Päikesepaneelide inverter: seadmete tüübid, mudelite ülevaade, ühendamise eripärad

Päikesesüsteemid arenevad kogu maailmas tohutu kiirusega. Rahvusvaheline Energiaagentuur märkis oma aastaaruandes, et 2016. aastal ületas kasutusele võetud päikeseelektrijaamade arv esmakordselt söeelektrijaamade oma.

Päikeseenergiasüsteemi süda on päikesepatareide inverter, mille ülesanne on muundada alalisvool vahelduvvooluks. Selgitame, kuidas valida seadme optimaalne variant ja kuidas seda õigesti paigaldada. Meie soovitusi järgides saate kokku panna laitmatult töötava minielektrijaama.

Päikesepaneelide inverterite tüübid

Ilma inverterita on päikesesüsteemi toodetud energia kodumajapidamises täiesti kasutu. Kasutusviisi järgi jagunevad inverterid kolme tüüpi:

• autonoomsed;
• võrgu-;
• mitmeotstarbelised.

Esimese tüübi inverterid on tähistusega „off grid“. Need on ühendatud päikesemooduliga, on eraldiseisva fotoelektrilise süsteemi osa ega puutu mingil moel välise elektrivõrguga kokku. Nende võimsus varieerub vahemikus 100 – 8000 W.

Sünkroonsed ehk võrguinverterid töötavad sünkroonselt tsentraliseeritud elektrivarustussüsteemiga. Tähisega „on grid“ muundurid ei täida mitte ainult muunduri rolli, vaid korrigeerivad ka võrgu parameetreid nagu amplituudikõikumisi, sagedusnäitajaid ja muud.

Kui välisvõrgus ilmneb rikkeid, lülitub inverter automaatselt välja. Sellised inverterid salvestavad elektrienergiat akudesse.

Kui majas kasutatavate seadmete koguvõimsus on väiksem kui päikeseelektrijaama potentsiaalne võimsus, jõuab toodetud elektrienergia ülejääk välistesse elektrivõrkudesse. Kui aga võimsusest ei piisa kodumasinate normaalseks tööks, toimub toiteallikas väljastpoolt.

Inverteri parameetrid vahelduvpinge poolel määratakse kindlaks tarbija elektrivõrku ühendatud kõigi seadmete koguvõimsuse põhjal. Alalispinge poolel valitakse inverter päikesepaneelide nimivõimsuse põhjal.

Pinge puudumisel antakse toide laetud akust. Kui süsteemi pole akusid kaasatud, läheb päikeseelektrijaama toodetud energia ühisvõrku.

Võrgufotogalvaanilised inverterid kasutavad suure tõhususega päikesepatareidelt saadavat energiat. Need tagavad toitekindluse ja neil on kõrge kasutegur, üle 90%.

Hübriid- või multifunktsionaalne inverter on usaldusväärne seade. See ühendab kahe esimese muunduri omadusi ning sellel on palju seadistusi. See on parim valik koduse päikeseelektrijaama rajamiseks, kuid ka kõige kallim.

Kõik olemasolevad päikeseinverterid jagunevad tüüpideks ka väljundpinge järgi. Sõltuvalt sellest parameetrist on need kas sinusoidaalsed või meanderkujulised. Kuna esimese väljundpinge suurus on peaaegu sama kui toiteelektrivõrgul, on see hea variant, kui majas on kõrgtundlikke seadmeid.

Pinge konstantne väärtus on ohutuse garantii kodusele elektrotehnikalisele seadmele. Graafiliselt kujutatakse sellise sinusoidaalset tüüpi inverteri väljundsignaali kuju puhta sinusoidina.

Seadmete töötamisel on parim meanderkuju ideaalne siinus. Eriti oluline on see telekommunikatsiooniseadmete, meditsiinitehnika, kõrgtäpsete mõõteriistade puhul, mistõttu isegi keerukate inverterite kõrgest hinnast hoolimata pole sel juhul muid võimalusi. Tootjad märgivad teabe väljundsignaali kuju kohta selle omadustes.

Meanderkujulised ehk mittesinusoidaalsed muundurid erinevalt sinusoidaalsetest on väljundsignaali geomeetriaga ristkülikukujuliste impulssidena, nn modifitseeritud siinus. Seda tüüpi invertereid ei saa kasutada teatud koormustüüpide jaoks, kuid seadmete jaoks, mis kasutavad võimsuse aktiivkomponenti, sobivad need täiesti.

Muunduri valiku kriteeriumid

Sellise päikesesüsteemi elemendi nagu inverter valimisel on oluline mitte ainult väljundsignaali geomeetria, vaid ka selle võimsus. Eksperdid soovitavad komplekteerida päikesepatareisid muunduritega, mille nimivõimsus on suurem kui olemasolevate seadmete koguvõimsus umbes 25–30 protsendi võrra.

Samuti tuleb arvestada koormust, mis tekib mitme suure käivitusvõimsusega seadme samaaegsel sisselülitamisel.

Teine kriteerium inverteri valimisel on selle kasutegur, mis määrab energiakao kaasnevatele protsessidele. Sõltuvalt mudelist on sellel erinev väärtus, mis jääb vahemikku 85–95%. Optimaalne valik on kasutegur mitte madalam kui 90%.

Inverterid on nii ühefaasilised kui ka kolmefaasilised. Esimesed eristuvad madalama hinnaga, kuid nende valik on õigustatud, kui tarbitav võimsus on alla 10 kW. Nende pinge suurus on 220 V ja sagedus 50 Hz. Kolmefaasilistel inverteritel on laiem pingete vahemik — 315, 400, 690 V.

Kvaliteetse varustuse tootjad varustavad oma tooteid väljundtrafodega. Inverteri kaalu ja selle tehniliste omaduste vahel on seos – kui iga kg massi kohta on 100 W võimsust, on trafo selle skeemi kaasatud.

Erinev võib olla ka inverterite arv süsteemis. Selles küsimuses tuleks lähtuda järgmistest soovitustest: kui päikesepatareide võimsus ei ületa 5 kW, siis sellise süsteemi jaoks piisab ühest inverterist. Suurema võimsusega patareide puhul võib vaja minna 2 või enamat inverterit. Optimaalne on, kui üks inverter on iga 5 kW kohta.

Töötamiseks võrgus, mis ühendab tavapärase elektrienergia ja päikesepatareidega tarnitava energia kasutamist, kasutatakse hübriidinvertereid. Soovitatav artikkel tutvustab nende seadmete omadusi ja valikureegleid.

Muundurid võivad üksteisest erineda skeemide, väljundsignaali geomeetria ja muude määravate suuruste poolest. Mõned muundurid on varustatud laadimisseadmetega. Kui üks inverteritest rikki läheb, ei lõpeta süsteem oma tööd.

Inverteri ühendamise eripärad

Päikeseinverteri õigest ühendamisest sõltub kogu päikesesüsteemi töö efektiivsus. Peaasi on järgida reeglit: alalisvoolu edastav kaabel peab olema minimaalse lubatud pikkusega ja maksimaalse ristlõikega.

Kui tarbija asub päikeseelementidest kaugel, tuleks pikendada vahelduvvoolu 220 V transportivat elektrikaablit juurde lisades. Juhtme pikkus inverteri ja päikesepaneeli vahel peaks jääma 3 m piiresse ja mitte rohkem.

Parim variant on, kui inverter asub päikesepatarei lähedal. Eriti ranged tingimused tuleb täita inverterite ühendamisel, mille võimsus ületab 0,5 kW.

Juhtmete ühendus peab olema tugev, sest ebapiisavalt tihe ühendus tekitab sädemeid, mis võib olla tulekahju allikaks. Autonoomse inverteri paigaldamisel objekti katkematu elektrivarustuse tagamiseks peab alalisvoolu ahel olema varustatud automaatkaitselülititega.

Parim lahendus inverteri ühendamisel on hübriidtüüpi rakmete kasutamine nii alalis- kui ka vahelduvvoolu jaoks. Põhimõte põhineb muunduri sisselülitamise erilisel järjekorras. Selle lülitab sisse päikesepatareide kontroller pärast akude laadimist.

Selline lahendus tõstab seadmete töö kvaliteeti. Piirkondades, kus elekter sageli katkeb, või majades, mis asuvad piirkondades, kus valitseb pilves ilm, töötab see variant väga tõhusalt.

Inverterite mudelite ülevaade

Päikesepaneelide muundureid toodavad paljud tootjad nii kodumaised kui ka välismaised. Kõik seadmed on erinevate omaduste, kvaliteeditasemete, oma funktsioonide ja tehniliste võimalustega.

Kodumaise tootja inverterid

Nende toodete laia valikut võimsusega 800–1200 W toodab Venemaa tootja MAP «Energia».

Ettevõte toodab mitmeid inverterite seeriaid:

1. Sinusoidaalsed inverterid puhta siinuse kujuga signaaliga — MAP SIN.
2. Siinusmuundurid, millel on funktsioon võtta akudest täiendavat energiat – MAP HYBRID.
3. Kolme faasiga inverterid – MAP HYBRID 3 faasi.

Selle firma toodetavad inverterid võivad laadida igat tüüpi akusid. Selleks on neil suure võimsusega laadimisseade.

Ettevõtte saavutuseks on rekordvõimsusega inverter – 20 kW, mis talub suurimat koormust 25 kW. See mudel võib tagada usaldusväärse toite suurele elamule, kus on palju tehnikat.

MAP „Energia“ invertoreid kasutatakse mitte ainult eramajapidamistes, vaid ka paljudes tööstusharudes. Neid kasutatakse meditsiinis, ehituses, ilmajaamades.

Ettevõtte Schneider Electric Conext-muundurid

Prantsuse ettevõte Schneider Electric toodab invertoreid, millel on kõrged tööomadused, võimaldades neid kasutada erinevates kliimatingimustes.

Korpuse kate, millel on kõrge korrosioonikindlus, võimaldab edukalt läbida soolapihustestiga. Need on mõeldud päikesepaneelidele, mis on paigaldatud nii eramajade katustele kui ka kortermajadele.

Tootja kontrollib oma seadmete töökindlust, kasutades mitmesuguseid meetodeid ja teste. Conext inverterite konstruktsioonis puuduvad elektrokeemilised kondensaatorid, mis tagab pikaajalise kasutuse.

Conext inverterid, isegi maksimaalsetel koormustel, on kasuteguriga 97,5%. Mõned mudelid on varustatud jaotuskilbiga, nii et välist elektrikilpi pole vaja paigaldada.

Suur tootevalik võimaldab valida sobiva mudeli päikesesüsteemidele võimsusega 3–20 kW.

TBS Electronicsi inverterid

See Hollandi ettevõte, mis on turul alates 1996. aastast, toodab nii väikese kui ka suurema võimsusega siinusmuundureid päikesepaneelidele Powersine nimivõimsusega 175–3500 W.

Fotol on professionaalse inverteri Powersine PS3500-24 mudel. Seda saab kasutada katkematult toite tagamiseks küttekateldele, pumpadele, arvutitele ja muudele väikestele koormustele. See on varustatud usaldusväärse elektroonikaga ja vastupidava metallkorpuse.

Powersine seeriat iseloomustab väga puhas siinuslaine väljundis, seetõttu tagab nende inverterite kasutamine tundlike seadmete korrektse ja pikaajalise töö. Seade on varustatud kaitsega lühise, temperatuurikõikumiste ja ülekoormuse eest. Nende inverteritega saab käivitada koormusi kuni 500 V, mille käivitusjõud ületab nimiväärtust kümneid kordi.

Kostali võrguinverterid

Firma toodab uuenduslikke kvaliteetseid invertereid võimsusega 1,5 kuni 20 kW nii ühe- kui ka kolmefaasilisi. Konstruktsiooni kuuluvad automaatselt toimiv vahelduvvoolu lüliti, MPP-jälgijad, monitor, S0-arvesti ja palju muid valikuid põhivarustuses. Kõik see võimaldab inverteri integreerida "targa kodu" süsteemi.

Kostali inverterid on lihtsad nii kasutamisel kui ka paigaldamisel. Sisseehitatud paneel on informatiivne ja arusaadav, võimaldades jälgida selle tööd.

Tänu korpuse materjali kõrgele kvaliteedile paigaldatakse muundur nii väljas kui ka siseruumides. Kokkupanek toimub Euroopas, seega vastab kvaliteet Euroopa standarditele. Tootja garantii on 5 aastat.

ABi-Solar inverterid Taiwanist

Need Taiwanis toodetud inverterid on meie turul esindatud autonoomsete muundurite seeriaga SL/SLP, autonoom-võrku hübriidinverteritega (NTP) ja hübriidide seeriaga NT.

Autonoomsed muundurid on varustatud päikesepatareide laadimiskontrolleritega. See seade omab kolmekordset funktsionaalsust – töötab inverteri, kontrolleri ja laadimisseadmena.

Konstruktsiooni kuulub vedelkristallekraan, mis võimaldab jälgida päikesesüsteemi põhiparameetreid. SL/SLP inverterite kasutegur on umbes 93%. SLP mudelitel on tolmukaitse.

Eelarvesõbraliku variandina on uus ABi-Solar HTP seeria inverter. See töötab ainult aku olemasolul. Eriti populaarne on NT-seeria, mis hõlmab ühe- ja kolmefaasilisi hübriidinvertereid, mis paistavad silma suurepärase kokkupaneku kvaliteediga.

Muundurid SL0912 ja SL1524 kuuluvad samuti eelarvesõbralike hulka. Nad töötavad 2 režiimis – koduse katkematu toiteallikana ja päikesepatareidega. Neil on 2 pinge hoidmise režiimi: 180–260 V ja 100–300 V.

Teine režiim võimaldab suurendada akude kasutusaega, kuna neid kasutatakse vähem, kuid see võib toita ainult seadmeid, mis ei ole elektrikvaliteedi suhtes eriti tundlikud.

ABi-Solar SL 1012 PWM inverteri võimsus on 800 W. Väljundvool on modifitseerimata siinuslainega. Seda saab kasutada päikesepaneelide toodetud elektrienergia rakendamiseks "rohelise" tariifi alusel.

ABi-Solar inverterid võimaldavad suurendada akude töötemperatuuri vahemikku ja automatiseerida laadimis-tühjendusprotsessi.

GoodWE võrguinverterid

See Hiina ettevõte toodab erineva võimsusega võrguinvertereid ja tarnib neid turule madala hinnaga. Invertiga kaasneb spetsiaalne programm, mis võimaldab arvutada päikesesüsteemi, võttes arvesse päikesepaneelide asukohta ilmakaarte ja muude orientiiride suhtes.

On võimalik jälgida inverteri tööd tahvelarvuti või nutitelefoni kaudu, kuid enne tuleb installida selleks spetsiaalselt loodud rakendus, mis põhineb Androidi operatsioonisüsteemil.

Järeldused ja kasulik video teemal

Siin räägib müügiettevõtte juht inverteri valimise põhimõtetest:

Selles videos käsitletakse inverteri ühendamise küsimust:

Fotogalvaaniline võrguinverter päikeseenergiasüsteemi lahutamatu osana võimaldab saavutada täielikku sõltumatust tsentraliseeritud elektrivarustusest ja energia hindade tõusust.

«Nutikad süsteemid», mis hõlmavad võrguinverterit, muudavad energiatarbimise protsessi kättesaadavaks, usaldusväärseks ja juhitavaks. Samal ajal ei häiri see kodus mugavust.

Kas soovite rääkida, kuidas kokku panite oma mini-elektrijaama päikesepatareide inverteriga? Kas omate väärtuslikku teavet teema kohta, mis võiks olla kasulik saidi külastajatele? Palun kirjutage kommentaare allolevas plokis, avaldage fotosid ja esitage küsimusi.