Інвертор Ecovolt - основа системи електроживлення на сонячних батареях і акумуляторах

Нещодавно монтував систему резервного живлення для будинку на основі акумуляторів і сонячних батарей. Система чудова тим, що дозволяє не тільки економити електроенергію, а й стати менш залежним від міської електромережі.

Але по порядку, як завжди - спочатку теорія, потім практика і реальні приклади.

Отже, коли пропадає електроенергія, перше, що спадає на думку - генератори. До речі, генераторів у мене на блозі присвячено кілька статей, ось вони .

Але генератори можуть бути не тільки бензинові і дизельні. Генерація енергії може відбуватися також за рахунок енергії сонця. Такі системи набагато більш технологічні, безшумні, не виділяють шкідливих речовин. На відміну від класичних генераторів.

Коротко розповім, як виглядає система на сонячних батареях для дому.

Зміст статті:

Отримання електроенергії з сонячних батарей

Енергія сонця перетворюється в електричну напругу постійного струму. Очевидно, що безпосередньо сонячну батарею до домашньої електромережі підключити не можна, оскільки там має діяти напруга 220 (230) вольт змінного струму частотою 50 Гц. Для перетворення постійної напруги потрібен інвертор для сонячних батарей, на виході якого будуть ті самі стандартні 220 В.

Гібридна система електроживлення на акумуляторах і сонячних батареях

Але сонячна енергія достатньої інтенсивності діє далеко не завжди. Досада ще в тому, що період активності сонця може не збігатися з періодом, коли необхідна електроенергія.

Іншими словами, сонячну енергію потрібно накопичити, а тільки потім перетворити. Для накопичення сонячної енергії використовують акумулятори, які потім в потрібний момент віддають електроенергію через інвертор в навантаження.

Заправляє всім цим процесом інвертор для сонячних батарей (зовнішній вигляд показаний на початку статті), який за сумісництвом є контролером напруга в електромережі та заряду акумуляторів. Він направляє енергію сонячних батарей для зарядки акумуляторів, а потім, коли це потрібно, запасені в акумуляторах електроенергію перетворює в напругу 220В 50Гц і віддає в навантаження. Коли акумулятори розряджені, напруга з вулиці є, а сонця немає, вони заряджаються від міської мережі.

Коли з вулиці надходить нормальне напруга, сонячний інвертор працює в режимі "Байпас", тобто пропускає струм зі свого входу на вихід без перетворень.

Про Байпас я писав неодноразово. Наприклад, в статтях про стабілізатори , Або про реле напруги Бар'єр .

Фактично, інвертор з акумуляторними і сонячними батареями може бути частиною системи безперебійного живлення . З тією лише різницею, що там енергія береться (і запасається) тільки від міської електромережі, а в сонячних инверторах - пріоритетно від сонячних батарей.

Вибір потужності системи на сонячних батареях

Перш, ніж купувати і встановлювати сонячний інвертор, потрібно витратити час на аналіз існуючої електричної системи будинку. Визначитися з максимальною і середньою споживаною потужністю, пусковими струмами, системою заземлення.

Рекомендую свою статтю про всі існуючі системах заземлення , Їх відмінностях, достоїнства і недоліки.

Потужність інвертора повинна бути обрана рівної або більше максимального споживання вдома.

Логічно, що від акумуляторних батарей залежить потужність і ефективність всієї системи. До інверторів різної потужності потрібно підключати АКБ, різні по ємності і підключати їх послідовно:

Схема підключення акумуляторів до інверторів різної потужності

Можливо для отримання більшої потужності включити інвертори паралельно. Для цього потрібно додатково застосувати плати комунікації (паралельної роботи), щоб інвертори могли працювати правильно. Ось приклад схеми підключення, коли потужності двох інверторів складаються:

Два інвертора в паралель. Схема підключення інверторів для сонячних батарей

Потужністю інвертора буде визначатися потужність всієї системи. Але тут не все так однозначно, і варто врахувати деякі фактори.

Реальна потужність інвертора

Вся навантаження відразу ніколи не почне працювати, а потрібно провести ретельний аналіз споживання протягом деякого часу. Для цього можна скористатися струмовими кліщами або аналізатором якості напруги. Про приклади використання аналізатора якості напруги HIOKI 3197 я писав тут і тут .

байпас

У режимі "Байпас" інвертор пропускає через себе всю потужність домашньої мережі. І потрібно враховувати, що потужність при байпасе (коли інвертор фактично не працює) і при перетворенні однакова. По крайней мере, так запевняє виробник.

перевантаження

Деякі домашні електроприлади працюють короткочасно. Наприклад, чайник, мікрохвильова піч зазвичай включаються на 2-3 хвилини. Інші прилади, що мають електродвигуни, мають пусковими струмами, які тривають кілька секунд.

Підписуйся, і читай статтю далі:

Ці чинники зазвичай враховуються в інверторах, і вони можуть тримати перевантаження в 2-3 рази протягом декількох секунд, а перевантаження в 1,5 рази - кілька хвилин. Значення ці, звичайно, орієнтовні, і залежать від моделі інвертора.

пріоритети

Необхідно вирішити, які прилади потребують безперебійного харчування, а які можуть "потерпіти". Тому буде розумно через сонячний інвертор підключати не всі споживачі електричного струму, а тільки найважливіші. Наприклад, електрокотел, розетки кухні (включаючи холодильник), освітлення.

А дуже потужні і не настільки необхідні прилади підключати безпосередньо, минаючи інвертор. Це можуть бути бойлер, проточний водонагрівач , і т.п.

Облік всіх цих факторів допоможе правильно вибрати інвертор для дому та розумно заощадити.

Філософія вибору енергосистеми на сонячних батареях

Так само як і з вибором стабілізатора , Потрібно чесно поставити собі питання - "Навіщо встановлювати сонячні батареї та акумулятори з інвертором?" Від правильної відповіді буде сильно залежати комплектність системи і ціна. За ціною можна заощадити десятки тисяч рублів, і все буде прекрасно працювати.

Отже, потрібно вирішити, для чого буде застосовуватися система.

1. Аварійний резерв

У разі короткочасного зникнення напруги в міській мережі потрібно забезпечити роботу життєво важливих приладів в будинку - опалювання, зв'язок, освітлення, холодильник. Всі інші прилади по можливості не використовувати. Передбачається, що аварія - явище рідкісне і нетривалий.

В цьому випадку конфігурація системи із сонячним інвертором і акумуляторами буде мінімальною.

2. Економія

Якщо планується використовувати сонячну енергію в цілях економії, то потрібно нарощувати потужність системи. І вибирати такий режим роботи інвертора, коли енергія сонця "подмешивается" до енергії, яку ми оплачуємо за лічильником. Або деякі лінії харчуються постійно тільки від сонячних батарей.

Тим самим економиться електроенергія, яку ми отримуємо з міста, при незмінному споживанні всього будинку. І в цьому випадку можна говорити про окупність такої системи на сонячних батареях.

Зрозуміло, цей варіант включає в себе і аварійне електроживлення, тобто перший випадок.

3. Повна заміна

Цей варіант - повна відмова від міської електромережі. Міська електромережу потрібна буде лише для аварійного резервування системи на сонячних батареях, якщо вона раптом вийде з ладу. Така конфігурація системи матиме максимальну потужність і вартість.

У цьому випадку бажано також мати і генератор, який знадобиться у разі недостатньої енергії від сонця. Це може відбуватися, наприклад, взимку, коли активність сонця мінімальна. Генератор послужить для зарядки акумуляторів і харчування важливою навантаження.

Приклад монтажу однофазного інвертора

Спочатку розглянемо на практиці однофазную систему, а потім перейдемо до трифазної.

Я вже недавно розповідав, в чому відміну однофазного напруги від трифазного .

Зовнішній вигляд змонтованого інвертора показаний на початку статті. Його потужність в даному випадку - 5 кВА, є моделі і на інші потужності.

А ось, як влаштований інтерфейс інвертора з усіма входами, виходами і органами управління:

Сонячний однофазний акумуляторний інвертор для будинку. Клеми для підключення

Підключення акумуляторних батарей обов'язково проводиться через автоматичний вимикач:

Автоматичний вимикач для підключення акумулятора до инвертору

Через ці клеми АКБ заряджається від сонця або від мережі і віддає енергію на перетворення:

Клеми для підключення акумуляторів до инвертору

Підключення до електрощитку - через кабель ВВГ4х4, захисний провідник окремо:

Підключення входу і виходу 220В до сонячного инвертору

Якщо довжина кабельної лінії більше 10 метрів, то краще використовувати кабель перетином 6мм², щоб уникнути зайвих втрат в кабелі .

Ще важливе зауваження! На відміну від стабілізаторів, вхідний і вихідний нейтрали інвертора гальванічно розв'язані. І якщо їх з'єднати, інвертор працювати не буде!

У домашньому щитку я дроти (чорний СІП 2х16) з вулиці відкрутив від вступного двополюсного автомата, і подав вуличне напруга через клемник на вхід інвертора. А з виходу інвертора - на вхід того самого автомата:

Переробка домашнього електрощитка для підключення сонячного інвертора

В результаті енергосистема, встановлена ​​під сходами, виглядає ось так:

Монтаж енергосистеми для будинку на сонячному инверторе Ecovolt

Використовуються 4 АКБ, кожна напругою 12В і місткістю 200 А · год.

Після підключення необхідно налаштувати інвертор згідно з інструкцією.

Інструкцію до сонячного инвертору можна буде скачати в кінці статті.

Ось як виглядає екран інвертора при нормальній роботі:

Робота сонячного інвертора Ecovolt. Навантаження харчується з вулиці через байпас, одночасно йде заряд батареї

При різних режимах роботи і при налаштуваннях на екрані інформативна картинка, яка буде зрозуміла непідготовленому користувачеві.

А ось що буде на екрані, якщо пропадає напруга з вулиці:

Робота інвертора з акумуляторними батареями

В даному випадку, як і при роботі від сонячних батарей, сонячний інвертор видає стабільний синусоїдальна напруга 230В, як і належить за стандартом.

Трифазна система на инверторе з сонячними батареями

Не буду втомлювати читача, наведу кілька фото з монтажу сонячних інверторів трифазної енергосистеми. Схема підключень така:

Три фази - схема підключення сонячних інверторів

В даній схемі застосовуються три інвертора Ecovolt, кожен на свою фазу. Для зв'язку в них встановлені плати паралельної роботи, які підключені через кабелі паралельного інтерфейсу:

Трифазна енергосистема для будинку. Підключення інвертора. Робочий момент, процес монтажу

Для всіх підключень потрібен ще один щиток, куди приходять всі напруги:

Електрощиток для підключення інверторів

Для підвищення надійності системи потрібен перекидний рубильник, оскільки на підводному човні (а у будь-якого електронного пристрою є право на поломку)) навіть одного з інверторів вимкнеться вся система. І тоді можна подати напругу безпосередньо з вулиці.

Це схоже на найпростіший АВР, коли будинок може харчуватися від міської мережі або від генератора через такий перемикач. Я писав про це докладно в статті про генератор Huter .

Ось рубильник аварійного перемикання ближче:

Рубильник для вибору харчування вдома - через інвертори або з вулиці, як раніше

А ось ближче і з поясненнями внутрішня схема електрощитка підключень інверторів:

Підключення сонячних інверторів в трифазній мережі

Сонячні батареї в даній конфігурації підключаються до одного з інверторів, який буде головним. Він буде контролювати заряд акумуляторів від сонячних батарей.

Ось так сонячні батареї закріплені на даху, є тільки такий спосіб встановити сонячні батареї для дому.

Монтаж комплекту сонячних батарей на даху

Це одна половина, інша - на іншому схилі. Всього - 12 сонячних батарей, кожна по 24 Вольта, потужність 260 Вт. Кожна така половина містить три послідовно з'єднаних батареї, ці трійки з'єднані паралельно. В результаті теоретично все 12 батарей дадуть 3100 Вт. Але це якщо на все батареї перпендикулярно падають сонячні промені, чого ніяк не може бути.

В результаті трифазна енергосистема має такий вигляд:

Трифазна система на сонячних инверторах для харчування вдома

Бонус - інструкція

Таку інструкцію я роздрукував для власника будинку:

КОРОТКА ІНСТРУКЦІЯ
Система отримує електроенергію від вуличної мережі і від сонячних батарей, накопичує її в акумуляторних батареях, і перетворює через інвертори в змінну напругу 220В.
У нормальному стані положення рубильника - вгорі, робота відбувається через інвертори.
При проблемі з роботою інверторів необхідно відключити навантаження автоматами в нижньому ряду в старому щиті, і перевести рубильник через середнє положення вгору. Потім включити всі автомати. Після цього система буде харчуватися тільки від вуличної мережі.
При усуненні несправності інверторів також вимкнути навантаження і перемкнути рубильник в нижнє положення, після цього включити всі автомати.
Переривчастий звуковий сигнал від інверторів, як правило, означає перевантаження. В такому випадку необхідно зменшити навантаження, вимкнувши найменш потрібні електроприлади. Також, за можливості переглянути повідомлення про помилку і вихідну потужність інверторів.

висновок

Тема дуже велика, всього охопити звичайно не вдасться.

Додаткову інформацію можна почерпнути в прикріплених файлах:

• Інструкція по експлуатації до сонячного инвертору і його підключення до гібридної енергосистеми - завантажити.
• Теорія і практика застосування акумуляторів. Види акумуляторів. Найкраще, що можна почитати по темі - завантажити.

Якщо вам потрібна додаткова консультація - як завжди, я радий поспілкуватися та обмінятися досвідом в коментарях до статті.

Все обладнання, показане в статті, поставляла компанія ІК Енергопартнер. Інформацію по вартості, технічним характеристикам і повного переліку обладнання можна дізнатися на сайті компанії: Системи резервного живлення - ІК Енергопартнер.

Якщо ви хочете собі подібну систему - звертайтеся , Зробимо все в кращому вигляді!

Стаття сподобалася?
Додайте її в свою соц.сетях і дайте оцінку!