Hybridní střídač pro solární panely: typy, přehled nejlepších modelů + funkce připojení

Výhody invertorových baterií

Moderní životní prostředí je často vystaveno výpadkům proudu a hnědým proudům. Nejvíce trpí topný systém, protože většina domácností ohřívá vodu elektřinou. Dostupnost stálé elektrické energie má vliv na plynulý chod plynového kotle. Automatizace oběhového čerpadla a řízení.

Pokud se topný kotel zastaví, je pravděpodobné, že dojde k prasknutí potrubí, kterým se voda přivádí, což způsobí zhroucení povrchových materiálů a trhliny v konstrukci budovy. Invertorové baterie si v posledních letech získaly oblibu a začaly nahrazovat individuální generátory. Střídače fungují díky speciálním bateriím, které jim dodávají energii.

Výhody měniče jsou:

Zvuk a rychlé spuštění. Střídač se spouští tiše: nikdo si ani nevšimne, že se střídače napájené z baterie spouštějí.

Tichý provoz. Zatímco generátory poháněné palivem jsou velmi hlučné, měnič nevydává žádný hluk.

Žádné výfukové plyny

Při používání generátorů je důležité pečlivě zvážit, kde a jak jsou vedeny trubky, které odvádějí výpary z místnosti. Měnič neprodukuje výfukové plyny.

požární bezpečnost

Měnič nepotřebuje ke svému provozu žádné palivo, což snižuje riziko požáru.

Mobilní telefon. Měnič lze umístit, kamkoli chcete.

Při umístění měniče je důležité zajistit, aby byla místnost dobře izolovaná. Použití měniče je nejen efektivní, ale také cenově výhodné. Nákup a instalace samozřejmě něco stojí, ale z dlouhodobého hlediska se střídače vyplatí a ušetří spoustu peněz.

Nákup a instalace samozřejmě něco stojí, ale z dlouhodobého hlediska se střídače vyplatí a ušetří spoustu peněz.

Přestože koupě a instalace střídačů může být nákladná, často se z dlouhodobého hlediska vyplatí a ušetříte.

Jak stanovit velikost kapacity střídače

Kapacita tohoto zařízení závisí na jmenovitém výkonu solárních článků (na straně stejnosměrného proudu) a maximální zátěži na straně střídavého proudu.

Jinými slovy, je třeba vzít v úvahu celkovou kapacitu všech solárních panelů (tolerance 90% až 120%) v síti a výkon všech zařízení, která mohou být současně dodávána do sítě.

Zatímco u panelů je to jasné - jejich jmenovitý výkon je uveden ve specifikacích - spotřeba je složitější. Je nutné stanovit špičkový nebo startovací příkon zařízení, který může být 5-7krát vyšší než provozní příkon.

Ani krátkodobé zatížení během startu v délce 2-3 sekund, které přesahuje kapacitu měniče, nedovolí, aby taková jednotka běžela přes něj.

Výběr podle napětí

Důležité je také vstupní napětí, které přímo ovlivňuje účinnost systému. Doporučené nastavení:

• 12 V se systémovým výkonem až 600 W,
• 24 V pro systémový výkon 600 W až 1500 W,
• 48 V pro systémové výkony nad 1500 W.

Výběr podle účinnosti

Tato hodnota je určena množstvím energie, které zařízení vyplýtvá, např. pro svůj vlastní provoz. Spotřeba energie samotného měniče by neměla překročit 5-10 % energie, která jím prochází. V opačném případě může být zařízení považováno za neúčinné.

Většina moderních střídačů má účinnost 90-95 %.

Hmotnost zařízení

Kvalitní měnič nemůže být lehký, protože používá transformátor. Orientačně lze použít následující údaje: 1 kilogram na 100 wattů.

Meandrový a sinusový, typ signálu

Sinusový průběh vlevo a meandrový průběh vpravo.

MeanderSystém meandrů je levnější variantou, ale nechrání síť před napěťovými špičkami a výkyvy, které mohou mít negativní vliv na provoz spotřebičů a dalších zařízení. Tento problém lze vyřešit instalací přídavného stabilizátoru.

Sinusový jsou dražší, ale napětí na vstupu a výstupu je téměř stejné a kolísání je plynulejší a nepoškozuje spotřebiče.

Sinusový měnič je vhodný pro soukromé domy, protože všechny indukční zátěže (ledničky, pračky, čerpadla, klimatizace atd.) jednoduše nebudou fungovat s obdélníkovým tvarem výstupního napětí.

Kvazisinusoid - je jakýmsi kompromisem mezi obdélníkovým tvarem a čistou sinusovkou. Většina sinusových modelů je kvalitní, ale najdou se i nespolehlivé příklady.

1 nebo 3 fáze

Je to jednoduché, pro soukromý dům stačí kterýkoli z nich. Pokud nepotřebujete ani 3 fáze, můžete použít jednu. Pro průmysl stačí třífázový, protože většina zařízení pracuje na tomto principu.

Co dalšího byste měli zvážit

• Vstup U, tedy hodnoty napětí a výkonu, by měly být vzájemně optimálně sladěny. Tím se vyhnete závažným únikům proudu. Tím je zajištěn měřený a produktivní provoz měniče bez nebezpečného "omezení výkonu". Odborníci již dlouho znají pojem "napěťová spojka". Doporučené typy jsou 12 V a 600 W, 24 V a 600 až 1500 W. Pokud je napětí U 48 V, může být výkon i vyšší než 1500 W.
• Výstupní výkon, který se v ideálním případě vypočítá na základě celkového součtu všech spotřebičů. Ve skutečnosti však výpočet vychází z maximálního zatížení, které může být v elektrické síti. Při provozu velkého počtu domácích spotřebičů může být úroveň rozběhového proudu mnohem vyšší než jmenovitá kapacita měniče. Proto je třeba se odvolávat na špičkové výkony.
• Typy ochrany. Pokud je měnič kvalitní, je vždy vybaven více než jedním ochranným obvodem. Například chlazení v případě přehřátí, ochrana proti přepětí a zkratu. Dobrý měnič také vždy obsahuje ochranný obvod proti přetížení, které může na výstupu nastat.
• Teplota měniče v provozu je důležitá zejména v případě, že je instalován v místnosti bez vytápění. Pokud je teplotní rozsah široký, je měnič kvalitní.
• Hmotnost. Pokud je velký, je to velmi dobře, protože kvalitní transformátor nemůže vážit příliš málo. Existují solární měniče nižší třídy. Nemají transformátor, takže jakmile se rozběhový proud zvýší, celý systém může okamžitě přestat fungovat.
• Koncept pohotovostního režimu. Pohotovostní režim šetří značné množství energie v baterii a energie se spotřebovává pouze tehdy, když je třeba systém udržovat v provozu.
• Účinnost měniče. Vyberte si kvalitní model s účinností alespoň 90 %. Pokud bude účinnost nižší, bude ztráta energie ze Slunce do sluneční soustavy desetinová, což je nepřijatelné.

Moderní funkce

Kromě základních funkcí mohou hybridní měniče plnit i řadu dalších funkcí.

Upozorníme na ty hlavní:

• Napájení z baterie se mísí s napájením ze sítě s volitelnou prioritou.
• Přizpůsobení frekvence výstupního proudu napětí baterie.
• Připojení fotovoltaického měniče k síťovému výstupu.
• Přidání energie do stávající elektrické sítě.
• Automatický převod napájení z baterie na externí síťový zdroj s ohledem na napětí na zdroji stejnosměrného proudu.
• Kombinovaná interakce se síťovým měničem.
• Automatické přidání výkonu měniče.
• Výběr nejatraktivnějšího zdroje energie.
• Podpora všech typů baterií.
• Nastavení doby nabíjení baterie.
• Nastavení napětí.
• Aktualizace softwaru atd. Mnoho moderních modelů lze připojit k počítači pro monitorování a programování.

Je třeba poznamenat, že dostupnost dalších možností ovlivňuje cenu výrobku.

Co ještě je třeba zvážit

• Vstup U, tj. hodnoty napětí a výkonu by měly být vzájemně optimálně přizpůsobeny. To pomůže zabránit závažným únikům proudu. Zajistí tedy měřitelný a produktivní provoz měniče bez nebezpečného "omezení výkonu". Odborníci již dlouho znají pojem "power-to-voltage bundling". Doporučené typy jsou 12 V a 600 W, 24 V a 600 až 1500 W. Pokud je napětí U 48 V, může být výkon i vyšší než 1500 W.
• Výstupní výkon, který se v ideálním případě vypočítá na základě celkového součtu všech spotřebičů. Ve skutečnosti se však výpočty provádějí na základě maximálního zatížení, které může být v síti. Při velkém počtu domácích spotřebičů může být rozběhový proud mnohem vyšší než jmenovitý výkon měniče. Proto je třeba se odvolávat na špičkové výkony.
• Typy ochrany. Pokud je měnič kvalitní, je vždy vybaven více než jedním ochranným obvodem. Například chlazení v případě přehřátí, ochrana proti přepětí a zkratu. Dobrý měnič také vždy obsahuje ochranný obvod proti přetížení, které může na výstupu nastat.
• Teplota měniče v provozu je důležitá zejména v případě, že je instalován v místnosti bez vytápění. Pokud je teplotní rozsah široký, měnič je kvalitní.
• Hmotnost. Pokud je velký, je to velmi dobře, protože kvalitní transformátor nemůže vážit příliš málo. Existují nekvalitní solární měniče. Nemají žádný transformátor, takže jakmile se rozběhový proud zvýší, celý systém může okamžitě přestat fungovat.
• Koncept pohotovostního režimu. Pohotovostní režim šetří značné množství energie v baterii a energie se spotřebovává pouze tehdy, když je třeba, aby systém běžel.
• Účinnost měniče. Vyberte si kvalitní model s účinností alespoň 90 %. Pokud je účinnost nižší, ztráta energie ze Slunce do sluneční soustavy bude desetinová, což je nepřijatelné.

Rozdíl mezi střídačem a UPS

Při návrhu hybridního napájecího systému je nutné zvážit potenciální kapacitu hlavního střídače pro dodávku elektřiny připojené zátěži. Tato zařízení se často nazývají zdroje nepřerušovaného napájení (UPS). I přes celý seznam stejných funkcí a úkolů se však ve skutečnosti jedná o dvě různá zařízení, která se od sebe výrazně liší.

UPS je totiž střídač, ve kterém je navíc integrována nabíjecí jednotka. Tento modul je určen k přednostní spotřebě elektřiny vyrobené fotovoltaickými články, a teprve když její množství nestačí, přepne se na spotřebu ze sítě. V UPS nejsou žádné obvody, které by umožňovaly sdílení energie z baterií a elektrické energie ze sítě. Jsou určeny pro oddělenou spotřebu a přepínají se mezi nimi, když nastanou určité podmínky.

Toto nepřetržité spínání zvyšuje počet nabíjecích a vybíjecích cyklů baterie, což způsobuje její předčasné opotřebení. Levné zdroje nepřerušovaného napájení nemají možnost nastavení prahového napětí.

Hybridní střídače používané ve spojení se solárními panely nemají všechny výše uvedené nevýhody, které jsou typické pro UPS. Tyto jednotky se samy přizpůsobují požadovanému výkonu a mohou pracovat současně s různými typy zdrojů energie. Úpravy zahrnují volbu prioritní spotřeby a ve většině případů je tato role přidělena solárním panelům. Některé hybridní modely jsou schopny omezit přívod energie z centrální sítě.

TOP 1: HYBRIDNÍ MAPA 243X3

Specifikace

• Počet fází - 3;
• Maximální výkon - 9 kW;
• Špičkový výkon - 15 kW;
• Doporučený celkový výkon - 100 W;
• Frekvence - 50 Hz;
• Provozní teplota - minus 25 až plus 50;
• Velikost - 630x370x510 mm;
• Hmotnost - 61,5 kg.

Kompatibilita

Třífázový model hybridního střídače je kompatibilní s elektrickými solárními elektrárnami a domácí sítí a vyznačuje se záviděníhodnou účinností. Pokud v jedné z fází není napětí, zbývající dvě fáze se nadále přenášejí do sítě a výrobu zajišťuje baterie.

Střídače při změně frekvence komunikují mezi sebou a s generátorem a mohou se plynule přizpůsobit dostupné frekvenci.

Důležité: doba provozu při špičkovém výkonu je 5 sekund a hodnota přesahující nominální (autonomní režim) - 20 minut.

Náklady

Co je hybridní střídač

V poslední době se objevilo mnoho nejasností ohledně toho, co je hybridní střídač. Mnoho výrobců označuje své střídače za hybridní, ale ve skutečnosti jimi nejsou.

Střídač může obsahovat řídicí jednotku pro nabíjení baterií ze zdroje stejnosměrného proudu - solárních panelů nebo větrných turbín. Velmi často jsou tyto střídače výrobcem označovány také jako "hybridní". Základem je skutečnost, že tento střídač kombinuje 2 různá zařízení - střídač a regulátor pro solární panely nebo větrnou turbínu. Taková zařízení je však vhodnější označovat jako "kombinované jednotky" než jako hybridní jednotky.

Zvláštností hybridního měniče je právě schopnost pracovat paralelně se zdrojem střídavého proudu - sítí nebo generátorem - v invertorovém režimu. Hybridní střídač může využívat energii z baterií nabíjených obnovitelným zdrojem energie současně s energií ze sítě/generátoru, aniž by byl odpojen od elektrické sítě. Musí být možné upřednostnit stejnosměrný nebo střídavý zdroj; například při upřednostnění stejnosměrného zdroje je zátěž nejprve napájena z baterií a chybějící energie je odebírána ze střídavého zdroje. Často je možné omezit proud nebo výkon, který je odebírán z síť nebo generátor.

Upřednostnění stejnosměrného zdroje je možné pouze úplným odpojením sítě od vstupu a přechodem na provoz výhradně na baterie. To má za následek "trhavý" provoz systému a další cyklování baterie. Je dobré, když je možné zvolit napětí, při kterém se síť odpojuje a znovu připojuje. Mnohé levné UPS však tuto možnost nemají a prahová napětí jsou zapojena natvrdo bez regulace.

Některé hybridní střídače mají funkci přidávání střídavého výkonu k napájení střídavým proudem. Tato funkce je velmi užitečná, pokud má zdroj střídavého proudu omezenou kapacitu, která nestačí k pokrytí špičkového zatížení. V tomto případě UPS nastaví maximální proud, který lze odebírat ze sítě nebo generátoru, a chybějící energie se odebírá z baterií a mísí se s energií ze sítě. Díky tomu je zátěž napájena výkonem rovnajícím se součtu výkonu měniče a zdroje střídavého proudu (síť nebo generátor). Různí výrobci mají pro tuto funkci různé názvy - např. u střídačů Studer Xtender se nazývá Smart Boost, u střídačů Schnieder Electric Conext XW Power Shaving, u střídačů Outback G(V)FX Grid support atd.

Srovnání nepřerušitelného zdroje napájení a hybridní jednotky

Některé společnosti neúmyslně uvádějí spotřebitele v omyl, když označují nepřerušitelný zdroj napájení (UPS) jako hybridní střídač. Zdá se, že oba plní podobné úkoly, ale je mezi nimi podstatný rozdíl.

UPS je střídač s nabíjecím modulem. Modul primárně zajišťuje spotřebu energie z fotovoltaického systému a v případě nedostatku energie přepne na spotřebu ze sítě.

UPS není schopna plnit funkci "podřazení" akumulované elektrické energie z baterií elektrické síti. Přednostní odběr ze zdroje stejnosměrného proudu se realizuje odpojením od sítě a přepnutím na provoz na baterie.

Fungování systému v "trhavém" režimu vyvolává další cyklování baterie a urychluje její opotřebení. U většiny levných UPS je prahové napětí nastaveno bez regulace.

Modely hybridních střídačů pro solární panely takové skoky nemají - jednotka se přizpůsobí požadovanému výkonu a pracuje současně s různými zdroji energie.

Můžete si zvolit vlastní prioritu spotřeby. Obvykle se zaměřuje na spotřebu solární energie. Některé hybridní jednotky mají možnost omezit přívod energie z městské sítě.

Srovnání funkcí populárních hybridních "měničů" a UPS. Modely řady Victron nabízejí možnost zvýšení výkonu měniče pomocí síťového napájení.

Hybridní střídač pro solární panely: nevýhody

Alternativou získávání energie ze slunce a její přeměny na elektrický proud jsou solární elektrárny. Systém dokáže přeměnit solární energii na střídavý proud pouze tehdy, pokud má kvalitní střídač. Hybridní střídače kombinují dva typy střídačů: síťový a autonomní.

Největší výhodou je, že hybridní měnič může pro svůj provoz využívat stejnosměrný i střídavý proud.

Je důležité si uvědomit, že množství slunečního záření a přeměněné energie se nezvyšuje. Měnič však funguje mnohonásobně bezpečněji.

Nevýhody hybridního měniče

• Bez síťového napětí nemůže fungovat.
• Měnič energie je napájen z baterie, a pokud se baterie vybije, měnič přestane pracovat.

Tento problém lze vyřešit. Pro tento případ byste měli mít vždy k dispozici další prvky, které budou fungovat prostřednictvím ovladače. Použití hybridního střídače je vynikající volbou pro hospodárné a inteligentní využití solární energie. Náklady na nákup a instalaci střídače se rychle vrátí.

Typy a vlastnosti

Hybridní měniče se liší v několika ohledech: ve formě signálu a v počtu fází. Podívejme se na vlastnosti jednotlivých směrů podrobněji.

Podle tvaru výstupního signálu

Existují tři typy měničů podle tvaru signálu:

Čistá sinusovka. Výstupem je téměř dokonalá křivka, která se jen málo liší od sinusového průběhu běžného síťového napájení. To je nejlepší řešení, pokud potřebujete napájet drahá zařízení, jako jsou kompresory, kotle, elektromotory a další.

Kvazisinus. Zde má výstupní křivka neideální charakter, což může negativně ovlivnit provoz některých spotřebičů. Obvykle dochází k rušení a interferencím, které mohou v závažných případech vést k selhání zařízení. Pokud jsou motory (synchronní nebo asynchronní) napájeny přes hybridní měnič, sníží se výkon přibližně o třetinu a objeví se známky přehřátí.

Kvazisinusové jednotky jsou malé a cenově výhodné. Doporučují se pro spotřebiče, které nemají indukční zátěž, např. žárovky, ohřívače atd. Při nákupu byste měli sledovat harmonický koeficient, který by měl být nižší než osm procent.

Pokud jde o poslední tvar (meandr), ten se téměř nepoužívá. Jeho nevýhodou je prudké přepólování, které může vést k poruchám a poškození zařízení.

Podle počtu fází

Dalším kritériem pro hybridní střídače je počet fází.

Zde jsou k dispozici dvě verze:

Jednofázové. Výstupní napětí je 210-240 V. Používá se pro domácí rozvody. Frekvence 47 až 55 Hz, výkon 0,3 až 5 kW. K dispozici s bateriemi 12 V, 24 V a 48 V

Pro správnou funkci je důležité přizpůsobit výstup napětí solárního panelu.
Třífázové. Vhodný pro napájení 3fázových elektromotorů v obchodech, průmyslu.

Mají výkon od 3 do 30 kW. Napětí je 220 V nebo 400 V.

V případě potřeby si můžete zakoupit i kombinovanou variantu. Funkcí modelu je možnost napájet jednofázovou nebo třífázovou zátěž posunem fází.