Как выбрать инвертор для солнечной электростанции?

Как выбрать инвертор для солнечной электростанции?

Солнечные панели

Мало кто, задумываясь о установке домашней солнечной электростанции на солнечных батареях, понимает, что инвертор не менее важен, чем сами солнечные панели. Именно он преобразовывает постоянный ток в переменный, как в электросети. Инвертор может быть один или быть представленным сетью микроинверторов, каждый из которых поддерживает отдельно каждую солнечную панель. Решение, которое выберет заказчик, иногда может иметь ключевое значение для работы всей системы на годы вперед.

Больше найдете в нашем Telegram Telegram канале или по ссылкам в разделах Оборудование | Солнечные панели.

Принято считать, что солнечная электростанция - это в первую очередь солнечные панели. Отчасти это правда, потому что без них Вы вообще не получите электричества. С другой стороны, Вы не сможете использовать этот ток без инвертора или микроинверторов. Если инвертор выбран неправильно - эффективность всей системы наверняка резко упадет, а значит, в реальности Вы получите намного меньше тока, чем могли бы. Это, в свою очередь, означает, что запуск солнечной электростанции принесет гораздо меньше пользы, чем Вы рассчитывали при установке солнечных панелей с выбранной плановой мощностью. Если Вы добавите к этому инвертор или так называемые микроинверторы (самая дорогая часть системы после самих панелей), становится понятно, почему стоит уделить этому вопросу также много внимания.

Зачем нужен инвертор для солнечных батарей?

Начнем с того, как работает солнечная электростанция. Конечно, это не будет подробное описание отдельных технических решений, имеющихся на рынке. Речь идет о понимании самого принципа работы, поэтому позволим себе некоторые упрощения и обобщения.

Первым элементом домашней солнечной электростанции являются так называемые солнечные панели. Именно они под действием падающего солнечного света дают ток. Здесь для нас важнее всего две вещи. Во-первых, это тот факт, что количество получаемой таким образом электроэнергии зависит в первую очередь от интенсивности (мощности) солнечного излучения.

Во-вторых, получаемый таким образом ток будет постоянным (DC), т.е. такой же, какой обеспечивает батарейка в фонарике или автомобильный аккумулятор. В домашней электросети используется переменный ток (AC). Таким образом, чтобы использовать потенциал солнечных батарей, Вам нужен инвертор, то есть устройство, преобразующее постоянный ток в переменный.

kak-vybrat-solnechnye-paneli-4

Это изменение тока не обходится без потерь. Другими словами - часть энергии, получаемой от панелей, теряется, например, превращается в тепло (инвертор нагревается). То, какая часть мощности, подаваемой на вход инвертора в виде постоянного тока, будет выводиться на выходе переменного тока определяется эффективностью инвертора. В записи каталога продавца это обычно очень большое значение, чаще всего Вы, выбирая инвертор для своей солнечной электростанции, можете найти запись типа «до 97%». Но главное здесь именно это «до». Потому что максимальная эффективность достигается только при определенных условиях эксплуатации. Поэтому ответственные производители предоставляют в документации подробные данные о КПД инвертора в зависимости от степени его токовой нагрузки от панелей. Важны как напряжение (U), так и сила тока (I) на входе постоянного тока. Первый измеряется в вольтах [В], второй - в амперах [А]. С другой стороны, мощность постоянного тока (P), выраженная в ваттах [Вт], является произведением силы тока и напряжения. Следовательно, например, 300 В × 10 A = 3000 Вт = 3 кВт.

Более того, рабочие параметры инвертора непостоянны и изменяются в зависимости как от изменения напряжения, так и от интенсивности (колебаний) тока на входе постоянного тока. Но самое главное - правильно ли согласована мощность панелей с мощностью инвертора. В крайних случаях, при слабом солнечном свете, может даже случиться так, что панели будут давать определенное количество тока, но его напряжение будет слишком низким для того, чтобы инвертор начал вообще работать! Поэтому выбор инвертора значительно преувеличенной мощности - по отношению к общей мощности панелей - может оказаться очень серьезной ошибкой. А некоторые так и поступают, оправдывая это желанием в ближайшее время или в перспективе расширить свою солнечную электростанцию.

Один инвертор или несколько микроинверторов?

В большинстве случаев наиболее часто используемый вариант с одним инвертором, к которому подключены солнечные панели, может работать очень хорошо. Особенно, если инвертор подобран правильно и все панели в равной степени освещены солнцем - например, они находятся на одной крыше, которая ничем не затеняется. Более того, в относительно небольшой системе, такой как мощностью 3 kWp, которую никто не собирается расширять, не будет никаких оснований для поиска других решений. Этот вариант действительно будет самым простым и самым эффективным.

Другое дело, если, создавая систему, Вы предполагаете возможность ее расширения. Тогда вместо одного инвертора, обслуживающего несколько панелей, Вы можете использовать систему, в которой каждая панель подключена к маломощному инвертору (отсюда и термин микроинвертор). Очень в редких случаях 1 микроинвертор могут подключать к 2–4 солнечным панелям. Благодаря такой модульной конструкции нет проблемы с несоответствием мощности панелей и инвертора - увеличивая одну, мы сразу увеличиваем другую.

kak-vybrat-invertor-dlya-solnechnoj-elektrostancii-1

Микроинверторы также хорошо работают, когда солнечные панели ориентированы на разные стороны света, или некоторые из них периодически затеняются деревьями или даже тенью, отбрасываемой дымоходом. В реалиях, когда установки часто устанавливают на многоскатных крышах, такие ситуации не редкость. Дело в том, что для максимального использование энергии солнца требуется мгновенная корректировки настроек инвертора и параметров солнечных панелей. Но как это сделать, если отдельные панели в разной степени подвержены воздействию солнца? С микроинверторами проблем нет - каждый и так обслуживает только «свою» панель.

С традиционными инверторами дело обстоит сложнее. К счастью, некоторые из них оснащены двумя входами для так называемого Отслеживания точки максимальной мощности - MPPT (maximum power point tracking). Благодаря этому к каждой из них можно подключить отдельную цепочку (серию) солнечных панелей, и инвертор подберет оптимальные параметры работы для каждой из них отдельно. Хуже, если панели направлены в трех направлениях неизменного солнечного освещения. Тогда только микроинверторы будут способны оптимизировать сложившуюся ситуацию.

В системе с одним центральным инвертором отдельные панели также могут быть оснащены дополнительно так называемыми оптимизаторами. Это электронные системы, отслеживающие точку максимальной мощности отдельных панелей. Однако они работают лучше всего только тогда, когда движущаяся тень нарушает работу данной цепочки последовательно соединенных панелей. Тогда оптимизаторы частично уменьшают потери мощности.

Что такое стринги?

В случае солнечной электростанции часто речь идет о стрингах, но ни в коем случае не нижним бельем. Этот термин используется для описания серии панелей, соединенных последовательно. Термин «цепочка» тоже иногда используется, но гораздо реже. Почему какие-то солнечные панели соединяют последовательно? Для этого есть много причин, но самая важная - это то, что было написано немного ранее о том от чего зависит мощность постоянного тока. Кто пропустит этот отрывок, увидев числа, пусть поскорее к нему вернется. Итак, если солнечные панели соединены последовательно, их напряжения суммируются (например, 10 × 30 В = 300 В), сила тока останется такой же, как в случае с одним модулем (например, 10 A). В итоге мы получим в 10 раз больше мощности с 10 панелями при сохранении довольно низкой силы тока. А ведь и требуемое сечение проводников зависит в основном также от силы тока. Кроме того, инверторы могут выдерживать гораздо большую разницу в напряжении, чем тока на входе постоянного тока. Например, в действительно качественном оборудовании с номинальной мощностью от 3 до 8 кВт допускается от 150 до 1000 В, но максимум тока только 16 А. Например, каждая панель дает максимальное напряжение 35 В и напряжение 10 А. В этом случае другого выхода, кроме как соединить их последовательно, просто нет. При параллельном подключения две солнечные панели имеют максимум 20 А – в этом варианте сила тока суммируется, а напряжение не изменяется.

Нет ничего плохого в последовательном подключении если все панели освещены в одинаковой степени и не имеют затемнения и если длина стринга (количество панелей) не слишком велика. В противном случае ухудшение рабочих параметров одной из панелей приведет к падению показателей всего стринга. Напряжение будет продолжать расти, но сила тока упадет до уровня самого слабого звена, например, с 10 до 5 А. Конечно, это огромная, двукратная потеря мощности сразу из всей цепочки в количестве, например, 20 шт.

kak-vybrat-solnechnye-paneli-5

Поэтому длинные стринги представляют собой большой риск ухудшения выхода энергии из-за одного неисправного или затемненного элемента, потому что все они зависят друг от друга.

Более детально о класификации инверторов можна прочесть здесь: Какой выбрать инвертор: сетевой On-Grid, автономный Off-Grid или гибридный?

Как использование микроинверторов влияет на безопасность солнечной электростанции?

Отвечая на вопрос о безопасности солнечной электростанции в контексте использования микроинверторов, следует указать на некоторые важные преимущества, которые отличает микроинверторы от типовых централизированных инверторов.

Благодаря последовательно соединенным фотоэлектрическим модулям, значения напряжения которых суммируются, напряжение на инверторе цепочки на стороне постоянного тока может достигать даже 1000 В постоянного тока. Однако использование микроинверторов позволяет снизить это значение до значения напряжения отдельного модуля, которое не превышает 60 В и, таким образом, является безопасным напряжением.

https://kak-vybrat.com/Оборудование/Солнечные панели/

Благодаря мониторингу каждой солнечной батареи отдельным микроинвертором, в отличие от мониторинга параметров отдельной цепочки в общем центральном инверторе, можно точно диагностировать работу каждой из них, что позволяет быстро обнаруживать и всесторонне анализировать возможные проблемы и повреждение фотоэлектрических модулей.

Солнечные электростанции на основе микроинверторов не имеют одной критической точки, которой является центральный инвертор. Если один инвертор выходит из строя, остальная часть установки продолжает функционировать в обычном режиме. Выключение всей установки на неделю или две из-за повреждения центрального инвертора влечет за собой значительные потери, которые можно уменьшить, установив микроинверторы.

Если Вы пропустили, предлагаем ознакомиться с нашим следующим материалом на тему Как выбрать линейный трап для душа?.

Рекомендуем также прочесть предыдущую статью Как выбрать солнечные панели?.

Как выбрать...

Новости | Отзывы | Обзоры

Отзывы о Солнечные панели

Ваше имя или @: 
Закрепленный комментарий
ВНИМАНИЕ! Чтобы ограничить проект от обилия спама недобросовесных посетителей, комментарий становится доступен для всех только после прохождения модерации.
Поиск по сайту