Växelriktare för solpaneler: typer av enheter, modellöversikt, anslutningsegenskaper

Solsystem utvecklas i enorm takt över hela världen. Internationella energiorganet påpekade i sin årliga rapport att antalet idrifttagna solkraftverk 2016 för första gången överträffade antalet kolkraftverk.

Hjärtat i solenergisystemet är växelriktaren för solpaneler, vars uppgift är att omvandla likström till växelström. Vi berättar hur du väljer den optimala enheten och installerar den på rätt sätt. Med våra rekommendationer kan du bygga ett felfritt fungerande minikraftverk.

Typer av växelriktare för solpaneler

Utan växelriktare är energin som solsystemet producerar helt oanvändbar för hushållsbehov. Det finns tre typer av växelriktare beroende på användning:

• fristående;
• nätanslutna;
• multifunktionella.

Växelriktare av den första typen har beteckningen "off grid". De är anslutna till solmodulen, är en del av ett fristående fotovoltaiskt system och har ingen kontakt med det externa elnätet. Deras effekt varierar mellan 100 och 8000 W.

Synkrona eller nätanslutna växelriktare fungerar synkront med det centrala elsystemet. Växelriktare med beteckningen "on grid" fungerar inte bara som omvandlare utan korrigerar också nätparametrar som amplitudvariationer, frekvens och annat.

Om det blir problem i det yttre nätet kopplas växelriktaren automatiskt bort. Sådana växelriktare lagrar el i batterier.

Om den totala effekten för hushållsapparaterna är lägre än solcellsanläggningens kapacitet matas överskottselen ut på det yttre elnätet. Om effekten inte räcker till för normal drift hämtas kompletterande ström utifrån.

Växelriktarens parametrar på växelströmssidan bestäms utifrån den totala effektförbrukningen hos alla apparater som är anslutna till konsumentens elnät. På likströmssidan väljs växelriktaren utifrån solpanelernas märkeffekt.

Vid spänningsbortfall matas strömmen från ett laddat batteri. Om inga batterier ingår i systemet matas den el som solcellsanläggningen producerar ut på det allmänna elnätet.

Nätanslutna fotovoltaiska växelriktare utnyttjar energin från solpanelerna med hög effektivitet. De garanterar en stabil elförsörjning och kännetecknas av en hög verkningsgrad som överstiger 90 %.

Hybrid- eller multifunktionsväxelriktaren är pålitlig utrustning. Den kombinerar egenskaperna hos de två första omvandlarna och har många inställningsmöjligheter. Det är det bästa valet för en hemsolcellsanläggning, men också den dyraste.

Alla befintliga solväxelriktare delas in i typer även efter utspänning. Beroende på denna parameter är de sinusformade eller fyrkantsvågsformade. Eftersom den förstnämnda har en utspänning nästan densamma som elnätet, är det ett bra alternativ när det finns hög känslig utrustning i hemmet.

En konstant spänning är en garanti för säkerhet för hushållens elektriska utrustning. Grafiskt visas signalformen vid utgången av en sådan sinusformad växelriktare som en ren sinusvåg.

När utrustningen är i drift är den bästa fyrkantsvågsformen en ideal sinus. Detta är särskilt viktigt för telekommunikationsapparatur, medicinteknik, högprecisionmätinstrument, så trots det höga priset på komplexa växelriktare finns det inga andra alternativ i detta fall. Tillverkarna anger information om utgångssignalens form i dess specifikationer.

Fyrkantsvågs- eller icke-sinusformade omriktare, till skillnad från sinusformade, har en utsignalgeometri i form av rektangulära pulser, så kallad modifierad sinus. Växelriktare av denna typ kan inte användas för vissa typer av laster, men de är fullt lämpliga för apparater som använder aktiv effektkomponent.

Urvalskriterier för växelriktaren

När man väljer en sådan komponent i solsystemet som en växelriktare är inte bara utsignalens geometri viktig, utan också dess effekt. Experter rekommenderar att man utrustar solpaneler med omriktare vars märkeffekt är 25–30 % högre än den totala effekten som finns i hemmet.

Man måste också ta hänsyn till den belastning som uppstår när flera apparater med hög starteffekt slås på samtidigt.

Ytterligare ett kriterium vid val av växelriktare är dess verkningsgrad, som bestämmer energiförluster i medföljande processer. Beroende på modell har den olika värden, inom intervallet 85–95%. Det optimala valet är en verkningsgrad på minst 90%.

Växelriktare finns både enfasiga och trefasiga. De förstnämnda har lägre kostnad, men deras val är motiverat när effektförbrukningen är mindre än 10 kW. Deras spänning är 220 V och frekvens 50 Hz. Trefasiga växelriktare har ett bredare spänningsområde — 315, 400, 690 V.

Tillverkare av kvalitetsutrustning utrustar sina produkter med utgångstransformatorer. Det finns ett samband mellan växelriktarens vikt och dess tekniska egenskaper — om varje kg av dess massa motsvarar 100 W effekt, så ingår transformatorn i dess krets.

Antalet växelriktare i systemet kan variera. I denna fråga bör du följa följande rekommendationer: om solpanelernas effekt inte överstiger 5 kW räcker en växelriktare för systemet. För batterier med högre effekt kan det behövas 2 eller fler växelriktare. Optimalt är en växelriktare per 5 kW.

För drift i ett nät som kombinerar standardel och energi från solpaneler används hybridväxelriktare. Vår rekommenderade artikel informerar om deras konstruktion och regler för val.

Växelriktarna kan skilja sig åt i kretsar, utsignalens geometri och andra avgörande parametrar. Vissa växelriktare är utrustade med laddare. Om en växelriktare går sönder slutar inte systemet att fungera.

Egenskaper vid anslutning av växelriktaren

Effektiviteten i hela solsystemet beror på korrekt anslutning av solväxelriktaren. Huvudregeln är att kabeln som överför likström ska ha minsta möjliga längd och största möjliga tvärsnitt.

Om förbrukaren är långt från solcellerna bör du förlänga elkabeln som transporterar 220 V växelström. Längden på kabeln mellan växelriktaren och solpanelen ska vara högst 3 m.

Bäst är om växelriktaren placeras nära solpanelen. Särskilt strikta villkor gäller vid anslutning av växelriktare med effekt över 0,5 kW.

Anslutningarna måste vara ordentligt åtdragna, eftersom en för lös anslutning orsakar gnistbildning som kan leda till brand. Vid installation av en autonom växelriktare för att säkerställa oavbruten elförsörjning till anläggningen ska likströmskretsen vara utrustad med automatiska brytare.

Bästa lösningen vid anslutning av växelriktaren är att använda hybridkoppling både för likström och växelström. Principen bygger på en särskild ordning för att slå på växelriktaren. Den slås på av styrenheten för solpaneler efter att batterierna är laddade.

Denna lösning förbättrar utrustningens kvalitet. I regioner där elen ofta stängs av, eller i hus i områden med mycket molnigt väder, fungerar detta alternativ mycket effektivt.

Översikt över växelriktarmodeller

Växelriktare för solpaneler tillverkas av många producenter, både inhemska och utländska. All utrustning har olika egenskaper, kvalitetsnivåer, egna funktioner och tekniska möjligheter.

Växelriktare från inhemsk tillverkare

Ett brett sortiment av dessa produkter med effekt 800–1200 W tillverkas av den ryska tillverkaren MAP Energi.

Företaget tillverkar flera serier av växelriktare:

1. Sinusformade växelriktare med ren sinusvåg – MAP SIN.
2. Sinusomvandlare med funktion för att extrahera ytterligare energi från batterier — MAP HYBRID.
3. Trefasinvertrar — MAP HYBRID 3 faser.

Invertrar som tillverkas av detta företag kan ladda alla typer av batterier. För detta har de en laddare med hög effekt.

Företagets prestation är en inverter med rekordeffekt — 20 kW, som tål den högsta belastningen på 25 kW. Denna modell kan ge pålitlig strömförsörjning till ett stort bostadshus med många apparater.

MAP Energi-invertrar används inte bara i privata hushåll utan även i många industrigrenar. De används inom medicin, byggande, på väderstationer.

Conext-växelriktare från Schneider Electric

Det franska företaget Schneider Electric tillverkar invertrar med höga prestandaegenskaper som gör att de kan användas i olika klimatförhållanden.

Höljets beläggning med hög korrosionsbeständighet gör att den klarar saltspraytest. De är avsedda för solpaneler installerade både på tak av privata villor och flerfamiljshus.

Tillverkaren testar utrustningens tillförlitlighet med olika metoder och tester. I konstruktionen av Conext-invertrar finns inga elektrokemiska kondensatorer, vilket garanterar lång livslängd.

Conext-invertrar har, även vid maximal belastning, en verkningsgrad på 97,5%. Vissa modeller är utrustade med en fördelningsenhet, så det behövs inte montera en extern elcentral.

Stort sortiment gör det möjligt att välja lämplig modell för solsystem med effekt på 3–20 kW.

Växelriktare från TBS Electronics

Detta holländska företag, som funnits på marknaden sedan 1996, tillverkar både lågeffekts- och kraftfullare sinusomvandlare för solpaneler Poversine med nominell effekt från 175 till 3500 W.

På bilden en professionell inverter modell Powersine PS3500-24. Den kan användas för att säkerställa oavbruten strömförsörjning till värmepannor, pumpar, datorer och andra små laster. Den är utrustad med pålitlig elektronik, mycket robust metallhölje.

Powersine-serien kännetecknas av en mycket ren sinusvåg vid utgången, så användning av dessa växelriktare garanterar korrekt och långvarig drift av högkänsliga apparater. Utrustningen är utrustad med skydd mot kortslutning, temperaturtoppar och överbelastning. Med dessa växelriktare kan man starta laster upp till 500 V med en startkraft som är tiotals gånger högre än den nominella.

Nätanslutna växelriktare från Kostal

Företaget tillverkar innovativa högkvalitativa växelriktare med effekt från 1,5 till 20 kW, både enfas och trefas. Konstruktionen inkluderar en automatiskt utlösande växelströmbrytare, MPP-spårare, monitor, S0-räknare och många andra funktioner i grundutförandet. Allt detta gör det möjligt att integrera växelriktaren i ett 'smart hem'-system.

Kostal växelriktare är enkla både att använda och installera. Den inbyggda panelen är informativ och tydlig och gör det möjligt att övervaka dess drift.

Tack vare den höga kvaliteten på höljesmaterialet kan omvandlaren installeras både utomhus och inomhus. Montering sker i Europa, så kvaliteten motsvarar europeiska standarder. Tillverkarens garanti är 5 år.

ABi-Solar-växelriktare från Taiwan

Dessa växelriktare, tillverkade i Taiwan, finns på vår marknad i form av serie SL/SLP av autonoma omvandlare, hybridväxelriktare för både fristående och nätanslutning (NTR), samt en serie NT-hybrider.

De autonoma omvandlarna är utrustade med laddningsregulatorer från solpaneler. Denna utrustning har en trippelfunktion – den fungerar som växelriktare, regulator och laddare.

Konstruktionen inkluderar en LCD-display som gör det möjligt att övervaka solsystemets huvudparametrar. Verkningsgraden för SL/SLP-växelriktarna är cirka 93%. I SLP-modellerna finns dammskydd.

Till budgetvarianten hör växelriktaren från den nya serien ABi-Solar HTP. Den fungerar endast med ett batteri. Särskilt populär är NT-serien, som inkluderar hybridväxelriktare för en- och trefas, utmärkta för sin utmärkta byggkvalitet.

Omvandlarna SL0912 och SL1524 är också budgetmodeller. De fungerar i två lägen – som hushållsavbrottsfri strömförsörjning och med solpaneler. De har två spänningshållningslägen: från 180 till 260 V och från 100 till 300 V.

Det andra läget gör det möjligt att öka batteriernas drifttid genom att de används mindre, men kan endast driva utrustning som inte är särskilt känslig för elkvaliteten.

ABi-Solar SL 1012 PWM växelriktare har en effekt på 800 V. Utgångsströmmen har en omodifierad sinusvåg. Den kan användas för att realisera elenergi från solpaneler enligt 'grön' tariff.

ABi-Solar växelriktare gör det möjligt att öka batteriernas arbetstemperaturområde och automatisera laddnings- och urladdningsprocessen.

Nätanslutna växelriktare från GoodWE

Detta kinesiska företag tillverkar nätväxelriktare med olika effekter och levererar dem till marknaden till lågt pris. Med växelriktaren medföljer ett speciellt program som gör det möjligt att beräkna solsystemet med hänsyn till solpanelernas placering i förhållande till väderstreck och andra riktmärken.

Det finns möjlighet att övervaka omformarens arbete via en surfplatta eller smartphone, men först måste du installera en speciellt avsedd app baserad på operativsystemet Android.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Här berättar en chef från det säljande företaget om principerna för att välja växelriktare:

I den här videon tas frågan om anslutning av växelriktaren upp:

En fotovoltaisk nätväxelriktare, som en oumbärlig del av solsystemet, ger fullständigt oberoende från centraliserad elförsörjning och stigande energipriser.

”Smarta system” som inkluderar en nätomformare gör energiförbrukningsprocessen tillgänglig, pålitlig och kontrollerbar. Samtidigt störs inte komforten i hemmet.

Vill du berätta hur du byggde ditt eget mini-kraftverk med växelriktare för solpaneler? Har du värdefull information om ämnet som kan vara till nytta för besökare på webbplatsen? Skriv gärna kommentarer i blocket nedan, publicera bilder och ställ frågor.