Какой инвертор выбрать для фотоэлектрической системы?

Инвертор можно сравнить с сердца и центральной нервной системы фотоэлектрической системы. Поэтому так важен его правильный выбор, который может принять решение о техническом и финансовом успехе всей инвестиции. Цена здесь не самый важный критерий. Проверьте, на какие параметры следует обратить внимание при выборе инвертора.

Наиболее заметным элементом солнечной электростанции модули фотоэлектрические. Они напрямую преобразуют солнечное излучение в электрическую энергию постоянного тока, (англ. direct current, DC). Постоянный ток имеет свои хорошие стороны, например, дает легко хранить в аккумуляторах, однако, наиболее распространенной формой электрической энергии, встречающиеся на то, что день является переменный ток (англ. alternating current, AC). Если произведенную энергию мы хотим использовать непосредственно в наших бытовых приборах, необходимо ввести его к электросети здания. Для этого нам понадобится устройство, которое соответствующим образом обрабатывает входной постоянный ток в выходной переменный ток. Таким устройством является инвертор . инвертор).

Как работает инвертор

Идея преобразования постоянного тока в переменный не является сложным процессом. Но энергия, вводимая в сети должен отвечать высоким требованиям по качеству, например, пробег, полученного напряжения должна быть синусоидальной и идеально синхронизированы с параметрами сети, а сам инвертор должен обеспечить максимальную безопасность пользователя, фотоэлектрических модулей и энергетической сети. Поэтому эти устройства сложны, а процесс их разработки и производства требует обширных знаний и многолетнего опыта.

Основным элементом инвертора являются системы ввода, к которым подключаются цепи фотоэлектрических модулей. Эти системы обеспечивают безопасность установки, а также включают в себя систему отслеживания максимальной точки для работы модулей (англ. maximum power point tracking, MPPT), что подробно описано в дальнейшей части статьи.

Последовательными элементами инвертора являются: расположение обрабатываемых постоянное напряжение в переменное напряжение, и система управления, которая обеспечивает связь с внешним миром (например, через ЖК-дисплей или ВЕБ-интерфейс).

Последней системой инвертора есть защита, обеспечивающие эффективную и безопасную совместную работу с сетью.

Одной из основных задач инвертора является постоянный мониторинг параметров сети, таких как напряжение и частота, а также адекватное реагирование на их изменения, а в случае, когда значения этих параметров находятся вне диапазона – отключение инвертора от сети. Одним из наиболее часто встречающихся вопросов от будущих владельцев фотоэлектрической установки является возможность работы инвертора при потере питания со стороны Оператора Энергетической Системы, т. е. работа wyspowa инвертора (англ. off-grid). Это возможно в случае некоторых моделей инверторов (например, Fronius Symo Hybrid), но требует дополнительных устройств, разделителей установку fotowoltaiczną от сети за пределами здания, так, чтобы инвертор не представляло опасности, например, для бригад, работающих на устранении аварии в сети.

Классификация инверторов

Инверторы можно разделить на несколько основных критериев и параметров. Первым из них является внутренний трансформатор – возможен поэтому разделение на частотные преобразователи с трансформатором и без встроенного трансформатора. Трансформатор обеспечивает гальваническую изоляцию между постоянным выходным напряжением и сетью энергии, поэтому подходит для применения с модулями cienkowarstwowymi (как правило, они требуют заземления одного из полюсов). Самые популярные в настоящее время модели на рынке, это семья инверторов Fronius Galvo. А с запуском в себя модули поли — и monokrystalicznych, в настоящее время можно встретить, в основном, решения инверторов, в которых трансформатор не используется. Это может увеличить цену инвертора за счет использования более сложных систем защиты, однако, в конечном счете, влияет на большую эффективность инвертора при меньшем весе и размерах.

Еще один параметр-это количество фаз, к которой подключается инвертор. Небольшие мощности (до нескольких киловатт) возникают в однофазной версии, подключение к сети происходит с помощью трех проводов: L, N и PE. Примером таких инверторов является семья Fronius Primo. Для большей мощности применяются трехфазные инверторы, и к сети присоединяется с помощью пяти проводов: L1, L2, L3, N и PE. Здесь ведущую линии продукции является семья Fronius Symo. Но даже инверторы, трехфазные малой мощности показывают много преимуществ по сравнению с их коллегами однофазных: равномерно вводят энергию для каждой из фаз, что согласуется с идеей равномерного распределения нагрузок в здании между фазами. Кроме того, значительно ограничивают значение тока в каждой из фаз, что влияет на стабильность сети. Например, если инвертор мощностью 5квт (5kVA) подключен к 1 фазе, может вырабатывать электричество, добравшиеся до 21.7 А, то эквивалентный трехфазный инвертор введет в каждой из фаз, не более 7.2, А, а это непосредственно отражается на меньшие колебания напряжения в сети, меньше сечение проводов, и т. д.

С охлаждением или без?

Каждое электронное устройство, передающих энергию, генерирует определенные потери, а те, выделяется в виде тепла, то есть в процессе нормальной работы преобразователь частоты будет просто рис. Решения, в которых инвертор охлаждается только в путь естественной конвекции воздуха, могут быть признаны более благоприятными, из-за отсутствия механического компонента, которым является вентилятор. Опытные производители инверторов решают, однако, на применение принудительной, чаще всего плавно регулируемого воздушного потока: электронные компоненты, которые на самом деле охлаждается, имеют лучшие условия работы, а, следовательно, и: более длительный срок службы.

Для чего служит MPPT?

Отдельные модули имеют слишком малые значения напряжения и мощности, чтобы они могли успешно работать обычные инверторы. Поэтому модули подключается последовательно в цепи (англ. strings), что позволяет складывать значения напряжений отдельных модулей и настроить их для данного типа инвертора. Значение тока для всех модулей – в случае последовательного подключения – такой же.

По основные принципы проектирования фотоэлектрической установки, все модули, входящие в цепь, должны быть идентичны. Это означает, что вы должны не только исходить от одного производителя, одного типа и иметь одинаковую номинальную мощность, но и быть так расположены, установлены, наклонены относительно солнца и установить в том же azymutem (то есть, например, на той же кровли). MPPT (англ. Maximum Power Point Tracker) — это усовершенствованная система отслеживания максимальной точки мощности фотоэлектрических модулей, который может увеличить количество полученной энергии на несколько процентов. Все современные инверторы имеют по крайней мере один такой макет, так что стоит знать, для чего он служит. Фотоэлектрические модули не имеют неподвижной точки максимальной мощности (MPP). Меняется он в зависимости от интенсивности излучения и температуры, так как меняется форма так называемого характеристики prądowo-по напряжению. Задача системы MPPT для отслеживания точки и как можно скорее подходит для его нового значения. Самые передовые системы MPP умеют глобальный поиск точки максимальной мощности для цепи модулей частично тенистые, предлагая на несколько процентов больше выход продукции энергии. Алгоритмы, такие носят разные названия, в зависимости от производителя инверторов, например, в случае инверторов Fronius это Dynamic Peak Manager. Да, действительно, это точность и скорость работы системы MPPT обеспечивает наибольшую выхода продукции энергии, гораздо больше, чем кпд инвертора, поэтому эта система так важна.

А с какой целью применяются два устройства MPPT в одном инверторе? Так вот, если по какой-то причине вы не можете присоединиться одинаковых цепей к входу инвертора, например, количество модулей в цепи разные или модули находятся на разных скатах крыши, то каждый из таких цепей можно присоединиться к отдельное устройство MPPT.

Подбираем модули для инвертора или инвертор для модулей…

Часто можно встретиться с разными мнениями о взаимосвязи мощности модулей номинальной мощности инверторов. Чтобы проанализировать эти случаи, введите определение коэффициента мощности инвертора. инвертор ratio, IR). Формула для расчета этого коэффициента можно записать:

Возможны три варианта:

– ИК < 100%, инвертор недостаточно,

– IR = 100%, инвертор нагружен номинальной мощностью

– ИК > 100%, инвертор перегружен на стороне ПОСТОЯННОГО тока,

т. е. когда соответственно: номинальная мощность модулей меньше, равна или больше, чем номинальная мощность инвертора.

Для широты Польши и Центральной Европы предполагается, что значение ИК-излучения должна находиться в диапазоне между 80 и 125%, в то время как точный объем рассчитывается в зависимости от конкретных данных конкретной установки PV. Оптимальное значение зависит в основном от местоположения, типа и ориентации фотоэлектрических модулей и способа их соединения с частотным преобразователем.

Почему, однако, рекомендуемый дизайнерами значением является верхняя граница, т. е. когда мощность модулей, например, на 25% больше от номинальной мощности инвертора? Такой подход, на первый взгляд, вступает в противоречие с принципом, в котором макеты, использующие энергию с генераторов проектирует себя выше их номинальной мощности, то есть не стоит иметь ИК < 100%?

Фотоэлектрических установок проектирует себя совсем по-другому. Если в широте Русский модули PV производят электроэнергию с номинальной мощностью в течение нескольких десятков часов в год, то в остальные периоды, достигаемое ими мощность значительно ниже. Таким образом, если мощность модулей будет равна мощности инвертора, то большую часть времени он не будет работать с номинальной мощностью, но меньшим. Это непосредственно влияет на получаемые кпд преобразования. Этот эффект будет еще более заметным, когда мощность модулей будет меньше, чем номинальная мощность инвертора (ИК < 100%).

Однако что происходит, когда мощность модулей будет больше, чем номинальная мощность инвертора, а погодные условия будут способствовать генерации энергии? Инвертор не будет обрабатывать больше энергии, чем составляет его максимальная мощность, а ее избыток не будет выводиться из модулей (происходит ограничение выходной мощности). Статистически, однако, полезнее оптимальное производство энергии в течение большей части года, чем ограничения в переработке энергии в отдельные дни, и даже часы.

Сделав расчет каждого варианта подбора различного количества модулей PV инвертор этой же мощности, наибольший выход продукции энергии, мы получим для большего количества модулей (см. Табл. 1). Не менее важен финансовый аспект. В каждом из вариантов инвертор обеспечивает идентичную стоимость, что приводит к тому, что вариант ИК > 100%, просто наиболее экономически обоснованным.

Tab 1. Сравнение различных вариантов подбора модулей для инвертора*

Вариант
ИК < 100%
IR = 100%
IR = 100%
ИК > 100%

Преобразователь частоты 3.0 kW
Недостаточно
Номинально
Перегружен
например, Symo 3.0-3-S

Количество модулей
9
11
13

Номинальная мощность 1 модуля
280
280
280
[Wp]

Мощность макс. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ модулей на стороне ПОСТОЯННОГО тока
2,52
3,08
3,64
[полиции]

Мощность макс. на стороне AC
3,0
3,0
3,0
[ква]

ИК
82%
100%
119%

Коэффициент потерь, связанных с несоответствием
0%
0%
0,3%

Годовой выход продукции энергии (оценочно)
2 567
3 167
3 759
[квт-ч]

Выход продукции энергии из мощности ПОСТОЯННОГО тока
1 018,9
1 028,2
1 032,8
[kWh/kWp]

Стоимость модулей
7 200
8 800
10 400
РУБЛЕЙ

Стоимость конструкции и монтажа
1 800
2 200
2 600
РУБЛЕЙ

Стоимость инвертора
4 000
4 000
4 000
РУБЛЕЙ

В том числе
13 000
15 000
17 000
РУБЛЕЙ

Стоимость за установку 1 kWp (DC)
5 158
4 870
4 670
PLN/kWp

Стоимость получения 1 квт * ч в 1 год
0,506
0,474
0,452
РУБЛЕЙ

* все цены примерные

Защита установки

Правильный выбор защиты на стороне ПОСТОЯННОГО и ПЕРЕМЕННОГО тока и защиты от перенапряжения является одним из важнейших этапов процесса проектирования и его необходимо доверить человеку, профессионально занимающейся проектированием, имеющей соответствующие знания и полномочия. Здесь следует, однако, предостеречь от неправильно понимаемой экономии: скидки на изготовление фотоэлектрической электростанции без элементов безопасности будет, конечно, дешевле в момент покупки, но в перспективе 20-25 лет работы электростанции могут выставить владельца на незапланированные финансовые потери.

Контроль установки PV — почему это так важно?

Мониторинг и контроль фотоэлектрических систем необходимы не только для надежного его функционирования или информирования о нештатных ситуациях, но, прежде всего, для получения максимальной эффективности такой системы.

Самый простой способ мониторинга работы инвертора является чтение значений на дисплее (как правило, ЖК-дисплей), который является элементом почти каждого инвертора, доступного на рынке. Для более продвинутого мониторинга, в том числе регистрации параметров входных и выходных инвертора (в частности, силы, напряжения и токи), рекомендуется использование современных систем, называемых Datamanager ami. Данные в таких системах могут быть записаны, сохранены и представлены через специализированное программное обеспечение, предоставляется в виде специального веб-сайта. Проводное подключение Ethernet или беспроводное соединение Wi-Fi все чаще предлагаются в качестве стандартного оборудования инверторов, а лидирует в этой области, компания Fronius. Благодаря интернету, мы можем эти данные удаленно анализировать на регулярной основе, а в случае необходимости архивировать и контролировать работу установки в течение длительного периода времени. Благодаря тому, что на специальном веб-сайте предоставляемого владельцу установки мы можем анализировать ежедневные, ежемесячные или ежегодные профили производства энергии и генерировать соответствующие отчеты. Особенно интересным является использование дополнительной измерительной системы (интеллектуального счетчика электроэнергии Fronius Smart Meter), который, измеряя расход энергии на приемники, установленные в здании, позволяет сравнить профиль производство в фотоэлектрической системы с профилем энергопотребления здания. Это позволяет легко рассчитать степень использования энергии на собственные нужды, а также финансовые преимущества, вытекающие из установки солнечной электростанции. Популярной функцией является также представление других данных, связанных с производством энергии из электростанции PV, в том числе, например, сокращения выбросов CO2.

Мониторинг также важно с точки зрения текущей технической поддержки и сервиса. Любые тревожные события могут быть немедленно доложил для лица, ответственного за правильную работу установки, благодаря чему какие-либо нарушения в работе электростанции, могут быть немедленно локализованы и, в случае такой необходимости – удалены. Время и точность является здесь желательным, потому что каждый день отключения установки с работы, это ощутимые потери для инвестора.

На сайте Solar.Веб-на основе типовых, общедоступных установки можно ознакомиться со всеми преимуществами мониторинга.

Пример мониторинга установки на сайте Solar.Web (http://www.solarweb.com). Источник: Fronius

Optymalizatory

Время от времени можно встретиться с предложениями на фотоэлектрические системы с так называемым optymalizatorami (англ. optimizers). К сожалению, принялось мнение, что они могут обеспечить решение любых проблем на установке, в основном, путем ее zacienieniu. Вопреки общепринятому мнению, optymalizatory, тем не менее не в состоянии zakrzywić законов физики: тенистая установка всегда будет вырабатывать меньше энергии, чем эквивалентная – niezacieniona. Однако есть приложения, в которых optymalizatory могут продемонстрировать свои преимущества, а примером могут быть сложные конструкции крыши, которые состоят из десятка небольших, ориентированных на различные стороны света ската (например, башня). Монтажники систем PV все чаще они встречали на различные затруднения – вместе с популяризацией себя фотовольтаики крыши об идеальном режиме и без затемнения будут постепенно zabudowywane. Поэтому во внимание будут приняты на крышах с различной ориентацией или частичным zacienieniu, а такие машины должны быть подвергнуты критическому анализу. Поэтому, по мнению автора, фотоэлектрические модули в будущем будут умные. Но существующие решения, например, в виде закрытых решений, соблюдение применение optymalizatorów и инверторы этого же производителя, они будут вытеснены более универсальные, открытые решения, например, в виде фотоэлектрических модулей, которые optymalizatory будут интегрированы уже на стадии производства.

Инвертор: сервис

Последним важным аспектом, которым необходимо руководствоваться при выборе производителя инвертора является местная поддержка, и сервис, и наличие сертификатов и документации на русском языке. Конечно, никому не желаем, чтобы пришлось лично проверить качество технической поддержки производителя, но, делая ссылки на автомобильном рынке: кто-нибудь zakupiłby автомобиль, которого ближайший сервис находится на другом континенте?

Как выбрать инвертор: резюме

Выбирая производителя и типа инвертора, помимо цены, стоит обратить внимание на не менее важные элементы:

  • быстрый поиск и поддержание точки максимальной мощности MPP,
  • высокий кпд, особенно при частичной нагрузке,
  • высокая надежность,
  • высокая степень защиты, минут. IP65, благодаря прочной раме,
  • большой диапазон рабочих температур (от -25°C до +60°C),
  • простота, скорость и удобство установки, а, следовательно, — сервисное обслуживание,
  • простая проверка работы устройства через удаленный мониторинг, полный контроль устройства, диагностика неисправностей,
  • соответствие с действующими стандартами и правилами,
  • полная документация доступна на русском языке,
  • местная сервис в стране.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *