Эффективные алгоритмы работы гибридно-сетевой солнечной электростанции
Возобновляемая энергетика стремительно развивается во всём мире и в грядущие десятилетия станет основным источником энергии для человечества. Российский рынок микрогенерации также сильно меняется: организации, а также частные домохозяйства всё больше используют «зелёную» энергию, которая позволяет сократить расходы и увеличить рентабельность бизнеса.
Кроме положительных моментов, приведённых во вступлении к статье, с помощью ВИЭ возможно обеспечить энергоснабжение там, где нет промышленной сети или стать полностью автономным и, конечно же, сделать чище и сохранить для потомков нашу уникальную планету.
Для этого сегмента рынка компания «Микроарт Про» совместно с компанией «Умная энергия» разработали решение, позволяющее вывести на новый уровень эффективности выработку, накопление и использование солнечной энергии.
Что такое гибридно-сетевая солнечная электростанция?
Гибридные инверторы компании «Микроарт» МАП Hybrid и Dominator, а также новый инвертор МАП Titanator позволяют совместно с почти любым сетевым инвертором реализовать уникальный по функционалу и эффективности формат — гибридно-сетевую солнечную электростанцию (ГССЭ).
ГССЭ состоит из двух подсистем: гибридного батарейного инвертора с АКБ и сетевого инвертора с солнечными панелями. Подсистемы взаимодействуют между собой и каждый компонент выполняет свою задачу:
Такой формат оптимально подходит для небольших гибридных солнечных электростанций мощностью от 8–10 кВт. Для средних и крупных систем он является идеальным, выводя их возможности на совершенно новый уровень.
От обычной гибридной солнечной электростанции данное решение отличается тем, что вместо МРРТ-контроллера здесь используется сетевой инвертор.
Однофазные сетевые инверторы обычно имеют максимальное напряжение до 600 В, а трёхфазные — до 1000–1500 В. При этом их КПД достигает 98–9 9 %!
Следующий важный аспект — чем выше напряжение, тем меньшее сечение проводов требуется при той же мощности (то есть уменьшается стоимость расходных материалов и монтажа) и тем меньше будут потери на стороне солнечных панелей (Photovoltaics, PV).
Есть ещё один важный аспект в работе гибридной электростанции, связанный с её архитектурой. Для увеличения эффективности основная часть выработанной от солнца энергии должна сразу потребляться, а накапливаться — значительно меньшая часть. Сетевой инвертор преобразует постоянное напряжение солнечных панелей в переменное сетевое и сразу направляет его на потребление.
Также отметим, что гибридный инвертор менее эффективно, чем сетевой, «докачивает» энергию в сеть: в силу ряда особенностей устройства и работы гибридный инвертор всегда будет допускать большее потребление от сети (в ряде конфигураций потребителей — значительно большее), чем сетевой инвертор.
При большей же установленной мощности солнечных панелей использование сетевого инвертора становится выгоднее и по цене, причём чем выше мощность, тем больше окажется разница в цене.
Эффективные алгоритмы работы гибридно-сетевой солнечной электростанции | Архив С. О. К. | 2022 | №5
Подбор солнечного сетевого инвертора
Сетевыми (grid-tie) инверторами являются устройства, которые преобразовывают постоянное (DC) напряжение, полученное от возобновляемых источников энергии, в переменное (AC) и передают его напрямую в сеть 220 (или 380)В.
В основном бытовые электроприборы являются потребителями переменного тока.
Принцип работы сетевого инвертора состоит в перетекании тока, синхронизированного по частоте и фазе, при этом напряжение инвертора должно быть чуть выше напряжения в сети.
В целях безопасности сетевые инверторы оборудуются так называемой anti — islanding защитой: в случае выхода сети из строя, либо выхода уровней напряжения или частот за допустимые пределы, автоматический выключатель отключает выход от сети.
Сетевые инверторы промышленного назначения используют для передачи энергии от возобновляемых источников энергии в 3-х фазную сеть. В настоящее время для промышленного использования производят сетевые инверторы мощностью до нескольких сотен кВт.
Подбор сетевого инвертора для дома
Используя METER или EZMETER, сетевой инвертор измеряет отдаваемую мощность в питающую сеть и подстраивает генерацию энергии, в зависимости от установленного ограничения. Есть несколько компаний, которые имеют такие измерительные счетчики для использования с сетевыми инверторами т.к. GoodWe и Fronius.
Если же задачей является продажа в сеть по «зеленому» тарифу и заработок, то сетевой инвертор необходимо подбирать по следующим параметрам:
- Мощность инвертора не больше разрешенной мощности (можно повысить до 30 кВт);
- Потребляемая домовой нагрузкой электроэнергия должна быть не больше генерируемой солнечными батареями и выдаваемой сетевым инвертором;
- Инвертор должен быть сертифицированным;
- Инвертор должен быть смонтирован организацией имеющей лицензию на строительство объектов 4 и 5 категории сложности.
Для солнечных станций под «зеленый» тариф можно использовать:
При постройке солнечной электростанции выберайте не только оборудование, но и компанию которая смонтирует этот инвертор, введет станцию в эксплуатацию и будет нести гарантийные обязательства перед своими клиентами. Обращайте внимания на наличие реализованных объектов.
Инвертор для солнечных батарей: виды солнечных инверторов, их особенности
Плюсы и минусы преобразователей со встроенным контроллером
- возможность параллельной работы в системах с разным напряжением;
- управление выходным напряжением — можно переключаться между линейным и фазным;
- тихая работа;
- экологичность — прибор не выделяет вредные вещества при работе;
- простота монтажа — встроенный контроллер заряда исключает необходимость установки ещё одного устройства;
- компактность — корпус большинства моделей не больше современного кондиционера.
- обязательное питание через внешнюю электросеть. Если в ней нет напряжения, преобразователь не будет работать исключительно на альтернативном источнике энергии;
- полная разрядка аккумуляторов вызовет сбой всей электросистемы владельца;
- выход из строя отдельно контроллера или преобразователя вынуждает владельца заменить устройство целиком, а это дорого.
Подбор солнечного сетевого инвертора
- внешней электросети. Перед внешней сетью устанавливают счётчик; ;
- аккумуляторам. Если они заполнены, встроенный микроконтроллер перенаправляет энергию от модуля во внешнюю электросеть;
- домашней электросети, откуда получают питание бытовые приборы.
Особенности подключения
При подключении следует устанавливать преобразователь ближе к панелям, а уже после «тянуть» электропроводку с показателем U в 220 В. Длина провода при этом не должна превышать 3 м.
При мощности инвертора выше 500 Вт должно быть использовать жесткое подключение — в целях обеспечения надежного контакта. При слабом контакте повышается вероятность возникновения «искры» и последующего пожара.
При использовании преобразователей автономного типа в условиях БП (сети бесперебойного питания) наличие предохранителей, которые автоматически сработают при перегрузке, должно быть обязательным.
Устройства с модифицированным синусоидальным сигналом — самые ходовые для гелиосистем. Однако, если в доме находится большое количество высокочувствительных агрегатов, им необходим «чистый синус», благодаря которому опасность их выхода из строя будет минимальна.
Выбор преобразователя для гелиосистемы — задание нелегкое. Особенно в условиях массового потребления, когда незадачливым покупателям часто предлагаются дешевые модели низкого качества. Зная основы, благодаря которым можно научиться разбираться в некоторых тонкостях, можно не ошибиться в выборе и приобрести качественный инвертор, который будет служить годами.
