Grid tie инвертор: Что такое сетевые grid-tie инверторы для солнечных батарей

Что такое сетевые grid-tie инверторы для солнечных батарей

Инвертор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

В тех районах, где осуществить подключение к централизованной электросети проблематично или нецелесообразно, особенно в солнечных регионах, – люди нередко прибегают к использованию в своих частных хозяйствах солнечных батарей. Они преобразуют энергию солнечного излучения в электричество, и таким образом позволяют потребителю получать электроснабжение для собственных нужд независимо от государственной электросети.

Но в силу того, что выработка электричества происходит на солнечных батареях неравномерно (в разное время суток, а также в зависимости от облачности и от текущих климатических условий), получаемую энергию человеку приходится все время накапливать в аккумуляторных батареях большой емкости. Такие батареи стоят дорого, к тому же срок их службы ограничен.

Свинцовые аккумуляторы проработают в такой системе лет 5, а литиевые — лет 10, но и стоят они в 5 раз дороже свинцовых. Таким образом, в конечном итоге именно аккумуляторы повышают реальную стоимость электроэнергии, вырабатываемой на солнечных батареях.

На практике оказывается, что срок окупаемости системы солнечных батарей с аккумуляторами и инвертором не оправдывает ее применение, и куда выгоднее было бы все же провести обычную сеть, подключиться как все, и получать электричество от обычной электростанции.

А возможно ли свою систему солнечных панелей вообще избавить от аккумуляторов, но при этом пользоваться всеми благами, какие она может дать? В принципе возможно. Для этого необходимо будет просто все время подавать генерируемую солнечными батареями электроэнергию в общую сеть, где вообще-то она всегда и нужна.

Когда на дворе ночь, владелец солнечных панелей по мере необходимости получал бы электричество от общей энергосети, а днем — подавал бы избыток выработанной у себя на солнечных батареях электроэнергии в сеть, и таким образом его солнечные батареи всегда оставались бы при деле, а он и его хозяйство — при электричестве. Достаточно установить сетевой Grid-tie инвертор.

Допустим, частная система солнечных батарей ее владельца за месяц подала в сеть 360 кВт-ч электроэнергии, но за этот же месяц из общей энергосети данным хозяйством было взято 300 кВт-ч. Это значит, что баланс в пользу нашего человека составил 60 кВт-ч, которые он отдал сверх того, что потребил.

Значит в принципе, в следующем месяце электроснабжающая компания может вернуть ему эти 60 кВт-ч без взимания за них какой-то платы, либо компания сама может заплатить за них данному человеку. В США так и делают: заключается договор между хозяином солнечных батарей и распределительной компанией, к системе устанавливается соответствующий всем требованиям Grid-tie инвертор, и всем хорошо.

Что же представляет собой Grid-tie инвертор? Grid – сеть, tie – связанный. Связанный с сетью инвертор. Вообще инвертор, в обычном понимании, — это устройство, преобразующее постоянный электрический ток в переменный ток стандартного для сети напряжения и частоты — 240 вольт 50 Гц или 120 вольт 60 Гц.

Но Grid-tie инвертор, в отличие от обычного инвертора, включается не между аккумуляторной батареей и потребителем, а между местным источником электроэнергии, которым может выступать небольшая солнечная электростанция, и электросетью.

Данный инвертор во время своей работы чутко следит за частотой и фазой синусоидального сетевого напряжения, чтобы адекватно и с высокой точностью во времени подавать электричество в данную сеть. Для этого инвертор обязан поддерживать свое выходное напряжение чуть-чуть выше текущей величины напряжения в сети, а опережение по фазе не должно превышать 1 градус по отношению к сетевому.

Управление Grid-tie инвертором осуществляет микропроцессор, который в режиме реального времени отслеживает частоту, форму и фазу сетевого напряжения, и тут же, в режиме реального времени, обеспечивает подачу переменного синусоидального напряжения соответствующей частоты и главное — фазы, при этом обеспечивая адекватный баланс реактивной мощности, в зависимости от характера нагрузки, создаваемой подключенными в данный момент потребителями.

Так в сети не возникает ни перенапряжений, ни перегрузок. Если же в централизованной сети по какой-то причине пропадет напряжение, то микропроцессор инвертора мгновенно инициирует отключение от сети (это требование Национального электрического стандарта США), чтобы электросеть по крайней мере точно оставалась обесточенной на время проведения ремонтных работ обслуживающим персоналом.

Практически такой инвертор, будучи однажды правильно установлен, не требует в будущем никакого обслуживания, и, что более важно, – не требует накопительной батареи.

Grid-tie инверторы бывают трансформаторными (с НЧ-трансформаторами) и высокочастотными (используются трансформаторы и дроссели меньших габаритов).

Низкочастотные трансформаторные инверторы сразу генерируют электроэнергию подходящую для подачи в электросеть. Высокочастотные сначала преобразуют низковольтное постоянное напряжение в высокочастотное импульсное напряжение, затем импульсный ток выпрямляют, и только после — подают в сеть с соответствующей низкой частотой и фазой. Бестрансформаторные инверторы (без гальванической развязки) небезопасны.

Ранее ЭлектроВести писали, что в селе Дмитровка Черниговской области предприниматель и радиолюбитель Анатолий Савченко установил солнечную электростанцию мощностью 8 кВт и за первые две недели, благодаря продаже электроэнергии по «зеленому» тарифу, заработал 4000 гривен.

По материалам: electrik.info.

использование grid-tie инвертора / Хабр

Привет geektimes. В предыдущей части было рассказано о тестировании контроллера заряда. Днем батарея заряжается, вечером или ночью накопленный заряд можно использовать. Ту систему можно считать законченной, что-либо принципиально новое добавить в нее уже сложно. Все работает, текущей емкости батареи в 12ач хватает для вечернего освещения комнаты светодиодной лентой и зарядки разных гаджетов. Все работает, однако есть и недостатки:

— Аккумуляторные батареи — достаточно дорогой и не совсем долговечный компонент.
— Накопленную энергию банально некуда девать. За все время я ни разу не разряжал батарею более чем на 50%.
— В солнечный день уже утром к 9-10 утра батарея полностью заряжена, соответственно, солнечные панели простаивают впустую.

В итоге, настала очередь протестировать следующий, более современный и широко используемый подход — отдачу электроэнергии непосредственно в электросеть. Технология весьма актуальна, т.к. устраняет все вышеприведенные недостатки — электроэнергия отдается в домашнюю электросеть и потребляется другими устройствами.

Как это работает, подробности под катом. Желающие также могут просмотреть краткую видеоверсию в youtube.

Grid tie инвертор

Схема подключения инвертора к электросети очень проста:

По сути grid tie не сильно отличается от обычного преобразователя 12-220В, хотя есть несколько существенных отличий:

— grid tie синхронизируется с периодами сетевого напряжения,
— grid tie автоматически прекращает выработку, если сеть отключается (из соображений безопасности, например если сеть обесточили для ремонта),
— grid tie может использовать технологию MPPT (maximum power point tracking) и находить точку отдачи максимальной мощности для солнечных панелей.

Чем в итоге удобно использование grid tie?
— Уменьшаются счета за электричество: потребление дома от городской сети уменьшается на величину, соответствующую выработке инвертора.
— Уменьшается нагрузка на городскую электросеть.
— Система проста в подключении и эксплуатации.

На рынке есть 2 вида инверторов:

— «Стандартные» (название условно), которые ставятся в доме, и к ним подается напряжение от панелей. Мощность может варьироваться от 250Вт до нескольких киловатт, цена вопроса от 60$ до 6000$.

— Микроинверторы. Ставятся прямо на панель, таким образом прямо с панели получается сетевое напряжение 220В. Способ удобен тем, что не нужно тянуть толстые провода низкого напряжения, ну и надежность системы в целом получается выше.

Система легко параллелится и расширяется, примерно так:

В общем, все это достаточно интересно чтобы протестировать.

Тестирование

Перед тестированием «балконной» системы выявилась одна проблема — инверторов для такого малого масштаба просто не производят. Типичные параметры grid tie инвертора — мощность от 250Вт и напряжение панелей 22-65 или 45-90В. У меня же 2 параллельно соединенные солнечные панели по 50Вт давали 12-21В. Наконец, после поисков на ebay была найдена практически единственная модель с длинным названием 500W MPPT Micro Grid Tie Inverter 10.5-28V. Слово «micro» тут явно маркетинг, т.к. возможности крепления на панели не предусмотрено. Инвертор выглядит примерно так (фото со страницы продавца).

И собственно, тестирование. Все просто, инвертор подключается в розетку через ваттметр, который удобен для оценки показаний. Солнечные панели выходят на восточную сторону, и уже в 9 утра при солнечной погоде выработка составила 30Вт.

Все хорошо, я только успеваю порадоваться «до чего техника дошла», как слышу весьма громкий шум — в инверторе включился кулер. На габаритах инвертора китайцы сэкономили, и высокооборотный 40мм кулер дает такой шум и свист воздуха, что его слышно в соседней комнате. Конечно, в идеале обороты кулера должны были бы регулироваться в зависимости от температуры инвертора, но в моем случае это не работало. Т.к. использовать инвертор на полную мощность 500Вт я не планирую, то просто заказал другой, менее шумный кулер, которого для 100-200Вт вполне должно хватить.

Кстати, внутренности инвертора выглядят так:

Вот так нагреваются его части во время работы, температура компонентов до 40 градусов:

Это в принципе немного, с другой стороны, и мощность всего лишь 1/10 от максимальной. Было бы интересно проверить его нагрев при полных 500Вт, но такой возможности нет.

Другой недостаток проявился вечером, когда солнечные панели дают мало энергии — инвертор пытается включиться, загорается светодиод, но напряжение панелей от нагрузки проседает и он выключается, затем процесс повторяется снова. Вряд ли такие включения-выключения полезны для электронных компонентов, с другой стороны, ничего сильно страшного тут в принципе нет. Разработчики могли бы предусмотреть более интеллектуальный способ отключения инвертора, с другой стороны, это самая дешевая модель на рынке, да и работа от 100Вт панели для 500-ваттного инвертора не является штатной.

Итог: судя по ваттметру, целиком за солнечный день в сеть со 100-ваттной панели было отдано 0.25КВт*ч. В ценах на электричество желающие могут пересчитать сами, как и срок окупаемости инвертора (его цена около 80$). Пиковая мощность, зафиксированная ваттметром, составила 65Вт, а средняя мощность в утреннее время (панели направлены на восток) 30-40Вт. (Теоретически, со 100-ваттной панели можно получить 80-90Вт мощности, если развернуть ее более правильным образом и использовать более толстые провода).

Следующий день был пасмурным с дождем, и инвертор вполне ожидаемо, не запустился вообще. Он пытался включиться утром каждые 5 секунд, запуская при этом кулер, и «вззз-вззз» было слышно по всей комнате. В общем, с таким инвертором будильник по утрам точно не нужен. Хотя это не проблема инвертора как такового — во-первых, 500-ваттный инвертор просто не рассчитан на использование 100-ваттной панели, во-вторых, он не предназначен для установки в комнате.
Когда дождь закончился и небо относительно прояснилось, инвертор запустился, отдаваемая в сеть мощность составила около 12Вт.

Заключение

Технология grid tie работает, почти как ожидалось, даже с небольшими панелями балконного размера. «Почти», т.к. мощности панелей недостаточно для работы инвертора на полную мощность. В то же время, даже в таком виде инвертор работает, отдавая в сеть энергию уже при 10-20Вт выработки. Для моих балконных панелей пиковая мощность, зафиксированная ваттметром, составила 65Вт, а средняя в утреннее и солнечное время суток примерно 30-40Вт.

В ясный солнечный день в сеть со 100-ваттной панели было отдано 0.25КВт*ч. Кстати, 0.25КВт*ч это много или мало? Этого достаточно для 15 минут работы микроволновки, 30 минут работы компьютера, 24 часов работы светодиодной лампы или 2-3 использований небольшого электрического чайника.

Однако показанный выше инвертор я не могу рекомендовать для балконной установки — лучше брать микро-инвертор, не содержащий кулеров, ну и мощность панелей должна составлять не менее 200Вт при напряжении 20-40В.

PS: C отдачей электроэнергии в сеть есть еще один интересный вопрос — что будет если суммарная выработка панелей больше, чем потребляемая мощность?

Ответ не так прост как кажется, тут есть 2 варианта.

Если установлен обычный счетчик, то он просто считает энергию «по модулю», так что излишки энергии уйдут в общедомовую сеть к соседям, а счетчик просуммирует ее как потребленную — за отданную соседям энергию еще и придется заплатить (что конечно обидно).

Современные счетчики умеют считать «экспорт» и «импорт» электроэнергии, эти пункты показаний есть отдельно в меню. В идеале, это должно учитываться при платежах и расчетах. Увы, возможность экспорта энергии в сеть в РФ пока что официально отсутствует. В Европе такая возможность разумеется, есть. Из стран СНГ реализация электроэнергии доступна в Армении, Украине, Казахстане и Белоруссии. Поэтому устанавливая grid tie инвертор, нужно либо рассчитывать мощность так, чтобы вся она потреблялась домашними устройствами, либо устанавливать дополнительный модуль (grid tie limiter), предотвращающий отдачу в сеть если она больше потребляемой.

В России решить вопрос с экспортом электроэнергии обещали в 2018 году, как оно будет, пока неизвестно. Очевидно, что из всех проблем, это не самая насущная в стране, так что быстрого решения вопроса не предвидится. Пока что, как подсказывает гугл, в России есть только один дом, владелец которого в частном порядке оформил возможность экспорта энергии в сеть, но это скорее исключение. В случае балкона, о реализации излишков речи конечно не идет, но даже 50-100 ватт энергии вполне могут пригодиться для компенсации работы WiFi-роутера или мини-сервера, не говоря уже о холодильнике.

Следующей в очереди на тестирование стоит батарея ионисторов, которую планируется использовать для накопления электроэнергии. Что из этого получится, я не знаю сам. Также планируется выложить на youtube видеодемонстрации работы системы, но это занимает больше времени чем планировалось.

Продолжение следует.

Grid-Tie Inverters — инверторы и оптимизаторы — бытовые

Toggle Nav

Поиск

Поиск

Сетевая связь (сетевая связь) Фотоэлектрические системы состоят из солнечных панелей и сетевого инвертора без батарей. Солнечные панели питают специальный инвертор, который преобразует постоянное напряжение, поступающее от солнечных панелей, непосредственно в мощность переменного тока для согласования с сетью. Любая мощность, производимая солнечными панелями, вычитается из того, что вы используете от энергетической компании. Если вы производите больше энергии, чем используете, она возвращает все излишки обратно в сеть. В этом разделе представлены все солнечные инверторы для сетевых систем. Обычно у нас есть микроинверторы Fronius, Sunny Boy и Enphase, но мы также предлагаем Xantrex, PV Powered и все другие основные бренды. Микроинверторы Enphase представляют собой одну панель, работающую по принципу «подключи и работай», и могут быть установлены как один блок или в больших массивах. В этот раздел не включены аккумуляторные «сетевые интерактивные» инверторы производства Outback Power и Xantrex. Смотрите раздел инвертора на основе батареи для тех.

Позиции 1-20 из 63

Показывать

8 16 20 32 Все

на страницу

Сортировать по Позиция наименование товара Цена Установить нисходящее направление

Позиции 1-20 из 63

Показывать

8 16 20 32 Все

на страницу

Сортировать по Позиция наименование товара Цена Установить нисходящее направление

Магазин по

Варианты покупок

Напряжение контроллера

1. 48 Вольт 3 элемент

Частота переменного тока

1. 50 Гц 21 элемент
2. 60 Гц 61 элемент

Входное напряжение батареи

1. 24 Вольта 2 элемент
2. 48 Вольт 17 элемент

Тип контроллера

1. МПРТ 7 элемент

Магазин Все – Сетка – Инверторы

Сортировать по: Избранные товарыСамые новые товарыЛучшие продажиОт A до ZZ до ABПо обзоруЦена: по возрастаниюЦена: по убыванию

• Распродажа

  Сетевой инвертор Growatt 11,4 кВт | MIN11400TL-XH-US

  Характеристики: Передовая сетка-галстук: Номинальная выходная мощность 11400 Вт Высокое входное напряжение 550 В постоянного тока (макс. PV 22800 Вт!) 4 МПП Тр

  Цена по прейскуранту: $1596,00

  Ваша цена: $1496,00

• Распродажа

  Сетевой инвертор Growatt 10 кВт | MIN10000TL-XH-США

  Характеристики: Передовая сетка-галстук: Номинальная выходная мощность 10000 Вт Высокое входное напряжение 550 В постоянного тока (макс. PV 20000 Вт!) 4 МПП Тр

  Цена по прейскуранту: $1 399,00

  Ваша цена: 1 299,00 долларов США

• Распродажа

  Сетевой инвертор Growatt 7,6 кВт | МИН 7600 XH-США

  Характеристики: Передовая сетка-галстук: Номинальная мощность 7600 Вт. Высокое входное напряжение 550 В постоянного тока! 3 трекера MPP, 2 строки

  Цена по прейскуранту: $1149,00

  Ваша цена: $1049,00

• Распродажа

  Сетевой инвертор Growatt 6 кВт | МИН 6000TL-X

  Этот инвертор представляет собой сетевой инвертор с КПД 98,4%, соответствующий стандарту UL 1741, с дистанционным контролем.