Фотоэлектрическая панель сразу после изготовления готова к работе, но для ее использования создается фотоэлектрическая система, состоящая из других важных элементов, т.е. инверторов, аккумуляторов, контроллеров заряда.

Постоянный ток, вырабатываемый фотогальваническими элементами, не подходит для питания бытовых приборов, а тем более для подачи энергии в сеть, пока он не будет преобразован в переменный ток с частотой 50 Гц и номинальным напряжением 230 В. Инверторы для этого используются, часто называемые инверторами. С другой стороны, в установках, не взаимодействующих с сетью (вне сети), по-прежнему необходимы аккумуляторы и устройство для регулирования их зарядки.

Инверторы в солнечной системе

Выбор подходящего инвертора - это, конечно, работа проектировщика системы, но если вам нужно решить, купить ли более дешевый или более дорогой, полезно знать, в чем разница. Те, которые позволяют домашнему электрогенератору работать с электросетью, должны быть качественными, чтобы не мешать его работе - требования к ним определяются электростанциями. Инверторы, предназначенные для фотоэлектрических микроустановок, называются стринг-инверторами (встречается также термин стринг-инверторы), поскольку к их системам ввода подключаются так называемые цепочки (стринги) панелей, соединенных последовательно.

При выборе инвертора необходимо обращать внимание в первую очередь на максимально допустимое напряжение. Он показывает, сколько панелей может быть в цепочке. Для подключения большего количества панелей к инвертору (для большей мощности установки) две и более гирлянды могут быть соединены параллельно, но только при условии, что в каждой из них будет одинаковое количество панелей с одинаковыми параметрами и они будут подвергаться одинаковому воздействию (наклонены под одним и тем же углом и смотреть в одном направлении).В противном случае разница напряжений между цепочками создаст обратный ток, который может повредить фотоэлементы (некоторые инверторы могут иметь предохранители для предотвращения этого). Поэтому, если это условие не может быть соблюдено, необходимо использовать отдельные инверторы для каждой гирлянды или многорядное устройство, т.е. оснащенное несколькими вводами для подключения нескольких разных гирлянд. Это стоит сделать, если вы планируете в будущем расширять систему, ведь неизвестно, сможете ли вы купить такие же панели, как и установленные ранее. И благодаря этому можно избежать покупки второго инвертора. Для эффективности системы важно оснастить инвертор системой отслеживания максимальной мощности панели (MPPT). Их мощность является произведением мгновенного тока и напряжения, которые изменяются при изменении интенсивности солнечного излучения и температуры элемента. Контроллер инвертора имеет программное обеспечение, которое непрерывно рассчитывает значения напряжения и тока, при которых мощность максимальна и инвертор достигает наибольшей эффективности.Точность подстройки рабочей точки инвертора к точке максимальной мощности панелей зависит от используемого алгоритма.

Многотрековые устройства имеют несколько систем слежения и позволяют модулировать параметры работы отдельных неравномерно освещенных участков установки. Программное обеспечение таких инверторов позволяет минимизировать потери энергии в результате частичного затенения панелей за счет расчета точки максимальной мощности не только всей установки, но и ее фрагментов. Важнейшим элементом инвертора является, конечно же, система, преобразующая напряжение - чаще всего путем быстрого включения и выключения постоянного напряжения за счет управления мостом из транзисторных ключей.

Если микроустановка подключена к сети, то инвертор должен быть оборудован системой, отслеживающей напряжение и частоту его изменения в сети и реагирующей на изменение значений этих параметров - отключением установка от сети при превышении допустимого диапазона.К сожалению, это равносильно перерыву в приеме энергии от фотоэлектрических панелей - этот тип устройств не позволяет запитать домашние устройства через панели в ситуации, когда происходит сбой в сети. Таким образом, для создания аварийного источника питания необходима независимая система с батареями.

Гальваническая развязка панелей от электросети может быть обеспечена трансформатором, но в современных инверторах его заменяет более совершенная защита - намного меньше и легче. И самое главное, они не вызывают таких больших потерь энергии, как это устройство. Однако с тонкопленочными панелями обычно допускаются только трансформаторные инверторы. При использовании бестрансформаторного инвертора требуется устройство защитного отключения (УЗО) из-за отсутствия гальванической развязки со стороны переменного тока.

Инверторы стандартно оснащены разрядником перенапряжения, но некоторые позволяют устанавливать дополнительные разрядники типа 2 (для дальнейшего снижения перенапряжения) и контролировать их состояние.Благодаря им возможна простая интеграция с системой молниезащиты.

Электронная защита шнура предотвращает опасные обратные токи, вызванные повреждением панелей или переполюсовкой при их подключении, что может привести к пожару. Такая защита также позволяет отказаться от простых предохранителей, которые пришлось бы заменять после срабатывания. Инвертор нагревается в процессе работы, что следует учитывать при выборе места его установки. Некоторые оснащены охлаждающим вентилятором - лучше, чтобы он регулировался по температуре, а не работал постоянно, потому что потребляет меньше энергии.

Устройства хорошего качества имеют дисплеи, с которых можно прочитать текущие параметры работы установки, количество энергии, полученной в данный день и с начала работы системы, и даже показать кривую КПД устройства. В случае сбоя отображается информация об ошибке.Общение может быть облегчено интерфейсом RS485 или даже Bluetooth, что позволяет удаленно получать информацию или изменять настройки.

Инвертор может быть оснащен функцией использования сетевых услуг, предлагаемых оператором системы распределения (ограничение активной мощности или распределение реактивной мощности). Бестрансформаторные инверторы для фотоэлектрических установок с пиковой мощностью 3 кВт стоят 2,5-7 тыс. злотых. злотый. Лучшие достигают эффективности выше 97%.

Микро инверторы

Вместо одного инвертора для всей системы микроинверторы также используются в небольших установках, которые поддерживают каждую панель независимо. Система с несколькими микроволновыми инверторами дороже, чем с одним общим инвертором - в случае установок общей мощностью в несколько киловатт примерно на 15%, т.е. на несколько тысяч злотых.

Стоит ли использовать такое решение? Простота расширения и ремонта установки говорит в пользу выбора микроволновых печей. Они крепятся непосредственно к панелям, в случае повреждения одной остальные продолжают работать.Но самым главным преимуществом является то, которое проявляется в случае частичного затенения некоторых панелей. Независимые микроинверторы делают выход энергии в этой ситуации выше, чем при использовании одного общего инвертора на всю установку (особенно не очень продвинутую). Поэтому их использование следует рассматривать только при расположении панелей вблизи объектов, периодически препятствующих доступу солнечного излучения – дымоходов, слуховых окон, эркеров, высотных зданий или деревьев.

Компьютерные программы для имитации работы системы помогают оценить рентабельность использования микроволновых инверторов. Можно считать, что в них стоит инвестировать, если моделирование покажет, что они увеличат выработку электроэнергии хотя бы на десяток или около того процентов, чем при использовании обычного инвертора. Однако необходимо также учитывать, что чем ниже степень использования энергии, получаемой благодаря этому более дорогому решению, тем хуже экономический результат – дольше срок окупаемости.За одну микроволновку для модуля с пиковой мощностью 250 Вт придется заплатить 650-900 злотых (для установки на 3 кВт их нужно 12 штук).

Батарейки в фотогальванической системе

В островных установках они необходимы - без них невозможно запитать устройства, работа которых нужна не только в периоды сильного солнечного света. Они в первую очередь определяют, сколько солнечной энергии можно использовать в такой системе.

Емкость аккумуляторов определяет, конечно, как долго будут работать приемники, но также и то, сколько энергии можно получить от фотогальванических элементов – по этим причинам, чем она больше, тем лучше. Если аккумуляторы заряжаются быстро, то солнечные панели зачастую бесполезны, хотя могли бы дать энергию, а это значительно увеличивает срок окупаемости.

Инверторы мощностью до 5 кВт однофазные. Они могут иметь несколько вводов для подключения независимо работающих фотогальванических цепей, что удобно при их разном расположении, например, на скатах крыши, обращенных в разные стороны.Бестрансформаторная система обеспечивает КПД более 95%

Пригодность для работы в фотоэлектрической системе определяется устойчивостью аккумулятора к частым зарядкам и глубоким разрядам - чем ниже порог разряда, тем лучше. В самых дешевых популярных свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторах, так называемых стартерных аккумуляторах, он высокий - разряд ниже 80% емкости вызывает их разрушение. Так что их полезная мощность составляет всего 20% от номинальной мощности. Этот тип батареи предназначен для подачи очень высокого тока в течение короткого периода времени (для включения стартера двигателя внутреннего сгорания), а в домашней электросети в течение многих часов требуется довольно меньший ток.

По этой причине тяговые батареи гораздо больше подходят для фотоэлектрической системы, используемой, в том числе, для привода электромобилей. Некоторые из них могут быть разряжены почти до нуля и способны пережить множество циклов зарядки и разрядки.

Аккумуляторы с повышенным ресурсом и устойчивостью к глубокому разряду можно заливать жидким электролитом - тогда они называются EFB. Отличаются от обычных тем, что в них используются более толстые пластины (электроды), армированные полиэстером. Все чаще используются аккумуляторы с загущенным электролитом – гелем, маркируются аббревиатурой HZY. Они безопаснее, потому что из них не вытекает едкая кислота. Они часто предлагаются как батареи, разработанные специально для фотоэлектрических установок. Не менее хороши для этого применения аккумуляторы со стекломатами, пропитанными электролитом - AGM, но они не так широко распространены из-за более высокой цены, а также очень хорошие, но значительно более дорогие никель-металлогидридные (NiMH), никелевые -кадмиевые батареи (NiCd) и литий-полимерные (LiPo).

Для покупки качественных гелевых аккумуляторов 12 В емкостью 100 Ач вам потребуется около 1000 злотых (для установки мощностью 1 кВт вам понадобятся аккумуляторы 12 В с полезной емкостью примерно 4000 Ач) .

Регуляторы заряда

Чтобы максимально использовать солнечную энергию и избежать потерь на зарядку аккумуляторов в фотоэлектрической системе, следует использовать современный зарядный контроллер (контроллер) на базе микропроцессорной техники, желательно с ранее описанной точкой максимальной мощности ( МПРТ) система управления. Задача этого устройства, в том числе, защитить систему от обратного тока, чтобы батареи не разряжались через фотоэлементы, когда они не работают.

Срок службы батареи продлевается за счет трехуровневого алгоритма зарядки с температурной компенсацией, используемого в некоторых регуляторах. Регуляторы имеют защиту от обратной полярности напряжения (подключение плюса и минуса), перегрузки по току, короткого замыкания и температурную защиту. Они могут работать с любым входным напряжением и автоматически распознают номинальное напряжение аккумуляторной системы. Они не допускают их перезарядки или чрезмерной разрядки.Есть регуляторы, оснащенные часами, управляющими работой приемников, что помогает максимально использовать солнечную энергию. За фирменный регулятор заряда с очень хорошими параметрами (КПД 99%) для фотоэлектрической установки мощностью до 3 кВт придется заплатить примерно 2,5 тыс. злотых. зл.

Категория:

Реконструкция