г.Краснодар,пр.Чекистов,40,подъезд 2,оф.35,тел:+7(918)444-80-60;
тел.:
e-mail:
ICQ:
Skype:
адрес:
Схема проезда
Инверторы для систем резервного и солнечного электроснабжения
Каталог инверторов для автономных систем и систем резервирования находится здесь
Инвертор (лат. inverto — переворачивать) в широком смысле имеет значение преобразователя. Применительно к нашей тематике под этим прибором подразумевают прибор, который инвертирует постоянное напряжение АКБ в переменное напряжение. В составе солнечной электростанции(СЭС) он применяется, когда необходимо запитать от АКБ нагрузки переменного тока. Инверторы бывают двух основных типов. Первый тип это инверторы, которые как выходной сигнал генерируют так называемую чистую синусоиду, а второй тип инверторов выдает сигнал в виде модифицированной синусоиды. Модифицированная синусоида(квазисинусоида) может по форме быть прямоугольником(меандр), трапецией, ступенчатой синусоидой и т.д. Ниже на графиках можно увидеть сигнал в виде чистой синусоиды и модифицированной. Изображенный на втором графике сигнал характеризуется резкими передним и задним фронтами, а также имеет плоскую вершину. Это конечно наихудший вариант модифицированного синуса и такой можно встретить лишь у крайне некачественных инверторов. Инверторы с чистой синусоидой дают сигнал как в сети, а хорошие инверторы порой даже лучше, чем реально есть в сети. Квазисинусоида подходит не всем приборам. Но тем не менее подавляющему большинству, особенно, если в приборе имеется блок питания и входное переменное напряжение вновь преобразуется в постоянное. Квазисинус является также источником радиопомех. Модифицированная синусоида приводит к потери мощности асинхронных и синхронных двигателей, заставляет их греться.
От модифицированной синусоиды не работает большинство котлов отопления. Но инверторы с модифицированной синусоидой значительно дороже своих чистосинусоидных собратьев. К подбору инвертора нужно подходить серьезно. Например многие нагрузки имеют пусковую мощность, и мощность эта может значительно превышать номинальную. Например, казалось бы безобидный холодильник может в момент пуска потреблять кратковременно мощность в 5-7 раз больше паспортной. То же самое относится ко всем нагрузкам имеющим двигатели. КПД современных качественных инверторов составляет порядка 90-95% и зависит от температуры эксплуатации инвертора. При повышении температуры КПД снижается. Помимо формы выходного напряжения инверторы подразделяются еще на две большие группы. Разница в способе преобразования напряжения АКБ в напряжение для питания нагрузок переменного тока. Одна группа это инверторы, использующая низкочастотный трансформатор в виде тора.Такие инверторы называют низкочастотными(50Гц). Другая группа использует транзисторные ключи и частоту ~20Мгц. Такие инверторы называют высокочастотными. Инверторы НЧ чрезвычайно надежны, нередко имеют широкий спектр настаиваемых параметров, в их состав(если это ББП) обычно входит очень мощное зарядное устройство. Они могут безостановочно работать в режиме non-stop. Но эти инверторы имеют большой вес и существенно дороже инверторов ВЧ. Эти ВЧ инверторы (иногда их называют автомобильными инверторами) чаще всего используются для непродолжительного включения, более компактны и имеют малый вес. Но очень редко они имеют какое либо программируемые параметры.
Продвинутые инверторы позволяют трехфазную конфигурацию и масштабирование. В такой схеме инверторы синхронизируются по специальной шине. Это позволяет скомпоновать из однофазных инверторов трехфазный инвертор и осуществлять питание трехфазных нагрузок. Под маштабированием подразумевается возможность параллелить инверторы по одной фазе для увеличения суммарной мощности..
При выборе мощности инвертора также следует помнить о различии между ВА(вольт-ампер) и Вт(Ватт). Вольт-ампер (ВА) - это полная мощность, и чтобы её определить нужно перемножить значение тока на значение напряжения. Ватт же это мощность, способная совершить работу в 1Дж за 1 сек. Различие этих значений есть реактивная мощность. Соотношение между активной и реактивной мощностями называется коэффициентом мощности сos φ. Если нагрузка полностью активная, то сos φ=1
Если нагрузка это лампа накаливания или ТЭН, то cosφ=1 и ВА=Вт естественно. Если же нагрузка имеет индуктивность или емкость, то на шильдике принято указывать величину косинуса "φ". Как на этом старом двигателе ниже:
Например, мы имеет двигатель мощности P=7кВт а cosφ=0.7. Это означает, что полная мощность потребляемая инвертором составит 7/0,7=10кВА.
Инверторы имеют 3 основных режима работы:
- Режим постоянной работы - это режим работы с нагрузкой не более номинальной мощности;
- Режим небольшой перегрузки - в этом режиме некоторые марки инверторов могут поддерживать в течении определенного времени(нередко до 60мин) нагрузку в 1.2-1.5 раза больше номинальной мощности;
- Режим пусковой мощности- этот режим характеризуется тем, что перегрузка может достигать 1.5-3 раза, но конечно недолго, обычно не более 5 сек.
Некоторые модели продвинутых инверторов имеют дополнительно режим добавления мощности к мощности сети. Используется подобный режим при ограничении потребления мощности коммунальной сети вообще или по времени. В этом случае инвертор с подобной функцией может синхронизироваться с сетью и "подмешивать" энергию генерируемую им от блока АКБ к мощности транслируемой им из сети. Подобная функция весьма полезна в ряде случаев.
Подбирая мощность инвертора необходимо учитывать пусковые токи нагрузок, а также номинальная мощность должна превышать мощность одновременно подключенных нагрузок на 25-30%. Подобный подход к расчету обеспечивает долгий срок службы инвертора. Исходное для преобразования в 220В напряжение на стороне инвертора соответствует стандартному ряду номинальных напряжений аккумуляторных батарей:12V, 24V, 48V и иногда 36V. Лишь ББП, с двойным преобразование энергии используют на входе постоянного тока напряжение до 240В. Чем мощнее инвертор, тем больше должно быть входное напряжение. Это позволяет снизить токи в соединительных кабелях, а также КПД преобразования выше. В составе инвертора может находиться зарядное устройство. Такое инвертор может заряжать АКБ от сети(или бензогенератора) и при этом транслировать энергию к потребителям. Инвертор с такой функцией можно использовать и как Блок Бесперебойного Питания(ББП). Иначе они называются Источники Бесперебойного Питания(ИБП или UPS). Существует 4 базовых типа ББП. Это "online" схема - инвертор с двойным преобразованием энергии , "Offline" схема - инвертор с переключением, "Line Interactive"- инвертор взаимодействующий с внешней сетью, "Ferroresonant UPS" инвертор феррорезонансного типа. Есть еще несколько редких схем ББП, но это лишь подвиды вышеописанных типов.
Для того чтобы была возможность транслировать сеть к потребителям при её наличии в ББП встраивают электронный байпас. Как только внешняя сеть пропадает, то байпас за 10-20мс переключает нагрузку на питание от инвертора. В этом и состоит основной принцип бесперебойного питания. Кроме этого электронного байпаса, при монтаже системы устанавливают и механический байпас. Он нужен для переключения нагрузки непосредственно на сеть, чтобы можно было провести обслуживание ББП или АКБ. Большинство бюджетных ББП не имеют возможности настройки глубины разряда аккумуляторов и отключают генерацию по достижении напряжения на АКБ равного 1.6В/элемент. Для аккумулятора с номинальным напряжением 12В это напряжение равняется 10.5В, и это практически 100%-ный разряд АКБ, чего систематически допускать не рекомендуется. В противном случае ресурс АКБ резко снизится. Более подробно можно ознакомиться с этим в разделе "Аккумуляторы". Чтобы избежать подобных глубоких разрядов нужно отслеживать уровень заряда АКБ, чтобы в нужный момент отключить нагрузку и зарядить аккумулятор. Для небольшой мощности потребителей переменного тока с помощью реле постоянного тока и "контроллера заряда", имеющего для выхода нагрузки напряжение защитного отключения нагрузки, можно обеспечить отключение нагрузки при глубине разряда АКБ порядка 60-70%. Однако наилучшее решение- это покупка инвертора имеющего возможность настройки напряжения "отсечки", т.е. напряжения отключения генерации. Существует также ряд сторонних устройств, позволяющих защитить АКБ от чрезмерного разряда. Вот перечень основных возможностей, которыми отличаются продвинутые инверторы:
• -возможность настраивания зарядных напряжений каждой стадии, продолжительности стадий заряда, внесение температурной компенсации в эти напряжения;
• -возможность задания предельных параметров входного переменного напряжения(частоты, напряжения). Если внешнее напряжение не выходит за эти границы, то ББП транслирует внешнее напряжение сети к нагрузкам;
• -наличие вспомогательного выхода AUX. Этот выход программируется для срабатывания по определенным событиям и позволяет управлять многими внешними устройствами;
• -возможность использовать энергию альтернативных источников питания приоритетно;
• -возможность масштабирования, т.е. наращивания мощности системы за счет параллельного включения инверторов;
• -возможность конфигурирования инверторов в трехфазную систему;
• -наличие большого перечня защитных функций.
На фото можно видеть продукцию лучших мировых производителей инверторов:
Иногда контроллер заряда встраивают в инвертор. К примеру серия AJ фирмы Studer или ББП MeanWell. Очень важным моментом для инвертора является наличие «спящего» режима. В момент отсутствия нагрузки инвертор с такой функцией снижает потребление энергии в несколько раз. Кроме того часть инверторов позволяет настроить выходное напряжение на уровне 200-210В (или даже ниже). Это тоже позволяет снизить расход энергии в условиях автономии. Ряд моделей инверторов имеют панели или пульты дистанционного управления. А наиболее продвинутые имеют мониторинг и управление через сеть интернет. Кроме описанных выше инверторов существует еще один тип инверторов. Эти инверторы созданы для прямого взаимодействия со внешней сетью. Они применяются в системах, носящих название grid-tie. Суть их работы состоит в следующем: на вход сетевого инвертора поступает напряжение от массива солнечных модулей. Модули при этом объединены в высоковольтные цепочки(до 1000В и более). Имея на входе MPPT контроллер, сетевые инверторы могут отслеживать напряжение максимальной мощности, которое затем инвертируется в переменное и подмешивается к электрической сети. Энергия, генерируемая солнечными батареями, потребляется при этом нагрузками в приоритетно, а недостаток потребляется из сети.
Если мощность солнечных батарей покрывает потребности нагрузки, то из сети ничего не потребляется. Несомненным плюсом инверторов этого типа является отсутствие дорогостоящих АКБ, что снижает первоначальную стоимость системы на 35-40%, а также её обслуживания в будущем. Но в то же время отсутствие АКБ лишает нагрузки резервирования при отключении сети, работает "сетевик" лишь в светлое время суток, а кроме того сетевому инвертору как опорное требуется внешнее напряжение. Поэтому при отсутствии внешней сети сетевой инвертор не работает. Чтобы совместить полезные свойства батарейного и сетевого инвертора были разработаны специальные батарейно-сетевые модификации. Они получили название гибридных. Когда есть сеть они работают как сетевые, т.е. «подмешивают» энергию от солнечных батарей или ветрогенератора к коммунальной сети, а нагрузки объекта потребляют эту энергию в первую очередь. Если существует необходимость зарядить аккумуляторные батареи, то одновременно происходит заряд АКБ. "Солнечные батареи" при этом могут вести заряд через обычный(ШИМ или МРРТ) "контроллер" или через отдельный сетевой инвертор, подключенный к выходу гибридного инвертора. Здесь поясним, что ряд гибридных инверторов являются двунаправленными, т.е. способны вести заряд АКБ со входа и с выхода. Это значит, что ЗУ инвертора заряжает АКБ от внешней сети, а также от сетевого инвертора, включенного на выход(!) инвертора. Такими двунаправленными инверторами являются Xtender, SMA, Victron и некоторые другие. Если же происходит аварийное отключение внешней сети, то гибридный инвертор превращается в обычный батарейный и работает в автономном режиме. В режиме поддержки сети гибридный инвертор имеет дополнительно режим продажи “SELL”в котором он может не только приоритетно питать нагрузку от возобновляемого источника, но и поставлять излишки(если они имеются) в сеть. При этом нужно иметь двунаправленный счетчик электроэнергии, способный «отматывать назад». В противном случае счетчик будет стоять на месте, а еще хуже если будет считать и отданную в сеть энергию. На фото можно видеть лучшие сетевые инверторы от ведущих производителей.
Резюмируя, обобщим наиболее важные параметры для выбора инвертора:
• -Номинальная мощность инвертора – эта характеристика определяется долговременной мощностью нагрузки;
• -Пиковая мощность инвертора – этот параметр должен превышать максимальную нагрузку с учетом пусковых мощностей приборов;
• -По возможности стоит выбирать инвертор с чистым синусом;
• -Зарядное устройство(для ББП) должно иметь достаточную мощность для заряда аккумуляторного блока за приемлемое время, а также быть достаточно интеллектуальным, чтобы правильно заряжать данный тип АКБ;
• -Если это ББП, то должна быть настройка напряжения "отсечки", т.е. низкого уровня напряжения АКБ, при котором прекращается генерация, во избежание глубокого разряда АКБ;
• -Зарядное устройство должно иметь выносной датчик температуры для температурной компенсации зарядный напряжений заряда в зависимости от температуры АКБ;
• -Если система автономная, то желательно наличие у инвертора малого потребления на холостом ходу, а также спящего режима. Подобный режим позволит снизить потребление у увеличить эффективность системы.
Максимальной надежностью и наиболее гибкими настройками обладают инверторы Xtender, SMA, Victron, Xantrex, OutBack, Magnum, TBS Electronic и некоторыe другие. Бюджетным и одновременно надежным выбором будет инвертор/зарядное устройство американской компании TrippLite. Опять же для ограниченного бюджета неплохо себя зарекомендовали продукты MeanWell(Тайвань). Невозможность плавной регулировки тока заряда в TrippLite иногда является его недостатком, а малый зарядный ток и отсутствие его регулировки величины зарядного тока недостаток MeanWell. Инверторы COTEK также имеют репутацию надежных приборов. Ознакомиться с нашим ассортиментом инверторов можете в "Каталог инверторов". При обсуждении проекта заказчику могут быть предложены инверторы и других производителей.
