Солнечные инверторы нового поколения

Развитие солнечной фотовольтаики подразумевает не только совершенствование самих солнечных батарей и повышение их эффективности. Можно установить достаточно мощные гелиевые панели, но при этом иметь остальные устаревшие компоненты электростанции – неважно, домашней или корпоративной. Тогда возможны неоправданные потери мощности, непредвиденные сбои в работе системы электрообеспечения. Чтобы этого не происходило, производители систем автономного солнечного электроснабжения разрабатывают и выпускают компоненты нового поколения для гелиевых электростанций различного назначения и мощности.

Инверторы для солнечных электростанций

Одним из таких компонентов солнечной электростанции является инвертор – прибор, преобразующий напряжение постоянного тока от гелиевых модулей в стандартное напряжение переменного тока 220 вольт, 50 герц. По характеру применения конвертеры разделяются на автономные, сетевые и гибридные. Автономные инверторы работают в замкнутой системе, снабжающей электроэнергией, например, загородный дом. В дневное время инвертор преобразовывает в ток переменного напряжения электричество, вырабатываемое гелиевыми панелями, а в темное время суток – электричество, накопленное за световой день аккумуляторами.

Автономный инвертор

Сетевой инвертор, в отличие от автономного, имеет два входа и два выхода. Один вход инвертора – от гелиевых панелей, второй вход – от магистральной электросети общего назначения. Выходов у этого инвертора тоже два. Один выход – на сеть внутреннего потребления, а второй выход – в магистральную электросеть. В светлое время суток электричество, вырабатываемое гелиевыми панелями, направляется на обслуживание внутренней электросети дома.

Сетевой инвертор

Если этой энергии недостаточно, то недостающая часть берется из общей электросети. Если, наоборот, солнечные панели генерируют электричество в избытке, то излишки энергии отдаются в магистраль. При этом двунаправленный счетчик учитывает поступление электричества в сеть и от сети.

Гибридный инвертор

Гибридные инверторы сочетают в себе свойства автономного и сетевого инвертора. При сетевом инверторе в случае сбоя в магистральной электросети в темное время суток дом может оказаться без электроэнергии. Гибридный инвертор позволяет безболезненно переключиться на электропитание от аккумуляторов.

Новые возможности инверторов

Переменное напряжение, вырабатываемое инверторами предыдущих поколений, в зависимости от исполнения прибора, имело форму либо чистой синусоиды, либо так называемой модифицированной синусоиды. Приборы с чистой синусоидой на выходе стоили дороже, но зато от них могли работать все потребители. С модифицированной синусоидой у некоторых электроприборов возникали проблемы. Например, не могли работать асинхронные двигатели. Настройка инверторов осуществлялась вручную, а в процессе работы что-то изменить в настройках было весьма проблематично.

Инверторы нового поколения, созданные на современной элементной базе, получили возможности, существенно упрощающие их настройки, и создают максимально комфортные условия эксплуатации. Современные инверторы — это специализированные компьютеры, выполняющие строго определенные функции. У них есть мощное программное обеспечение, управляющее работой аппарата, есть возможности включения устройства в домашнюю вычислительную сеть по кабельным интерфейсам, выхода в Интернет по каналам WiFi, гибко менять или обновлять программное обеспечение, использовать в работе различные приложения, сопрягаться с другими устройствами, имеющими соответствующие средства коммуникации.

Гибридный инвертор FSP Solar PowerManager Hybrid 10 kW, 48 V

Тайваньская компания FSP разработала и выпускает гибридные трехфазные инверторы нового поколения. Одним из таких инверторов является FSP Solar PowerManager Hybrid 10 kW, 48 V. Максимальная мощность трехфазного переменного тока – 10 киловатт. Обеспечивает надежную и высокоэффективную работу во всех режимах эксплуатации – сетевом, автономном, гибридном. Инвертор делает возможным оптимизированное использование энергии, наиболее эффективное накопление заряда в аккумуляторах, а также реализует такое распределение энергопотоков, которое минимизирует потребление энергии из внешней электросети.

Гибридный инвертор FSP Solar PowerManager Hybrid 10 kW, 48 V

Потребители запитаны напрямую от солнечных батарей. При отсутствии потребления генерируемая мощность накапливается в аккумуляторах, а при полной их зарядке отдается в общую сеть. Для обеспечения надежной работы инвертора создано специальное программное обеспечение. Для поддержания работоспособности аппарата при любых нештатных ситуациях в нем имеется автономный аварийный источник питания, поддерживающий работу внутренней электроники и оперативной памяти устройства.

Возможность максимально адаптироваться к различным ситуациям обеспечивается набором коммуникационных интерфейсов. В устройстве уже интегрированы порты USB и RS232. При необходимости количество протоколов и портов может быть легко расширено до SNMP или Modbus. Связь с интеллектуальным двунаправленным счетчиком является лишь одной из многих возможностей, которые легко реализуются в инверторе.

Схема сетевой гелиевой электростанции
1 – Солнечные батареи; 2 – Гибридный инвертор; 3 – Аккумуляторы со встроенным контроллером; 4 – байпасный переключатель

Связь с этим счетчиком (Smart Meter) осуществляется дополнительным расширением Modbus. Это позволяет максимально удовлетворить потребности в электричестве исключительно за счет солнечной генерации и аккумуляторов. Излишки энергии, генерируемой гелиевыми модулями, при этом накапливаются в аккумуляторах и могут быть в ночное время отданы в общую электрическую сеть. Таким образом, электроснабжение от общей сети сокращается до минимума, а следовательно, снижаются и затраты на закупку электроэнергии.

Работа только от солнечных батарей

Инновационная комбинация солнечного инвертора, расширенного программного обеспечения для управления энергопотоками, наличие аварийного питания делают устройство FSP Solar PowerManager Hybrid главным компонентом системы домашнего электрообеспечения.

Работа от аккумуляторов и от сети

Если энергии, генерируемой солнечными батареями недостаточно для удовлетворения нужд потребителя, инвертор автоматически подключает аккумуляторную батарею, а при необходимости и общую электросеть. Это позволяет эффективно использовать солнечную энергию даже в темное время суток или при облачном небе.

Работа в автономном режиме

В случае комплексного сбоя питания, работу инвертора будет поддерживать аварийный источник питания, обеспечивая, например, и аварийное освещение.

Стоимость такой аппаратуры достаточно высока – до трехсот тысяч рублей. Но и отдача от нее тоже не маленькая. И, в конечном счете, такое интеллектуальное управление энергопотреблением достаточно быстро окупит расходы.