Team SBСолнечные инверторы являются операционным мозгом фотоэлектрических (PV) систем, что делает их одним из наиболее важных компонентов солнечной системы. Поскольку солнечные панели генерируют энергию постоянного тока, что нецелесообразно для большинства бытовых приборов, вам, как правило, понадобится солнечный инвертор.
В этой статье вы узнаете о солнечных инверторах, различных доступных типах, а также о плюсах и минусах каждого из них. В заключение, мы дадим вам несколько важных советов чтобы помочь вам выбрать лучший солнечный инвертор для вас.
Основы: Что такое солнечный инвертор? Как это работает?
Понимание того, что такое солнечный инвертор и его важность
Когда ваши солнечные панели подвергаются воздействию солнечного света, фотоны, попадающие на поверхность модулей, высвобождают электроны в результате явления, называемого фотоэлектрический эффект. Хотя солнечные панели вырабатывают электроэнергию, это не означает, что вы можете напрямую использовать ее для своих приборов, поскольку солнечные панели генерируют энергию постоянного тока, а не переменного тока.
Большинство электроники и бытовой техники (за некоторыми исключениями) работают напрямую от энергии переменного тока. Это означает, что вам нужно преобразовать мощность постоянного тока в переменный ток, и именно здесь появляется солнечный инвертор.
Итак, что такое солнечный инвертор? Короче говоря, солнечный инвертор — это электронный компонент, отвечающий за преобразование постоянного тока в энергию переменного тока, используя в качестве источника энергии солнечные панели или солнечные батареи.
Как работает солнечный инвертор?
Солнечный инвертор для дома подключается непосредственно к солнечным панелям на стороне постоянного тока, а на стороне переменного тока подключается к дому и сети (для домов, подключенных к сети). В домах с системой резервного питания батареи также подключены к инвертору со стороны постоянного тока.
Инвертор работает, повышая или понижая напряжение постоянного тока, в зависимости от рабочего напряжения солнечной батареи и входного напряжения инвертора. Во время шагового процесса это устройство обычно принимает напряжение до 145 В постоянного тока с учетом потерь напряжения из-за работы схемы, но это может варьироваться в зависимости от производителей и моделей солнечных инверторов.
Как только солнечный инвертор достигает нужного напряжения, он использует сложную схему MOSFET для создания синусоидальной волны, которая имитирует синусоидальную волну переменного тока 120 В, поступающую из сети (стандарт в таких странах, как США, Канада и т. д.). Высококачественные инверторы для солнечных панелей создают чистую синусоиду (PSW), в то время как более старые или более дешевые модели могут создавать модифицированную синусоиду (MSW).
Какие существуют типы солнечных инверторов? (Плюсы и минусы)
Существуют различные типы инверторов солнечной энергии, подходящие для фотоэлектрических систем. В зависимости от нескольких факторов, таких как тип солнечной системы, бюджет и производительность, которую вы хотите получить от нее, вы можете выбрать тот или иной. В этом разделе мы объясним различные типы солнечных инверторов, а также их плюсы и минусы.
Стандартные струнные инверторы
В большинстве фотоэлектрических систем используются стандартные струнные инверторы. Для этого инвертора панели необходимо соединить в цепочки, подключив положительный конец первой панели к отрицательному концу второй и так далее. Фотоэлектрические системы часто имеют несколько параллельных цепочек, что увеличивает мощность системы.
Затем солнечная батарея непосредственно подключен к инвертору для преобразования постоянного тока в переменный. Этот вариант чаще используется в качестве инвертора, связанного с солнечной сетью, для домов без систем резервного питания от батарей. Цены на солнечные инверторы для этих моделей, как правило, самые низкие, поэтому они являются наиболее часто используемыми фотоэлектрическими технологиями.
Стандартные линейные инверторы включают один или несколько входов для отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) для фотоэлектрической системы. Эта технология точно определяет идеальное напряжение (Vmpp) и ток (Impp) на ВАХ солнечных панелей для оптимизации выходной мощности фотоэлектрической системы.
Основным недостатком стандартных струнных инверторов является то, что они подвержены эффект затенения. С эффектом затенения солнечная панель в цепочке, которая частично затенена, будет иметь более низкую производительность и снизить производительность всей системы. Причина этого в том, что цепочка может работать так же хорошо, как и солнечная панель с самой низкой производительностью в цепочке. Пример можно увидеть на рисунке ниже. Вот почему системы, использующие стандартные солнечные инверторы, будут иметь более низкую производительность в условиях затенения.
Плюсы:
- Надежная и зрелая технология
- Самый дешевый и обычный вариант
- Простая установка
Минусы:
- Более низкая производительность против частичного затенения
- Низкая производительность в условиях нескольких ориентаций
- Более высокие потери несоответствия
- Требования к минимальному размеру системы
- Более низкая надежность системы при выходе из строя одной панели
- Системы с более высоким напряжением постоянного тока (не такие безопасные)
- Будущее расширение системы может потребовать замены инвертора
- Нет совместимости с батареями
- Подвержен эффекту потерь ФИД
Оптимизированные струнные инверторы
Оптимизированные струнные инверторы являются одними из лучших вариантов для солнечных систем с частичным затенением. Этот тип инвертора аналогичен стандартному струнному инвертору, за исключением того, что в этом случае оптимизатор мощности включен для каждой панели.
Оптимизатор мощности представляет собой устройство силовой электроники модульного уровня (MLPE), подключенное к каждой солнечной панели. Это устройство выполняет отслеживание MPP индивидуально для каждой панели и контролирует их работу. Это позволяет изолировать малопроизводительные модули при частичном затенении, чтобы избежать дальнейшего воздействия на остальную часть массива. Устройство MLPE также может отключить панель в случае пожара. Оптимизатор мощности MLPE — отличное устройство для оптимизации и повышения безопасности вашей фотоэлектрической системы.
Плюсы:
- Сильно снижает эффект затенения
- Мониторинг системы на уровне модуля
- Лучшая производительность в условиях нескольких ориентаций
- Более высокая надежность при выходе из строя одной панели
- Меньшие потери от несоответствия
- Обычно включает быстрое отключение согласно требованиям NEC 2017
Минусы:
- Дороже, чем стандартные струнные инверторы
- Напряжение постоянного тока все еще может быть высоким.
- Подвержен эффекту потерь ФИД
- Расширение фотоэлектрической системы может потребовать замены инвертора
Микроинверторы
Солнечный микроинвертор считается распределенной инверторной системой установлен на каждой солнечной панели, что означает другой тип устройства MLPE.
Солнечный микроинвертор — это очень маленький солнечный инвертор, подключенный непосредственно к выходу каждой панели, преобразующий постоянный ток в переменный прямо на выходе панели. Этот инвертор позволяет контролировать каждую панель и оптимизирует работу солнечных систем за счет снижения эффекта затенения.
Поскольку выходное напряжение для солнечных панелей с солнечным микроинвертором обычно составляет 240 В переменного тока, солнечные батареи с этим типом инверторов подключаются параллельно. Используя этот тип инвертора, домовладельцы могут увеличить или уменьшить размер своей системы без замены других компонентов.
Плюсы:
- Солнечный микроинвертор обеспечивает более высокую производительность против затенения
- Контролирует систему на уровне модуля.
- Расширение системы можно легко выполнить, добавив еще один микроинвертор.
- Потери от несоответствия сведены к минимуму
- Нет ПИД-эффекта
- Напряжение постоянного тока поддерживается на низком уровне (безопаснее)
- Встроенная система быстрого отключения
- Высокая надежность системы при выходе из строя одной панели
Минусы:
- Самая высокая стоимость
- Совместимость с аккумуляторными системами доступна только для некоторых моделей.
Гибридные инверторные системы
Часто используемый инвертор для домов с батарейным питанием и автономных домов представляет собой гибридную инверторную систему. Этот инвертор сочетает в себе инвертор, связанный с солнечной сетью, с инвертором батареи, управляя всей солнечной системой в одном компоненте.
Гибридный солнечный инвертор может питать нагрузку напрямую, преобразовывая энергию либо от солнечных панелей, либо от батарей. Кроме того, когда панели вырабатывают избыточную энергию, инвертор заряжает батареи, сохраняя их заряженными для дальнейшего использования.
Плюсы:
- Специально разработан для установки систем резервного питания от батарей
- Несколько компонентов объединены в один
- Самая передовая технология
- Управление энергопотреблением умного дома, как правило, включено
Минусы:
- Низкая производительность против эффекта затенения
- Низкая производительность для фотоэлектрических систем с несколькими ориентациями.
- Гибридные инверторы — самые дорогие варианты после микроинверторов.
- Расширение фотоэлектрической системы или аккумуляторной батареи может потребовать изменения размера инвертора.
- Требования к минимальному размеру системы
- Низкая надежность системы при выходе из строя одной солнечной панели
Как сравнить различные типы солнечных инверторов?
Каждый из инверторов для солнечных панелей имеет уникальные особенности, отличающие их от других вариантов, в то время как некоторые могут иметь некоторые общие черты. В следующей таблице мы сравним их все и выделим лучшие функции для каждой категории.
| Стандартные струнные инверторы | Оптимизированные струнные инверторы | Микроинверторы | Гибридные инверторные системы | |
|---|---|---|---|---|
| эстетика | Простой дизайн коробки | Простой дизайн коробки | Невидимый | Простой дизайн коробки |
| Цена | Самый дешевый вариант | Средняя стоимость | Самый дорогой вариант | Средняя стоимость |
| Простота обслуживания системы | Трудно обнаружить отказ одной панели | Выполнение технического обслуживания проще, так как вы можете обнаружить неисправность на одной панели. | Выполнение технического обслуживания проще, так как вы можете обнаружить неисправность на одной панели. | Трудно обнаружить отказ одной панели |
| Смягчение тени | Не смягчает эффект тени | Смягчает эффект тени | Смягчает эффект тени | Не смягчает эффект тени |
| Система мониторинга | Вы можете контролировать систему в целом | Вы можете контролировать каждую панель | Вы можете контролировать каждую панель | Вы можете контролировать систему в целом |
| Контроль батареи | Не включено | Не включено | Обычно не включается | Включено |
| Лучший вариант для сетевых солнечных систем в рамках бюджета | Лучшее соотношение цены и качества для сетевых солнечных систем | Лучший вариант для сетевых солнечных систем | Лучше всего подходит для домов, не подключенных к сети, и домов, подключенных к сети, с резервным аккумулятором |
Какой тип солнечных инверторов выбрать? (Что следует учитывать)
При поиске лучшего солнечного инвертора для дома важно учитывать некоторые аспекты, чтобы выбрать правильный тип инвертора. Вот некоторые детали для рассмотрения.
Номинальная мощность и пиковая эффективность
Если вы хотите получить централизованный инвертор, такой как гибридный, оптимизированный или стандартный, вам следует учитывать номинальную мощность вашей солнечной системы. В любом случае номинальная мощность фотоэлектрической системы должна быть ниже максимальной входной мощности инвертора. Если вы ищете микроинверторы, вы должны убедиться, что микроинвертор может справиться с номинальная мощность солнечной панели.
Кроме того, при сравнении аналогичных вариантов также важно учитывать номинальную эффективность инвертора. Инверторы должны иметь эффективность выше 95%, чтобы считаться хорошими.
частота
Чтобы подключиться к сети и правильно эксплуатировать ваши приборы, вам нужна правильная частота инвертора. Для систем в США вам понадобится инвертор, работающий на частоте 60 Гц, а в Европе вам потребуется 50 Гц.
Техническое обслуживание и мониторинг
Как и все, фотоэлектрические системы требуют обслуживания. Использование стандартных или гибридных солнечных инверторов усложнит техническое обслуживание, поскольку вы не можете точно определить проблему на одной солнечной панели.
С оптимизированным струнным инвертором или микроинвертором вы можете контролировать производительность каждой панели, а это означает, что вы можете легко обнаружить любую солнечную панель, которая работает плохо или неисправна.
Сетевой или аккумуляторный
Для сетевых систем вам нужно будет выбирать между стандартными инверторами, оптимизированными инверторами или микроинверторами.
С другой стороны, если вы устанавливаете фотоэлектрическую систему на основе аккумуляторов, вам нужно будет использовать гибридную инверторную систему, поскольку этот инвертор позволяет поддерживать заряд батарей и контролировать всю систему с помощью одного компонента.
Вам понадобится смягчение тени?
Если ваша солнечная система вообще не затеняется, а струны имеют панели только с одной ориентацией, то вы отлично справитесь, установив стандартный струнный инвертор. Однако, если ваша солнечная система плохо работает в определенные часы из-за затенения или имеет несколько ориентаций, возможно, лучше приобрести оптимизированный инвертор или микроинверторы.
Заключение
Солнечный инвертор является одним из наиболее важных компонентов вашей солнечной системы. Выбор лучшего солнечного инвертора является ключом к получению максимальной производительности вашей фотоэлектрической системы.
Мы рекомендуем вам выбрать инвертор в соответствии с вашим бюджетом, типом солнечной системы и функциями, которые вы хотите получить от системы. Стандартные солнечные инверторы являются самым дешевым вариантом, в то время как оптимизированные и солнечные микроинверторы заставят вашу систему работать с максимальной эффективностью. Для солнечных систем на основе аккумуляторов мы рекомендуем использовать гибридный солнечный инвертор, который управляет как ваши батареи и солнечные батареи.
При покупке нового солнечного инвертора для дома учитывайте аспекты, о которых мы рассказали о вас в последнем разделе этой статьи. Это поможет вам выбрать правильный инвертор для вас и поможет вам получить наилучшее соотношение цены и качества.
