Стабилизаторы напряжения для солнечных панелей

Стабилизаторы напряжения инверторной технологии — это принципиально новый тип высококачественных автоматических регуляторов с двойным преобразованием сетевого напряжения, который приходит на смену тяжёлым и габаритным трансформаторным моделям со ступенчатой стабилизацией.

Солнечные батареи, также как и аккумуляторы генерируют лишь постоянный ток напряжения в 12, 24 или 48 В. Для работы от сети 220 В такой ток, конечно, не подходит. В этой ситуации на помощь и приходит инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.

Типы инверторов

Инверторы бывают 2 видов:

• автономный – для работы в автономной системе;
• сетевой – для сетевого использования.

Первый случай предусматривает наличие в системе аккумуляторов, к которым и подключается инвертор. Во втором случае, преобразователь подсоединяется непосредственно к батарее.

По форме выходного сигнала преобразователи напряжения делятся на:

• с «чистой синусоидой»;
• с «модифицированным синусом» или квази-синусом.

Инвертор с модифицированным синусом на выходе может выдавать ток, имеющий форму трапеции, прямоугольника или треугольника. Подобные устройства имеют наибольшую распространенность благодаря своей доступности, но использовать их для работы чувствительной к перепадам напряжения техники не желательно. Инвертор, генерирующий «чистый синус», зачастую выдают ток, форма которого гораздо лучше в сравнении с формой тока в общественной сети.

Их минусы – это высокая стоимость и более крупные габариты.

Выбирая преобразователи необходимо учитывать следующие их параметры:

• Входное напряжение. Высокие значения входных токов являются причиной больших потерь на соединительных проводах и повышения условий работы транзисторов. Чтобы избежать подобных ситуаций, рекомендуют выбирать более высокое входное напряжение.
  

  Напряжение	Мощность
  12 В	До 600 Вт
  24 В	600 — 1500 Вт
  24 В	Более 1500 Вт

• Показатели номинальной и пиковой выходной мощности. Мощность выбираемого инвертора должна равняться сумме мощностей для всех нагрузок, но это в идеале. На практике же чаще всего выбирают максимальную мощность. Стоит помнить, что пусковая мощность не должна быть выше пиковой.
• КПД. Чем выше показатель КПД, тем меньшее количество энергии будет тратиться впустую. Оптимальное значение 90-95%.
• Потребляемая мощность в режиме ожидания или без нагрузки. Оптимальное значение этого параметра составляет около 1% от значения номинальной мощности.
• Вес. Косвенно оценить качество инвертора можно по его весу. В среднем на каждые 100 Вт выходной номинальной мощности приходится 1 кг массы, то есть инвертор мощность 1500 Вт должен весить порядка 15 кг. Это позволяет судить о наличии или отсутствии выходного трансформатора, который должен обязательно использоваться в любом качественном инверторе.
• Предусмотренные защиты. Должны быть предусмотрены защиты от:
  • высокого и низкого напряжения аккумулятора;
  • перегрузки по выходу;
  • перегрева;
  • КЗ по выходу.
• Температурный режим работы. Чем шире рабочий температурный диапазон, тем выше качество инвертора.

Если автономный инвертор может выбираться с некоторым послаблением в отношении его параметров, то сетевой должен отвечать более строгим требованиям. К тому же стоит помнить, что сетевой инвертор генерирует электроэнергию только в дневное время, так как он не предусматривает подключения аккумуляторной батареи. В сетевые инверторы встроены регулятор отбора максимальной мощности и блок контроля мощности СБ, который предназначен для автоматического включения инвертора при условии, что мощности СБ достаточно для генерирования переменного сигнала.

Что такое стабилизатор напряжения

Стабилизатор или регулятор напряжения — устройство, используемое между солнечной панелью и аккумулятором. Они используются, чтобы поддерживать батарею в полностью заряженном состоянии и не допускают перегрузки или чрезмерной разрядки приемниками. Также он обеспечивает защиту против так называемого «темного тока», который потребляют панели солнечных батарей при отсутствии освещения, если панель не была оснащена блокирующим диодом.

Регуляторы могут изменять напряжение, с которым они работают, и максимальный выходной ток, который может протекать через них.

Типичная модель работает с напряжением 12 или 24В. Дополнительные контроллеры MPPT используются системами для отслеживания максимальной точки мощности, полученной из панели. Это автоматически позволяет системе работать при напряжении, которое обеспечивает максимальную выходную мощность.

Преимущества, которые можно получить если купить стабилизатор напряжения:

• более длительное время работы службы батареи;
• увеличивается емкость батареи (возможность эффективной зарядки);
• уменьшается частота отключения системы;
• возможность использования меньшего размера батареи для снижения затрат;
• получение на 20%-30% больше энергии от солнечных батарей;
• регулировка падения напряжения;

Стабилизаторы отличаются мощностью и своими размерами

Как подключить стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения представляет собой преобразователь электроэнергии, который на выходе генерирует напряжение заданного диапазона при значительных колебаниях сопротивления нагрузки и входного напряжения. Существуют различные типы стабилизаторов. Самый простой – это шунтовый. Его главные достоинства:

• низкая рассеиваемая мощность;
• доступная цена;
• высокая надежность.

Но при этом шунтовый стабилизатор имеет и ряд достаточно значительных недостатков: постоянное изменение напряжения на батарее, переключение аккумулятора, то в режим полного заряда, то в состояние отсутствия зарядного тока. Все это провоцирует импульсные помехи на выходе.

Следующий тип – это линейный стабилизатор. Он отличается плавным регулированием напряжения и небольшими выбросами напряжения на нагрузке. Минусами можно считать высокую стоимость и большие размеры. Данный тип устройства предусматривает параллельное и последовательное соединение относительно нагрузки.

Схема стабилизатора солнечной батареи приведена на следующем рисунке.

Для работы СБ может применяться также импульсный стабилизатор. Его отличительная особенность состоит в том, что он может преобразовывать напряжение на входе произвольным образом:

• Понижать – напряжение на выходе будет всегда ниже, чем на входе.
• Повышать – напряжение на выходе будет всегда выше, чем на входе.
• Понижать/повышать – напряжение на выходе может быть как выше, так и ниже.
• Инвертировать – напряжение на выходе имеет обратную полярность по сравнению с напряжением на входе.

Главное достоинство импульсного стабилизатора – более высокий показатель КПД, а недостаток – импульсные помехи в напряжение на выходе.

Используемые источники:

altenergiya.ru, navro.org