Υβριδικός μετατροπέας για ηλιακούς συλλέκτες: τύποι, ανασκόπηση των καλύτερων μοντέλων + χαρακτηριστικά σύνδεσης

Τα συστήματα τροφοδοσίας με ταυτόχρονη χρήση παραδοσιακής παροχής ρεύματος και ηλεκτρικής ενέργειας από τον ήλιο είναι μια οικονομικά καλή λύση για ιδιωτικά νοικοκυριά, εξοχικά και παραθεριστικά χωριά και βιομηχανικούς χώρους.

Απαραίτητο στοιχείο του συγκροτήματος είναι ένας υβριδικός μετατροπέας για ηλιακούς συλλέκτες, ο οποίος καθορίζει τους τρόπους παροχής τάσης, διασφαλίζοντας την αδιάλειπτη και αποτελεσματική λειτουργία του ηλιακού συστήματος.

Για να λειτουργεί αποτελεσματικά το σύστημα, δεν χρειάζεται μόνο να επιλέξετε το βέλτιστο μοντέλο, αλλά και να το συνδέσετε σωστά. Και θα δούμε πώς να το κάνουμε αυτό στο άρθρο μας. Θα εξετάσουμε επίσης τους υπάρχοντες τύπους μετατροπέων και τις καλύτερες προσφορές στην αγορά σήμερα.

Αξιολόγηση των δυνατοτήτων ενός υβριδικού μετατροπέα

Η χρήση ανανεώσιμων πηγών ηλιακής ενέργειας σε συνδυασμό με κεντρική παροχή ρεύματος παρέχει μια σειρά από πλεονεκτήματα. Η κανονική λειτουργία του ηλιακού συστήματος διασφαλίζεται από τη συντονισμένη λειτουργία των κύριων μοντέλων του: ηλιακά πάνελ, ελεγκτής φόρτισης, μπαταρία, καθώς και ένα από τα βασικά στοιχεία - ο μετατροπέας.

Ο μετατροπέας ηλιακού συστήματος είναι μια συσκευή μετατροπής συνεχούς ρεύματος (DC) που προέρχεται από φωτοβολταϊκά πάνελ σε εναλλασσόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Οι οικιακές συσκευές λειτουργούν σε ρεύμα 220 V. Χωρίς μετατροπέα, η παραγωγή ενέργειας δεν έχει νόημα.

Διάγραμμα λειτουργίας συστήματος: 1 – ηλιακές μονάδες, 2 – ελεγκτής φόρτισης, 3 – μπαταρία, 4 – μετατροπέας τάσης (inverter) με τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος (AC)

Είναι καλύτερο να αξιολογηθούν οι δυνατότητες ενός υβριδικού μοντέλου σε σύγκριση με τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των πλησιέστερων ανταγωνιστών του - αυτόνομων και δικτυωμένων "μετατροπέων".

Μετατροπέας τύπου δικτύου

Η συσκευή λειτουργεί με το φορτίο του γενικού ηλεκτρικού δικτύου. Η έξοδος από τον μετατροπέα συνδέεται με τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας, το δίκτυο AC.

Το σχέδιο είναι απλό, αλλά έχει αρκετούς περιορισμούς:

• λειτουργικότητα όταν υπάρχει διαθέσιμη τροφοδοσία AC στο δίκτυο.
• Η τάση δικτύου πρέπει να είναι σχετικά σταθερή και εντός του εύρους λειτουργίας του μετατροπέα.

Αυτή η ποικιλία είναι σε ζήτηση σε ιδιωτικές κατοικίες με ένα τρέχον "πράσινο" τιμολόγιο για την ηλεκτροδότηση.

Κατά τη διάρκεια της ημέρας, με ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας, το παραγόμενο ρεύμα τροφοδοτείται στο δίκτυο με «πράσινους» ρυθμούς, από το βράδυ έως το πρωί το κτίριο «τροφοδοτείται» από την κεντρική παροχή ρεύματος

Αυτόνομη έκδοση της συσκευής

Η συσκευή τροφοδοτείται από μπαταρία, το οποίο δέχεται φόρτιση από ηλιακούς συλλέκτες μέσω ενός ελεγκτή MPPT.Το σύστημα χρησιμοποιεί διαφορετικούς τύπους μπαταριών, συμπεριλαμβανομένων μπαταριών λιθίου υψηλής τεχνολογίας.

Στο μέγιστο «πλήρωση» της συσκευής αποθήκευσης, η περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας μεταφέρεται στην είσοδο του μετατροπέα, η έξοδος του οποίου συνδέεται με τους τελικούς καταναλωτές του AC.

Σε περίπτωση ανεπαρκούς ηλιακής δραστηριότητας, η ενέργεια λαμβάνεται από τις μπαταρίες και υφίσταται «μετατροπή» μέσω ενός μετατροπέα τάσης.

Χαρακτηριστικά της αυτόνομης εγκατάστασης:

• δυνατότητα ανεξάρτητης λειτουργίας απουσία εναλλασσόμενου ρεύματος δικτύου.
• ορισμένα μοντέλα υποστηρίζουν το feed-in tariff.
• Η απόδοση των εγκαταστάσεων είναι 90-93%.

Για να εξασφαλιστεί η απόλυτη αυτονομία ενός αντικειμένου, ακριβής υπολογισμός ισχύος ηλιακού πάνελ και επαρκή χωρητικότητα μπαταρίας.

Μια επιλογή για ανεξάρτητη χρήση του μετατροπέα χωρίς να περιλαμβάνει κεντρική σύνδεση δικτύου στο σύστημα. Ζητείται αυτόνομος μετατροπέας σε περιοχές με παντελή απουσία ή χαμηλή ποιότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας

Υβριδικός τύπος μετατροπέα

Το μοντέλο διαφέρει από τις συσκευές που περιγράφονται παραπάνω στην ειδική «αρχιτεκτονική» κατασκευής του. Στο εσωτερικό παρέχεται ειδικό ηλεκτρικό κύκλωμα, το οποίο του επιτρέπει να λειτουργεί παράλληλα με μια πηγή ρεύματος (δίκτυο, γεννήτρια) σε λειτουργία μετατροπέα.

Ταυτόχρονα, το φορτίο τροφοδοτείται από το κεντρικό δίκτυο και ηλιακούς συλλέκτες, με προτεραιότητα τον προμηθευτή DC.

Ο υβριδικός μετατροπέας σάς επιτρέπει να καταναλώνετε την ηλιακή ενέργεια όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά χωρίς να διακόπτετε την παροχή ρεύματος από τον κεντρικό σταθμό ή τη γεννήτρια

Τα ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα έγκεινται στην ευελιξία των υβριδικών μετατροπέων:

1. Καθαρά - ένα είδος μεγάλης μπαταρίας με απόδοση 100%.Όλο το πλεόνασμα που δημιουργείται από φωτοβολταϊκές πλάκες μπορεί να ανακατευθυνθεί στο κεντρικό δίκτυο με «πράσινο» τιμολόγιο.
2. Εξασφάλιση αδιάλειπτης παροχής ρεύματος. Όταν η κύρια παροχή ρεύματος είναι απενεργοποιημένη, το σύστημα μεταβαίνει σε αυτόνομη λειτουργία, προστατεύοντας όλους τους καταναλωτές από υπερτάσεις.
3. Αύξηση του ορίου ισχύος δικτύου κατά τα φορτία αιχμής προσθέτοντας ενέργεια από το σύμπλεγμα μπαταρίας-μετατροπέα.

Όταν η κατανάλωση μειώνεται, το ηλιακό συγκρότημα μεταβαίνει σε λειτουργία φόρτισης και μετά από λίγο είναι ξανά έτοιμο για χρήση. Η λειτουργία διπλής ισχύος μπορεί να χαρακτηριστεί: Smart Boots, Power Shaving, Grid Support.

Η προσθήκη ισχύος γίνεται σύμφωνα με τις ακόλουθες αρχές:

• εάν η ισχύς που χρησιμοποιείται είναι χαμηλότερη από τη μέγιστη κατανάλωση δικτύου, τότε εκτός από την τροφοδοσία του φορτίου, η μπαταρία αποθήκευσης φορτίζεται.
• Ελλείψει τάσης στο δίκτυο, η ηλεκτρική ενέργεια που λαμβάνεται από την μπαταρία και μετατρέπεται από τον μετατροπέα καταναλώνεται.
• εάν το φορτίο υπερβαίνει την οριακή τιμή της ισχύος του δικτύου, τότε η ανεπάρκεια συμπληρώνεται με συσσωρευμένη ηλεκτρική ενέργεια από την ηλιακή μπαταρία.

Οι αναφερόμενοι τρόποι λειτουργίας είναι ικανοί να υποστηρίζουν υβριδικά μοντέλα με φορτιστή.

Ορισμένοι μετατροπείς πολλαπλών λειτουργιών έχουν σχεδιαστεί για τη σύνδεση πολλαπλών γραμμών AC ταυτόχρονα για την παροχή αυτόματης δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας.Τα μοντέλα υψηλής τεχνολογίας ρυθμίζουν ανεξάρτητα τη φόρτιση της μπαταρίας

Τύποι μετατροπέων ρεύματος

Όταν επιλέγετε την «καρδιά» ενός αυτόνομου συστήματος τροφοδοσίας, θα πρέπει να συγκρίνετε σωστά τις εργασίες που έχουν ανατεθεί στον εξοπλισμό με τις πιθανές δυνατότητές του.

Τα κύρια χαρακτηριστικά της ταξινόμησης των υβριδικών μετατροπέων είναι: ένας αλγόριθμος για την αλλαγή των τρόπων λειτουργίας, το σχήμα της τάσης εξόδου και η δυνατότητα εξυπηρέτησης μονοφασικού ή τριφασικού δικτύου.

Σύγκριση PSU και υβριδικής εγκατάστασης

Ορισμένες εταιρείες παραπλανούν άθελά τους τους καταναλωτές αποκαλώντας μια μονάδα αδιάλειπτης παροχής ρεύματος (UPS) υβριδικό μετατροπέα. Φαίνεται ότι και οι δύο συσκευές εκτελούν παρόμοιες εργασίες, αλλά υπάρχει μια σημαντική διαφορά.

Το BPS είναι ένας μετατροπέας με φορτιστή. Η μονάδα εξασφαλίζει κατά κύριο λόγο την κατανάλωση ενέργειας από την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών και εάν δεν υπάρχει επαρκής ενέργεια, μεταβαίνει στην κατανάλωση από το δίκτυο.

Το UPS δεν είναι σε θέση να εκτελέσει τη λειτουργία της «ανάμιξης» της συσσωρευμένης ηλεκτρικής ενέργειας από τις μπαταρίες με το δίκτυο. Η κατανάλωση προτεραιότητας από την πηγή DC επιτυγχάνεται με την αποσύνδεση από το δίκτυο και τη μετάβαση σε λειτουργία μπαταρίας

Η λειτουργία του συστήματος σε «σπασμωδική» λειτουργία προκαλεί πρόσθετο κύκλωμα της μπαταρίας και επιταχύνει τη φθορά της. Στα περισσότερα φθηνά PSU, η οριακή τάση ρυθμίζεται χωρίς δυνατότητα ρύθμισης.

Σε μοντέλα υβριδικών μετατροπέων για ηλιακούς συλλέκτες, τέτοια άλματα αποκλείονται - η μονάδα προσαρμόζεται στην απαιτούμενη ισχύ και λειτουργεί ταυτόχρονα με διαφορετικές πηγές ρεύματος.

Μπορείτε να επιλέξετε μόνοι σας την κατανάλωση προτεραιότητας. Συνήθως, η έμφαση δίνεται στην κατανάλωση ενέργειας από ηλιακούς συλλέκτες.Ορισμένες υβριδικές μονάδες έχουν τη δυνατότητα περιορισμού της ισχύος που παρέχεται από το δίκτυο της πόλης.

Σύγκριση των λειτουργιών δημοφιλών τροποποιήσεων υβριδικών «μετατροπέων» και BPS. Η σειρά μοντέλων Victron παρέχει τη δυνατότητα αύξησης της ισχύος του μετατροπέα λόγω του δικτύου

Ποικιλίες ανάλογα με το σχήμα του σήματος του μετατροπέα

Οι μετατροπείς ρεύματος ηλιακών κυψελών ταξινομούνται ανάλογα με τον τύπο του σήματος εξόδου.

Υπάρχουν:

• καθαρό ημιτονοειδές κύμα?
• τροποποιημένο ημιτονοειδές (οιονεί ημιτονικό κύμα).
• ελίσσομαι.

Η τελευταία επιλογή πρακτικά δεν χρησιμοποιείται στην πράξη, καθώς μια απότομη αλλαγή στην πολικότητα προκαλεί δυσλειτουργίες στον εξοπλισμό.

Ένας μετατροπέας που παρέχει σήμα "σχήματος U" δεν θα μπορεί να προστατεύσει τις συσκευές από υπερτάσεις. Επιπλέον, οι περισσότερες οικιακές συσκευές δεν δέχονται ρεύμα μαιάνδρου

Τι είναι ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα;

Ο μετατροπέας παράγει ένα σήμα υψηλής ποιότητας που είναι ανώτερο από την κυματομορφή ρεύματος δικτύου. Αυτή είναι η καλύτερη επιλογή για τη διασφάλιση της λειτουργίας «ευαίσθητου» εξοπλισμού: λέβητες θέρμανσης, συμπιεστές, ηλεκτρικοί κινητήρες, ιατρικός εξοπλισμός και συσκευές που βασίζονται σε τροφοδοτικά μετασχηματιστή.

Μειονεκτήματα των μετατροπέων ημιτονοειδούς κύματος: υψηλό κόστος και μεγάλες διαστάσεις. Η αγορά ενός μετατροπέα με καθαρό ημιτονοειδές κύμα θα κοστίσει δύο φορές περισσότερο από ένα μοντέλο με ημιτονικό κύμα με ίσους δείκτες συνολικής ισχύος

Χαρακτηριστικά οιονεί ημιτόνου

Η μετάδοση ενέργειας σήματος με τη μορφή τροποποιημένου ημιτονοειδούς κύματος μπορεί να μειώσει την απόδοση ορισμένων συσκευών, να προκαλέσει την εμφάνιση θορύβου, να προκαλέσει παρεμβολές ή να οδηγήσει σε αστοχία του εξοπλισμού.

Κατά την τροφοδοσία μετασχηματιστών χαμηλής συχνότητας, ασύγχρονων, σύγχρονων κινητήρων, είναι ορατή απώλεια ισχύος 20-30%.Αυτό το «ελάττωμα» μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια, θερμαίνοντας υπερβολικά τις συσκευές.

Οι μετατροπείς με σήμα ψευδοημιτονοειδούς κύματος είναι συμπαγείς και προσιτές. Η χρήση τους ενδείκνυται για την τροφοδοσία συσκευών χωρίς επαγωγικά φορτία, σχεδιασμένες να καταναλώνουν ενεργά συστατικά ηλεκτρικής ενέργειας.

Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει: θερμοηλεκτρικούς θερμαντήρες, λαμπτήρες πυρακτώσεως για συστήματα φωτισμού και άλλες δομές αντίστασης.

Τροποποιημένες επιλογές ημιτονοειδούς: 1 – περίπλοκο σχήμα μαιάνδρου με παύση, 2 – προσέγγιση καθαρού ημιτονοειδούς αυξάνοντας τον αριθμό των μεταβάσεων

Το σχήμα του σήματος εξόδου υποδεικνύεται στο διαβατήριο του μετατροπέα ή της αδιάλειπτης παροχής ρεύματος. Πιθανοί χαρακτηρισμοί: "Πίσω" - εγγύηση απουσίας καθαρού ημιτονοειδούς κύματος, "Έξυπνο" - η πιθανότητα λήψης ρεύματος υψηλής ποιότητας στην έξοδο.

Ορισμένοι κατασκευαστές σημειώνουν τον παράγοντα αρμονικής παραμόρφωσης (μη γραμμικός δείκτης παραμόρφωσης) στο συνοδευτικό έγγραφο. Εάν η παράμετρος είναι μικρότερη από 8%, τότε η μονάδα παράγει σχεδόν τέλειο ημίτονο.

Μονοφασικά και τριφασικά μοντέλα

Οι μονοφασικοί μετατροπείς είναι κυρίως ενσωματωμένοι στο κύκλωμα ενός οικιακού φωτοβολταϊκού συστήματος με τυπική τάση 220V.

Το εύρος τάσης εξόδου όταν συνδέεται σε μία φάση σε διαφορετικά μοντέλα κυμαίνεται από 210-240V, συχνότητα εξόδου - 47-55 Hz, ισχύς - 300-5000 W.

Οι μονοφασικοί μετατροπείς παράγονται για τυπικές τάσεις μπαταρίας: 12, 24 και 48 V. Για να διασφαλιστεί ότι ο μετατροπέας δεν λειτουργεί στη μέγιστη χωρητικότητά του, είναι απαραίτητο να αντιστοιχίσετε την ισχύ του "μετατροπέα" με την τάση της ηλιακής μπαταρίας ή μπαταρία.

Εύρος εξάρτησης των χαρακτηριστικών της μπαταρίας (τάση - V) και του ηλιακού μετατροπέα (ονομαστική ισχύς - W): 12 V - εντός 600 W, 24 V - έως 1,5 kW, 48 V - πάνω από 1,5 kW

Οι τριφασικοί μετατροπείς χρησιμοποιούνται για την παροχή τριφασικού ρεύματος για την τροφοδοσία ηλεκτροκινητήρων. Πρωτογενής χρήση: παραγωγή, εργαστήρια, εμπορικοί σκοπούς.

Οι τριφασικοί μετατροπείς διακρίνονται από υψηλή ισχύ (3-30 kW), μεγάλο εύρος εναλλασσόμενης τάσης εξόδου (220V/400V).

Στην αγορά διατίθενται και συνδυαστικά μοντέλα. Αυτά περιλαμβάνουν μονοφασικούς μετατροπείς με δυνατότητα συγχρονισμού των εξόδων του μετατροπέα με μετατόπιση φάσης - αυτό σας επιτρέπει να τροφοδοτείτε τριφασικά φορτία. Εξετάσαμε όλους τους τύπους εξοπλισμού για τη μετατροπή ρεύματος από ηλιακούς συλλέκτες το άλλο μας άρθρο.

Παράμετροι επιλογής ηλιακού μετατροπέα

Η απόδοση του μετατροπέα και ολόκληρου του συστήματος τροφοδοσίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη σωστή επιλογή των παραμέτρων του εξοπλισμού.

Εκτός από τα χαρακτηριστικά που περιγράφονται παραπάνω, θα πρέπει να αξιολογήσετε:

• ισχύς εξόδου;
• τύπος προστασίας·
• Θερμοκρασία λειτουργίας;
• Διαστάσεις εγκατάστασης?
• αποδοτικότητα;
• διαθεσιμότητα πρόσθετων λειτουργιών.

Ας εξετάσουμε στη συνέχεια όλα αυτά τα χαρακτηριστικά με περισσότερες λεπτομέρειες.

Κριτήριο #1 - ισχύς συσκευής

Η βαθμολογία του ηλιακού μετατροπέα επιλέγεται με βάση το μέγιστο φορτίο στο δίκτυο και την αναμενόμενη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Στη λειτουργία εκκίνησης, ο μετατροπέας μπορεί να προσφέρει βραχυπρόθεσμη αύξηση της ισχύος κατά τη στιγμή της θέσης σε λειτουργία χωρητικών φορτίων.

Αυτή η περίοδος είναι χαρακτηριστική όταν ανοίγετε πλυντήρια πιάτων, πλυντήρια ρούχων ή ψυγεία.

Όταν χρησιμοποιείτε λαμπτήρες φωτισμού και τηλεόραση, είναι κατάλληλος ένας μετατροπέας χαμηλής ισχύος 500-1000 W.Κατά κανόνα, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η συνολική ισχύς του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται. Η απαιτούμενη τιμή υποδεικνύεται απευθείας στο σώμα της συσκευής ή στο συνοδευτικό έγγραφο.

Συνιστάται να αυξήσετε την τιμή που προκύπτει κατά 20-30% - αυτή θα είναι η απαιτούμενη ισχύς εξόδου του μετατροπέα. Για παράδειγμα, η συνολική ισχύς του εξοπλισμού είναι 500 W/h, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι 5 ώρες Υπολογισμός: 500 W/h*5h*1,2=3000 W/h

Κριτήριο #2 - επίπεδο προστασίας

Ένας υψηλής ποιότητας ηλιακός μετατροπέας πρέπει να έχει πολλά στάδια προστασίας. Πιθανές επιλογές: σύστημα εξαναγκασμένης ψύξης, αποτροπή βραχυκυκλώματος, προστασία από πτώσεις τάσης και υπερτάσεις στο δίκτυο.

Είναι επίσης σημαντικό να έχετε ένα σφραγισμένο, ενισχυμένο περίβλημα που εμποδίζει τη σκόνη και τα σωματίδια υγρασίας να εισχωρήσουν μέσα. Ο δείκτης προστασίας του ηλεκτρικού εξοπλισμού είναι τυποποιημένος σύμφωνα με την τυποποίηση IEC-952.

Ο δείκτης ορίζεται ως IP AB, όπου Α είναι το επίπεδο προστασίας από τη διείσδυση ξένων σωματιδίων στη συσκευή, Β είναι αντίσταση στην υγρασία.

Για συνθήκες λειτουργίας σε εξωτερικούς χώρους, τα μοντέλα με δείκτη "IP65" είναι κατάλληλα - η αντοχή και η αξιοπιστία του μετατροπέα επιτρέπει τη χρήση του στην εξωτερική ατμόσφαιρα.

Κριτήριο #3 - θερμοκρασία και διαστάσεις λειτουργίας

Ένα ευρύ φάσμα τιμών είναι ένας δείκτης αξιοπρεπούς ποιότητας κατασκευής του μετατροπέα. Η τιμή του δείκτη είναι ιδιαίτερα σημαντική όταν τοποθετείτε τον μετατροπέα σε μη θερμαινόμενο δωμάτιο.

Το βάρος είναι ένας έμμεσος δείκτης της ποιότητας του μετατροπέα. Υπάρχει μια άποψη - όσο πιο βαρύς είναι ο μετατροπέας, τόσο πιο ισχυρός είναι. Αυτό εξηγείται από την παρουσία ενός μετασχηματιστή σε εξοπλισμό υψηλής ισχύος.

Στα «ελαφριά» μοντέλα, η απουσία μετασχηματιστή μπορεί να προκαλέσει βλάβη του μετατροπέα όταν παρέχεται υψηλό ρεύμα εκκίνησης.

Σύμφωνα με παρατηρήσεις, ένα κιλό βάρους ηλιακού μετατροπέα αντιστοιχεί σε ισχύ εξόδου 100 W. Οι διαστάσεις του μετατροπέα καθορίζουν τη μέθοδο εγκατάστασής του

Κριτήριο #4 - αποτελεσματικότητα

Οι ειδικοί συνιστούν την αγορά τρέχοντος "μετατροπείς" με απόδοση 90% ή περισσότερο. Μόνο με αυτή την παράμετρο θα είναι αποτελεσματική η λειτουργία του ηλιακού συστήματος και η διευθέτησή του εύστοχη. Η απώλεια του 10% της ηλιακής ενέργειας είναι απαράδεκτη πολυτέλεια.

Πρόσθετη λειτουργικότητα. Οι προηγμένες δυνατότητες επηρεάζουν το κόστος του εξοπλισμού και δεν είναι πάντα σε ζήτηση. Ωστόσο, ορισμένες επιλογές αξίζουν τα χρήματα που δαπανήθηκαν.

Οι χρήσιμες και απαραίτητες «συσκευές» περιλαμβάνουν:

• αυτόματη προσθήκη ισχύος μετατροπέα στην ηλεκτρική ενέργεια του δικτύου.
• προσαρμογή της περιόδου φόρτισης της μπαταρίας.
• επιλογή της τρέχουσας πηγής προτεραιότητας.
• διατήρηση της εργασίας με διαφορετικούς τύπους μπαταριών (αλκαλικές, φωσφορικό σίδηρο λιθίου, ήλιο, AGM, οξύ).
• δυνατότητα συνδυασμένης λειτουργίας με μετατροπέα δικτύου.
• ρύθμιση του δείκτη τάσης - αποτροπή "άλματα" στην τάση δικτύου.
• δυνατότητα αναβάθμισης του μετατροπέα με ενημέρωση του υλικολογισμικού.

Οι σύγχρονοι μετατροπείς μπορούν να συνδεθούν σε υπολογιστή για προγραμματισμό και παρακολούθηση.

Οι κατασκευαστές προσφέρουν δωρεάν λογισμικό για την παρακολούθηση της λειτουργίας του εξοπλισμού της εταιρείας και των ηλεκτρικών δικτύων. Μια ενδιαφέρουσα επιλογή είναι η δυνατότητα αποστολής ειδοποιήσεων SMS σχετικά με την κατάσταση του συστήματος κατόπιν αιτήματος του χρήστη

Ανασκόπηση δημοφιλών υβριδικών μετατροπέων

Μεταξύ των καταναλωτών, οι μετατροπείς από ξένες εταιρείες έλαβαν καλές κριτικές: Xtender (Ελβετία), Prosolar (Κίνα), Victor Energy (Ολλανδία), SMA (Γερμανία) και Xantrex (Καναδάς). Εσωτερικός αντιπρόσωπος - MAP Sine.

Σειρά πολυλειτουργικών μετατροπέων Xtender

Ο υβριδικός μετατροπέας Studer από την Xtender είναι η ενσάρκωση του ελβετικού προτύπου ποιότητας στα ηλεκτρονικά ισχύος. Οι ηλιακοί μετατροπείς της σειράς Xtender διακρίνονται για τα εντυπωσιακά χαρακτηριστικά αντοχής και την εκτεταμένη λειτουργικότητά τους.

Ποικιλία μοντέλων: XTS - αντιπρόσωποι χαμηλής ισχύος, XTM - μοντέλα μέσης ισχύος, XTN - μετατροπείς υψηλής ισχύος.

Εύρος ισχύος Xtender: XTS - 0,9-1,4 kW, XTM - 1,5-4 kW, XTN - 3-8 kW. Τάση εξόδου – 230 W, συχνότητα – 50 Hz

Κάθε Xtender Hybrid Series προσφέρει τις ακόλουθες δυνατότητες και επιλογές:

• καθαρή τροφοδοσία ημιτονοειδούς κύματος.
• "προσθήκη" ισχύος στο δίκτυο από την μπαταρία.
• Όταν μειώνεται η τάση του δικτύου, η κατανάλωση από την κεντρική παροχή ρεύματος μειώνεται.
• δύο λειτουργίες επιλογής προτεραιότητας: η πρώτη είναι "μαλακή" με τροφοδοσία εντός 10%, η δεύτερη είναι πλήρης εναλλαγή στην μπαταρία.
• ποικιλία ρυθμίσεων εγκατάστασης.
• διαχείριση της εφεδρικής γεννήτριας·
• λειτουργία αναμονής με ευρύ φάσμα ελέγχου.
• απομακρυσμένη παρακολούθηση των παραμέτρων του συστήματος.

Όλες οι τροποποιήσεις έχουν τη λειτουργία Smart Boost - σύνδεση με διαφορετικούς προμηθευτές ρεύματος (σετ γεννήτριας, μετατροπέας δικτύου) και Power Shaving - εγγυημένη κάλυψη φορτίων αιχμής.

Βέλτιστοι μετατροπείς Prosolar Hybrid

Το μοντέλο κινεζικής κατασκευής έχει καλά χαρακτηριστικά και αποδεκτό κόστος (περίπου 1200 USD). Ο μετατροπέας βελτιστοποιεί τη λειτουργία των ηλιακών συλλεκτών αποθηκεύοντας αχρησιμοποίητη ενέργεια στην μπαταρία.

Τεχνικά χαρακτηριστικά: μορφή τάσης - ημιτονοειδής, απόδοση μετατροπής - 90%, βάρος εγκατάστασης - 15,5 kg, επιτρεπόμενη υγρασία - 90% χωρίς συμπύκνωση, θερμοκρασία -25 ° C - +60 ° C

Χαρακτηριστικά γνωρίσματα:

• επιλογή παρακολούθησης του οριακού σημείου ισχύος μιας ηλιακής μπαταρίας.
• Οθόνη LCD πληροφοριών που εμφανίζει τις παραμέτρους λειτουργίας του συστήματος.
• Φορτιστής μπαταρίας 3 επιπέδων.
• μέγιστη ρύθμιση ρεύματος έως 25A.
• επικοινωνία μετατροπέα.

Ο μετατροπέας συνδέεται με υπολογιστή μέσω λογισμικού (παρέχεται ως κιτ). Είναι δυνατός ο εκσυγχρονισμός του μετατροπέα μέσω καινοτόμου αναβοσβήνει.

Μετατροπείς ημιτονοειδών κυμάτων Phoenix Inverter

Οι μετατροπείς Phoenix ικανοποιούν υψηλές απαιτήσεις και είναι κατάλληλοι για βιομηχανικές εφαρμογές. Η σειρά Phoenix Inverter κυκλοφορεί χωρίς ενσωματωμένο φορτιστή.

Οι μετατροπείς είναι εξοπλισμένοι με το δίαυλο πληροφοριών VE.Bus και επιτρέπουν τη λειτουργία σε παράλληλες ή τριφασικές διαμορφώσεις.

Το εύρος ισχύος του εύρους μοντέλου είναι 1,2-5 kW, η απόδοση είναι 95%, ο τύπος τάσης είναι ημιτονοειδής.

Ο πίνακας δείχνει τα χαρακτηριστικά της υβριδικής τροποποίησης του μετατροπέα 48/5000 της Victron Energy. Το εκτιμώμενο κόστος ενός μετατροπέα Phoenix με ισχύ 5 kW είναι 2500 USD.

Ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα:

• Η τεχνολογία "SinusMax" υποστηρίζει την εκτόξευση "βαρέων φορτίων".
• δύο λειτουργίες εξοικονόμησης ενέργειας – επιλογή αναζήτησης φορτίου και μείωση ρεύματος χωρίς φορτίο.
• παρουσία ρελέ συναγερμού - ειδοποίηση υπερθέρμανσης, ανεπαρκούς τάσης μπαταρίας κ.λπ.
• ρύθμιση προγραμματιζόμενων παραμέτρων μέσω υπολογιστή.

Για να επιτευχθεί υψηλή ισχύς, μπορούν να συνδεθούν έως και έξι μετατροπείς παράλληλα σε μια φάση. Για παράδειγμα, ένας συνδυασμός έξι συσκευών με βαθμολογία 48/5000 είναι ικανός να παρέχει ισχύ εξόδου 48 kW/30 kVA.

Εγχώριες συσκευές MAP Hybrid και Dominator

Η εταιρεία MAP Energia έχει αναπτύξει δύο τροποποιήσεις του υβριδικού μετατροπέα: Gibrid και Dominator.

Το εύρος ισχύος του εξοπλισμού είναι 1,3-20 kW, η χρονική περίοδος εναλλαγής μεταξύ των λειτουργιών είναι έως 4 ms, παρέχεται η δυνατότητα «άντλησης» ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο της πόλης.

Συγκριτικός πίνακας δυνατοτήτων μετατροπέα. Και οι δύο τύποι είναι ικανοί να λειτουργούν σε λειτουργία ECO· κάθε μοντέλο «συνδέεται» με έναν διακομιστή Web για απομακρυσμένη παρακολούθηση και προσαρμογή

Γενικά χαρακτηριστικά των μετατροπέων τάσης Hybrid και Dominator:

• μετασχηματιστής που βασίζεται σε τόρο.
• Δεν υπάρχει σταθεροποίηση τάσης εισόδου.
• λειτουργία "άντλησης" ισχύος.
• Η έξοδος είναι καθαρό ημιτονοειδές.
• παραγωγή πλεονάζουσας ενέργειας στο δίκτυο·
• περιορισμός της κατανάλωσης ρεύματος στην είσοδο AC.
• κλάση IP21;
• Η κατανάλωση σε κατάσταση ύπνου είναι 2-5W.

Η απόδοση των μετατροπέων φτάνει το 93-96%. Οι συσκευές έχουν περάσει επιτυχώς δοκιμές για χρήση σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (οριακή τιμή -25°, βραχυπρόθεσμη μείωση στους -50 °C είναι αποδεκτή).

Πιθανά διαγράμματα σύνδεσης

Κατά την κατασκευή ενός φωτοβολταϊκού συγκροτήματος σε συνδυασμό με ένα κεντρικό δίκτυο, υπάρχουν διαφορετικές επιλογές για τη σύνδεση ενός μετατροπέα.

Επιλογή #1 - κύκλωμα με ελεγκτή φόρτισης DC

Η πιο δημοφιλής επιλογή είναι όταν η μπαταρία φορτίζεται μέσω ενός ηλιακού ελεγκτή MPPT (ανάλυση σημείου αιχμής ισχύος).

Το κύκλωμα χρησιμοποιεί έναν μετατροπέα που υποστηρίζει τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο ή το φορτίο εάν η τάση της μπαταρίας υπερβαίνει μια καθορισμένη από τον χρήστη παράμετρο

Χαρακτηριστικά της λύσης:

• αποτελεσματική χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όταν το δίκτυο είναι ενεργοποιημένο/απενεργοποιημένο·
• τη δυνατότητα ενεργοποίησης της λειτουργίας από το ηλιακό σύστημα μετά την αποφόρτιση της μπαταρίας.

Και μια άλλη λύση είναι οι ελαφρώς αυξημένες απώλειες για μετατροπή ενέργειας στην ενότητα «ελεγκτής-μπαταρία-μετατροπέας».

Επιλογή #2 - σχήμα με υβριδικό και μετατροπέα δικτύου

Μετατροπέας δικτύου στην έξοδο του μετατροπέα μπαταρίας. Σύμφωνα με το διάγραμμα, δύο μετατροπείς συνδέονται σε διαφορετικούς ηλιακούς συλλέκτες.

Ο υβριδικός μετατροπέας συνδέεται με το προαιρετικό φωτοβολταϊκό πάνελ για επαναφόρτιση της μπαταρίας και ο μετατροπέας δικτύου είναι συνδεδεμένος στην κύρια ηλιακή μονάδα.

Υπό κανονικές συνθήκες (παρουσία ρεύματος δικτύου), ο μετατροπέας δικτύου τροφοδοτεί το περιττό φορτίο, η απόδοση μετατροπής είναι περίπου 95%. Η υπερβολική ενέργεια πηγαίνει στην μπαταρία και όταν γεμίσει, πηγαίνει στο γενικό δίκτυο

Χαρακτηριστικά συστήματος:

• αδιάλειπτη λειτουργία ανεξάρτητα από την παρουσία κεντρικής τάσης δικτύου.
• υψηλή απόδοση και ελαχιστοποίηση των απωλειών στην πλευρά DC λόγω επαρκούς επιπέδου τάσης της ηλιακής μπαταρίας.
• οι μπαταρίες λειτουργούν σχεδόν πάντα σε λειτουργία buffer, γεγονός που αυξάνει τη διάρκεια ζωής τους.
• τη χρήση υβριδικών μετατροπέων που έχουν σχεδιαστεί για τη φόρτιση της μπαταρίας από την έξοδο·
• την ανάγκη προσαρμογής της λειτουργίας του μετατροπέα δικτύου.

Η συνολική ισχύς του μετατροπέα δικτύου δεν πρέπει να υπερβαίνει την ισχύ του υβριδικού "μετατροπέα" - αυτό σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε την ενέργεια των ηλιακών συλλεκτών σε περίπτωση εκφόρτισης μπαταρίας ή διακοπής δικτύου.

Ανεξάρτητα από το επιλεγμένο κύκλωμα, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένες αποχρώσεις κατά τη σύνδεση του μετατροπέα:

1. Οι συνδέσεις καλωδίων για DC δεν χρειάζεται να είναι μεγάλες. Συνιστάται να τοποθετήσετε τον μετατροπέα σε κοντινή απόσταση (έως 3 m) από ηλιακούς συλλέκτες και στη συνέχεια να «χτίσετε» την κύρια γραμμή με AC.
2. Ο μετατροπέας δεν πρέπει να τοποθετείται σε κατασκευές από εύφλεκτα υλικά.
3. Ο μετατροπέας τοίχου βρίσκεται στο ύψος των ματιών για εύκολη ανάγνωση των πληροφοριών από την οθόνη.

Υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για τη σύνδεση μοντέλων με ισχύ άνω των 500 W. Η σύνδεση πρέπει να είναι άκαμπτη με αξιόπιστη επαφή μεταξύ των ακροδεκτών της συσκευής και των καλωδίων.

Επίσης στον ιστότοπό μας υπάρχουν άλλα άρθρα σχετικά με την ηλιακή ενέργεια και τη σύνδεση μεμονωμένων εξαρτημάτων και μονάδων κατά τη συναρμολόγηση ενός αυτόνομου συστήματος.

Σας συνιστούμε να διαβάσετε τα παρακάτω υλικά:

• Διάγραμμα σύνδεσης για ηλιακούς συλλέκτες: στον ελεγκτή, στην μπαταρία και τα συστήματα συντήρησης
• Φορτιστής ηλιακής μπαταρίας: συσκευή και αρχή λειτουργίας ηλιακής φόρτισης
• Πώς να φτιάξετε μια ηλιακή μπαταρία με τα χέρια σας: μέθοδοι συναρμολόγησης και εγκατάστασης ηλιακού πάνελ

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Η ιδέα ενός «υβριδικού μετατροπέα», η δομή, οι λειτουργίες και οι επιλογές του:

Επισκόπηση των δυνατοτήτων, των τρόπων λειτουργίας και της αποτελεσματικότητας της χρήσης του μετατροπέα πολλαπλών λειτουργιών InfiniSolar 3 kW:

Ο σχεδιασμός ενός συστήματος ηλιακής τροφοδοσίας είναι μια πολύπλοκη και υπεύθυνη εργασία. Είναι καλύτερο να αναθέσετε τον υπολογισμό των απαραίτητων παραμέτρων, την επιλογή εξαρτημάτων ηλιακού συγκροτήματος, τη σύνδεση και τη θέση σε λειτουργία σε επαγγελματίες.

Τα λάθη που γίνονται μπορεί να οδηγήσουν σε βλάβες του συστήματος και αναποτελεσματική χρήση ακριβού εξοπλισμού.

Επιλέγετε την καλύτερη επιλογή μετατροπέα για τη λειτουργία ενός αυτόνομου συστήματος παροχής ηλιακής ενέργειας; Έχετε ερωτήσεις που δεν καλύψαμε σε αυτό το άρθρο; Ρωτήστε τους στα σχόλια παρακάτω - θα προσπαθήσουμε να σας βοηθήσουμε.

Ή μήπως παρατηρήσατε ανακρίβειες ή ασυνέπειες στο υλικό που παρουσιάζεται; Ή θέλετε να συμπληρώσετε τη θεωρία με πρακτικές συστάσεις που βασίζονται στην προσωπική εμπειρία; Γράψτε μας για αυτό, μοιραστείτε τη γνώμη σας.