provoacă scântei, ceea ce poate fi o sursă de incendiu. La montarea unui invertor autonom pentru a asigura alimentarea neîntreruptă cu energie electrică a obiectivului, circuitul de curent continuu trebuie să fie echipat cu întrerupătoare automate.

Cea mai bună soluție la conectarea invertorului este utilizarea unui cablaj de tip hibrid atât pentru curent continuu, cât și pentru curent alternativ. La baza principiului stă o ordine specială de conectare a convertorului. Acesta este pornit de controlerul pentru panouri solare după ce bateriile se încarcă.

O astfel de soluție crește calitatea funcționării echipamentului. În regiunile unde energia electrică este adesea întreruptă sau în casele situate în zone unde predomină vremea înnorată, această variantă funcționează foarte eficient.

Prezentare generală a modelelor de invertoare

Convertoarele pentru panouri solare sunt produse de mulți producători, atât autohtoni, cât și străini. Toate echipamentele au caracteristici diferite, niveluri de calitate, propriul set de funcții și capacități tehnice.

Invertoare de la producătorul autohton

O gamă largă a acestor produse cu o putere de 800 – 1200 W este produsă de producătorul rus MAP «Energia».

Compania produce mai multe serii de invertoare:

1. Invertoare sinusoidale cu semnal de tip sinus pur — MAP SIN.
2. Invertoare sinusoidale cu funcția de extragere a unei cantități suplimentare de energie de la acumulatori — MAP HYBRID.
3. Invertoare trifazate — MAP HYBRID 3 faze.

Invertoarele fabricate de această firmă pot încărca acumulatori de toate tipurile. În acest scop, ele dispun de încărcător de mare putere.

O realizare a companiei este un invertor de putere record — 20 kW, care suportă o sarcină maximă de 25 kW. Acest model poate asigura o alimentare fiabilă unei case mari de locuit cu multe aparate.

Invertoarele MAP «Energie» se aplică nu numai în gospodăriile private, ci și în multe ramuri ale industriei. Ele se utilizează în medicină, construcții, la stații meteorologice.

Convertizoarele Conext ale companiei Schneider Electric

Compania franceză Schneider Electric produce invertoare care posedă caracteristici operaționale înalte, permițând utilizarea lor în condiții de climă variată.

Învelișul carcasei, care posedă o rezistență ridicată la coroziune, permite trecerea cu succes a testului de ceață salină. Ele sunt destinate panourilor solare instalate atât pe acoperișurile vililor private, cât și ale blocurilor de apartamente.

Producătorul verifică fiabilitatea echipamentului său folosind diverse metode și teste. În construcția invertoarelor Conext lipsesc condensatoarele electrochimice, ceea ce reprezintă o garanție a exploatării de lungă durată.

Invertoarele Conext, chiar și la sarcini maxime, au un randament de 97,5%. Unele modele sunt dotate cu un bloc de distribuție, astfel încât nu mai este necesară montarea unui tablou electric exterior.

Gama largă de produse permite alegerea unui model potrivit pentru sisteme solare cu puterea de 3 – 20 kW.

Invertoarele companiei TBS Electronics

Această companie olandeză, prezentă pe piață din 1996, produce atât invertoare sinusoidale de putere mică, cât și mai puternice, pentru panourile solare Poversine, cu puterea nominală de la 175 până la 3500 W.

În fotografie, modelul invertorului profesional Powersine PS3500-24. Acesta poate fi utilizat pentru asigurarea alimentării neîntrerupte a cazanelor de încălzire, pompelor, calculatoarelor și a altor sarcini mici. Este dotat cu o electronică fiabilă, o carcasă metalică de înaltă rezistență.

Gama Powersine se caracterizează printr-o undă sinusoidală foarte pură la ieșire, prin urmare, utilizarea acestor invertoare garantează o funcționare corectă și îndelungată a aparatelor foarte sensibile. Echipamentul este dotat cu protecție împotriva scurtcircuitelor, fluctuațiilor de temperatură, suprasarcinilor. Cu aceste invertoare, puteți porni sarcini de până la 500 V cu o forță de pornire care depășește valoarea nominală de zeci de ori.

Invertoarele de rețea Kostal

Firma produce invertoare inovatoare de înaltă calitate, cu o putere de la 1,5 la 20 kW, atât monofazate, cât și trifazate. În construcție sunt incluse un întrerupător de curent alternativ cu declanșare automată, trackere MPPT, un monitor, un contor S0 și multe alte opțiuni în configurația de bază. Toate acestea fac posibilă integrarea invertorului în sistemul „casă inteligentă”.

Invertoarele Kostal sunt simple atât în exploatare, cât și în instalare. Panoul încorporat este informativ și clar, permițând monitorizarea funcționării sale.

Datorită calității înalte a materialului carcasei, convertorul se instalează atât în exterior, cât și în interiorul casei. Asamblarea se realizează în Europa, astfel încât calitatea corespunde standardelor europene. Garanția producătorului este de 5 ani.

Invertoarele ABi-Solar din Taiwan

Aceste invertoare, fabricate în Taiwan, sunt prezente pe piața noastră prin seria de convertoare autonome SL/SLP, invertoare hibride autonome-cu rețea (HTP) și gama de hibride HT.

Convertoarele autonome sunt echipate cu regulatoare de încărcare de la panouri solare. Acest echipament are o funcționalitate triplă – funcționează ca invertor, regulator și încărcător.

În construcție este inclus un afișaj cu cristale lichide care permite monitorizarea parametrilor principali ai sistemului solar. Randamentul invertoarelor SL/SLP este de aproximativ 93%. Modelele SLP au protecție împotriva prafului.

Varianta economică include invertorul din noua serie ABi-Solar HTP. Acesta funcționează doar în prezența unei baterii. Seria HT se bucură de o popularitate deosebită, incluzând invertoare hibride monofazate și trifazate, remarcându-se prin calitatea excelentă a asamblării.

Convertoarele SL0912 și SL1524 sunt, de asemenea, considerate economice. Ele funcționează în 2 moduri – ca UPS de uz casnic și cu panouri solare. Au 2 moduri de menținere a tensiunii: de la 180 la 260 V și de la 100 la 300 V.

Al doilea mod permite creșterea duratei de viață a bateriilor prin utilizarea lor mai redusă, dar poate alimenta doar echipamente care nu sunt foarte sensibile la calitatea energiei electrice.

Invertorul ABi-Solar SL 1012 PWM are o putere de 800 V. Curentul de ieșire are o undă sinusoidală nemodificată. Poate fi utilizat pentru valorificarea energiei electrice produse de panourile solare în cadrul tarifului „verde”.

Invertoarele ABi-Solar oferă posibilitatea de a extinde domeniul de temperatură de funcționare al acumulatorilor și de a automatiza procesul de încărcare-descărcare.

Invertoarele de rețea ale companiei GoodWE

Această companie chineză produce invertoare de rețea de diferite puteri și le furnizează pe piață la un preț scăzut. Invertorul este însoțit de un program special care permite efectuarea calculului sistemului solar ținând cont de orientarea panourilor solare față de punctele cardinale și alte repere.

Există posibilitatea de a monitoriza funcționarea convertorului printr-o tabletă sau un smartphone, dar în prealabil va trebui să instalați o aplicație special concepută pentru aceasta, bazată pe sistemul de operare Android.

Concluzii și material video util pe această temă

Aici managerul companiei vânzătoare vorbește despre principiile de selecție a invertorului:

În acest videoclip este abordată problema conectării invertorului:

Invertorul fotovoltaic de rețea, ca parte integrantă a sistemului solar, permite obținerea independenței totale față de alimentarea centralizată cu energie electrică și de creșterea prețurilor la purtătorii de energie.

„Sistemele inteligente”, care includ un convertor de rețea, fac procesul de consum energetic accesibil, fiabil și controlabil. În același timp, confortul din casă nu este perturbat.

Doriți să povestiți cum ați construit propria mini-centrală electrică cu invertor pentru panouri solare? Dețineți informații valoroase pe această temă care ar putea fi utile vizitatorilor site-ului? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos, publicați fotografii și adresați întrebări.