Школа электрика


Гибридный инвертор

Содержание:

  1. Типы инверторов и возможности гибридных устройств
  2. Отличие инвертора от ББП
  3. Различие выходных сигналов
  4. Классификация по количеству фаз
  5. Критерии выбора
  6. Видео

В местностях, расположенных вдали от крупных населенных пунктов, нередко случаются перебои с подачей электроэнергии. В связи с этим, многие владельцы частных домов оборудуют у себя автономные энергетические системы, обеспечивающие независимость от центральных сетей. Некоторые из них не ходят полностью отказываться от централизованного энергоснабжения и применяют смешанные схемы. В подобных случаях солнечные панели и ветровые установки подключаются и работают параллельно с сетями переменного тока 220 В.

Основным элементом таких комплексов является гибридный инвертор, обеспечивающий бесперебойное функционирование системы. Очень многое зависит от правильного выбора модели и ее подключения. Здесь существует достаточно специфических особенностей, которые следует учитывать и в процессе дальнейшей эксплуатации.

Основные типы инверторов и возможности гибридных устройств

Комбинированные устройства, использующие природную энергию и центральные сети, обладают несомненными преимуществами. Основой таких комплексов служит солнечная энергосистема (рис. 1), включающая в себя солнечные панели, аккумулятор и контроллер заряда. Основным элементом является инвертор, преобразующий постоянный ток от солнечных панелей, в переменное напряжение 220 В. Без этого устройства получение природной электроэнергии теряет всякий смысл.

Сами инверторы по своей функциональности условно разделяются на сетевые (рис. 2), автономные (рис. 3) и гибридные (рис. 4).

Сетевые устройства подключаются к общим электрическим сетям. На выходе к преобразователю подсоединяются потребители. Это наиболее простая схема с использованием инвертора и она имеет определенные ограничения. Работа системы становится возможной лишь при наличии в сети переменного тока. Параметры сетевого напряжения должны быть относительно стабильными и соответствовать техническим характеристикам инвертора.

Приборы сетевого типа лучше всего подходят для загородных домов, с электрификацией по так называемому зеленому тарифу. Днем при малых нагрузках приборы и оборудование работают от собственной энергии, а в ночное время питание объекта осуществляется от централизованного электроснабжения.

Автономные системы работают через аккумулятор. Вначале энергия солнечной панели накапливается в батарее, а затем отдается потребителям через инвертор и контроллер МРРТ. Работа от АКБ осуществляется при недостаточной солнечной активности, когда панели не справляются с подключенной нагрузкой. Подобные системы функционируют независимо от центральных сетей переменного тока. Их КПД в отдельных случаях может достигать 90% и выше. Применяются при полном отсутствии электроснабжения или низком качестве поставляемой электроэнергии.

Гибридный солнечный инвертор заметно отличается от сетевых и автономных систем. Он оборудуется специальными электрическими схемами, позволяющими одновременно работать в режиме преобразования и быть подключенными к внешним источникам тока. Питание приборов и оборудования происходит от солнечных панелей и от центральной сети. В этой связке преимущество отводится источнику постоянного тока.

Схемы с использованием гибридных инверторов отличаются следующими преимуществами:

  • Электрическая сеть выступает в роли своеобразного аккумулятора с максимальным КПД. Вся лишняя электроэнергия, вырабатываемая панелями, направляется в центральные сети по специальному тарифу.
  • Бесперебойное питание. Когда подача основной электроэнергии прекращается, система начинает функционировать в автономном режиме, обеспечивая дополнительную защиту от скачков и перепадов напряжения.
  • В периоды пиковых нагрузок лимит мощности можно повысить, добавляя в общую массу энергию, полученную через инвертор и аккумулятор. При падении нагрузки система переходит в режим зарядки, и спустя некоторое время она снова готова к использованию.

Существуют модели многофункциональных инверторов, к которым могут одновременно подключаться несколько линий переменного тока, выполняющих автоматический ввод резерва. Устройства, созданные по высоким технологиям, осуществляют самостоятельную регулировку уровня заряда АКБ.

Отличие инвертора от ББП

Проектируя систему гибридного электроснабжения, необходимо учитывать потенциальные возможности основного инвертора по обеспечению электроэнергией подключаемой нагрузки. Довольно часто данные устройства называют блоками бесперебойного питания (ББП). Однако, несмотря на целый перечень одинаковых функции и задач, это по сути два разных прибора, заметно отличающихся друг от друга.

Дело в том, что ББП является инвертором, в который дополнительно встроено зарядное приспособление. Данный модуль рассчитан на первоочередное расходование электроэнергии, вырабатываемой фотоэлементами, и лишь при ее недостаточном количестве он переключается на сетевое потребление. В ББП отсутствует схема, позволяющая совместно использовать энергию аккумуляторов и электричество центральной сети. Они рассчитаны на раздельное потребление и переключаются между собой при наступлении определенных условий.

Такая эксплуатация в режиме постоянных переключений увеличивает количество циклов зарядки и разрядки аккумуляторной батареи, вызывая ее преждевременный износ. Дешевые блоки бесперебойного питания лишены возможности регулировок значений порогового напряжения.

В гибридных инверторах, используемых вместе с солнечными батареями, отсутствуют все перечисленные недостатки, характерные для ББП. Эти устройства самостоятельно подстраиваются под нужную мощность и могут одновременно функционировать с разными видами источников электроэнергии. Регулировки предусматривают выбор приоритетного потребления и в большинстве случаев эта роль отводится солнечным панелям. Некоторые гибридные модели способны ограничивать мощность, поступающую из центральной сети.

Различие выходных сигналов

Выбирая гибридный инвертор для солнечной системы, следует учитывать тип его выходного сигнала. Он может быть в виде чистой синусоиды, модифицированного синуса и меандровым. Последний вид на практике почти не встречается, поскольку из-за резкой смены полярности возможна неустойчивая и нестабильная работа оборудования. Такие инверторы не защищают от перепадов напряжения, а сам меандровый ток просто не воспринимается большинством электроприборов.

Чистая синусоида относится к категории высококачественных сигналов, которые заметно превосходят форму, характерную для обычного сетевого тока. С их помощью обеспечивается нормальная работа аппаратуры с повышенной чувствительностью – электродвигатели, отопительные котлы, компрессоры, медицинское оборудование. Серьезным недостатком инверторов с чистым синусом считаются их слишком большие размеры и высокая цена. Стоимость этих устройств примерно в два раза выше, чем у менее качественных приборов при одной и той же выходной мощности.

Модифицированная синусоида или квази-синус делает работу некоторых приборов менее эффективной. Такие сигналы способствуют возникновению постороннего шума, помех, а в некоторых случаях оборудование выходит из строя. Подключенные к ним синхронные и асинхронные электродвигатели, трансформаторы низкой частоты и другие агрегаты теряют свою мощность примерно на 20-30%.

Такие потери оборачиваются избыточной тепловой энергией, вызывающей нагрев электроприборов. Инверторы с модифицированным сигналом более дешевые и компактные. Они достаточно эффективно работают с устройствами, у которых отсутствуют индуктивные нагрузки – лампами накаливания, нагревателями и т.д.

Классификация по количеству фаз

Инверторы, применяемые в гибридных системах, классифицируются по количеству фаз и могут быть одно- или трехфазными. Однофазные устройства как правило используются в системах с солнечными панелями со стандартными показателями напряжения в 220 вольт. Через них осуществляется питание бытовых приборов и другого оборудования. Выходное напряжение, подключенное к одной фазе, может колебаться в диапазоне от 210 до 240 В, изменения частоты на выходе составляют 47-55 Гц, а колебания мощности – от 300 Вт до 5 кВт.

Модификации однофазных инверторов работают с различными напряжениями аккумуляторов – 12, 24 и 48 вольт. Нежелательно, чтобы преобразователь работал в критических условиях, на пределе своих возможностей, поэтому его мощность согласовывается с напряжением АКБ или солнечных панелей.

Гибридный инвертор трехфазного типа предусмотрен для работы с соответствующими токами, которые используются для питания трехфазных электродвигателей. Они устанавливаются в производственных цехах и помещениях, на объектах коммерческого назначения. Эти приборы отличает очень высокая мощность – от 3 до 30 кВт и переменное напряжение в широком диапазоне – от 220 до 400 вольт.

Современный рынок электротоваров представлен также комбинированными преобразователями. Как правило, это однофазные приборы, способные синхронизировать выходы со сдвигом фаз. За счет этого становится возможным питание трехфазных нагрузок.

Критерии выбора инвертора

Правильный выбор инверторного оборудования обеспечивает максимально эффективную работу всей системы. Поэтому выбирать устройства следует, руководствуясь определенными критериями, параметрами и техническими характеристиками.

Одним из основных показателей является мощность преобразователя. Его номинал рекомендуется выбирать исходя из наибольшей расчетной нагрузки и ориентировочного времени автономного режима. Следует учитывать и пусковой момент, когда мощность существенно возрастает на короткое время при включении емкостных нагрузок, например, холодильников или стиральных машин. Номинал самого прибора указывается на его корпусе или в технической документации.

Большое значение имеет количество защитных функций. Качественные модели в обязательном порядке оборудуются многоступенчатой защитой от скачков и перепадов напряжения, коротких замыканий, перегрева и других негативных факторов. Крепкий герметичный корпус предохраняет гибридный инвертор от попадания внутрь влаги и пыли. Защитные свойства прибора подтверждаются соответствующей маркировкой.

Следует учитывать диапазон рабочих температур, при которых устройство сможет нормально выполнять свои функции. Особенно это касается моделей, планируемых для использования в неотапливаемых помещениях. Нужно обращать внимание и на вес прибора, поскольку считается, чем выше масса, тем качественнее инвертор. Большой вес указывает на наличие тяжелого, качественного трансформатора.



Индукционный нагреватель из сварочног...
Плазморез из сварочного инвертора
Поиск неисправностей при срабатывании УЗО
Что такое инвертор напряжения

Альтернативные источники энергии
Ремонт квартир
Ремонт квартир в Москве
Электро схемы

***
Услуги электрика в Москве и области. Электромонтаж квартир и домов. тел. +7 909 926 36 83

Electric-220.ru © Copyright 2011 - 2019
 
Вход | Реклама | ВакансииКонфиденциальность
X