Инвертор для солнечной электростанции: его роль и критерии выбора

Современные энергетические установки, вырабатывающие электрический ток из солнечного излучения, становятся все более выгодными и популярными. Для функционирования таких станций используется взаимодействие нескольких сложных устройств, одним из которых является преобразователь тока. Инвертор солнечной электростанции получает на входе постоянный ток, а на выходе выдает переменный, на котором работает большинство современного оборудования. В данной статье мы расскажем о разновидностях таких преобразователей, правилах их подключения и критериях выбора. 

Подключение и роль инверторов

Даже небольшая СЭС, как правило, снабжает энергией значительное количество разнообразного оборудования и бытовой техники. Практически все потребляющий ток устройства – системы отопления, осветительные приборы, домашняя электроника – работает от переменного тока, а гелио панели вырабатывают постоянный. Роль инвертора солнечной электростанции – осуществить преобразование одного вида тока в другой, параллельно гарантируя непрерывность его подачи и стабильность напряжения. 

Обязательным условием качественной работы преобразователя является его грамотная установка.

1. Инвертор включается в сеть между фотоэлектрическими батареями и приборами-потребителями системы.
2. При соединении с соседними устройствами необходимо внимательно следить за полярностью клемм. Ошибка при подключении грозит выходом из строя не только инвертора, но и системы в целом.
3. Размещать оборудование следует так, чтобы длина соединительных кабелей была минимальной, а их сечение пропорционально мощности из такого расчета для медного провода:

• 4 мм – 9 кВт:
• 6 мм – 11 кВт;
• 10 мм – 17,6 кВт;
• 16 мм – 22 кВт;
• 25 мм – 30,8 кВт;
• 35 мм – 37 кВт.

Соблюдение первого условия позволит минимизировать потери, а второго защитит провода от перегорания.

Разновидности инверторов для солнечных электростанций

По своему предназначению преобразователи тока идентичны назначению и типу станции. 

• Автономные. Применяются для работы в изолированных системах, независимых от внешних источников электроэнергии.
• Сетевые. Допускают использование энергии и фотоэлектрических панелей, и централизованной электросети, а также передачу во внешнюю сеть излишков генерации.
• Комбинированные. Представляют собой гибрид первого и второго вариантов. В зависимости от класса, режимы работы с внутренним или внешним источником энергии переключаются вручную либо автоматически.   

Промышленные инверторы для солнечных электростанций обладают большей мощностью, техническими возможностями и часто подключаются в связке. Бытовые варианты менее функциональны, но их стоимость кратно ниже.

Критерии выбора

Выбор инвертора для солнечной электростанции (в блоге сайта есть предложенный нами топ инверторов для СЭС) – достаточно сложная задача, поскольку требует от будущего владельца учесть при покупке как минимум десять важных критериев.

1. Входное напряжение. Должно быть прямо пропорционально мощности. Безопасным считается следующее соответствие: инверторы на 12 вольт для систем мощностью до 0,6 кВт; 24 вольта – для диапазона 0,6 – 1,5 кВт; 48 вольт – в СЭС от 1,5 кВт и более. Игнорирование данного правила неизбежно приведет к значительным потерям в кабелях и кардинально снизит срок службы транзисторов.
2. Номинал и максимум мощности. Инверторы солнечных электростанций по первому параметру должны примерно соответствовать мощности оборудования, которое может потреблять ток одновременно. Второй показатель обязан быть равен или немного превосходить общую мощность всех устройств, подключенных к системе.
3. Форма выходного тока. В зависимости от качества преобразования может быть ступенчатой, синусоидальной и промежуточной квази-синусоидальной. Оптимальный считается второй вариант – идеальная синусоида, поскольку именно такой график изменения напряжения идеально выдерживает индуктивные нагрузки. 
4. Вес. Бюджетные модели преобразователей не комплектуются выходными трансформаторами. Это облегчает и удешевляет конструкцию, но крайне негативно сказывается на качестве. По этой причине лучшие инверторы для солнечной электростанции обязательно обладают большой массой.
5. Вентилятор и его функциональность. Охлаждение техники обычно осуществляется вентиляторами. В устройствах низшего ценового сегмента их скорость не регулируется. Это приводит к неэффективному расходованию энергии и излишнему шуму. Premium класс техники, включая преобразователи тока, снабжается кулерами с автоматической регулировкой скорости вращения. Это делает их работу не только в основном бесшумной, но и гораздо более экономичной. 
6. Число защитных функций. В таких системах, как солнечная электростанция, наиболее устойчивый к форс-мажорным ситуациям является инвертор, наделенный максимумом видов защиты. Наиболее важны из них защита от скачков вольтамперных характеристик, коротких замыканий, перегрева, глубокой разрядки АКБ и некоторых других. Рост функциональности неизбежно сказывается на цене, но пропорционально повышает устойчивость и надежность.
7. КПД. Лучшие модели достигают коэффициента полезного действия 95% и выше. Бюджетные варианты обычно показывают уровень эффективности около 87-90%. На первый взгляд разница не кажется слишком существенной, но в дорогостоящих и высокопроизводительных СЭС такие потери недопустимы.
8. Расход энергии без нагрузки. Предельно допустимым уровнем считается 1,0-1,2%. Расход свыше этого диапазона сигнализирует о наличии скрытых дефектов конструкции. 
9. Функция режима ожидания. Предназначена для экономии электроэнергии, которая накопилась в аккумуляторных батареях. Единственная характеристика, где приоритетным является наличие не автоматического, а ручного режима отключения. При его отсутствии подключение нагрузок малой мощности становится проблематичным.
10. Диапазон рабочих температур. Становится принципиальным при необходимости размещения преобразователей за пределами отапливаемых зданий. Промышленные инверторы для солнечных станций практически всегда допускают работу при отрицательных и высоких положительных температурах. Границы диапазона для подобных устройств могут достигать 100-130°C – например, от -40 до + 85 градусов. У недорогих бюджетных моделей предельное расхождение вдвое, втрое ниже.

В СЭС большой мощности рекомендуется использовать одновременно несколько инверторов. Это позволит застраховаться от аварийного прекращения работы солнечной электростанции при выходе из строя одного из преобразователей.

При возникновении сомнений в самостоятельном правильном выборе инвертора советуем обратиться за помощью нашим специалистам.