Схема підключення гібридного інвертора – основні варіанти та помилки

Гібридний інвертор є ключовим елементом систем, що відносяться до альтернативних джерел енергії. Це пристрій, який забезпечує ефективну та стабільну роботу систем. Він використовуються як в будинках чи квартирах, так і на комерційних об'єктах.

Існує певна схема підключення гібридного інвертора. Для уникнення проблем під час роботи та запобігання критичних ситуацій в системі, монтаж повинен проводитись кваліфікованими спеціалістами з використанням якісного обладнання та на основі точних інженерних розрахунків потужності.

Система з гібридним інвертором, що в неї входить

Системи з гібридним інвертором мають кілька ключових елементів. Вони призначені для забезпечення автономного, стабільного та ефективного електроживлення будинків, квартир, офісів чи підприємств.

1. Гібридний інвертор. Є основним елементом енергосистеми (наприклад, сонячної електростанції). Він є багатофункціональним приладом, що поєднує в собі функції мережевого та автономного інверторів та вміє працювати одразу з кількома джерелами енергії. За допомогою гібридного інвертора постійний струм від сонячних панелей перетворюється у змінний струм, що живить електроприлади. Крім того, він потрібен для автоматичного перемикання джерела живлення, керування зарядом акумуляторів та контролю за роботою всієї енергосистеми.

2. Сонячні панелі призначені для вироблення електричної енергії, перетворюючи сонячне світло в постійний струм.

3. Акумулятор (або акумуляторний блок). Призначений для накопичення надлишку виробленої електроенергії для подальшого її використання. Таким чином, електрикою можна користуватись не тільки вдень, а й ввечері, при недостатній генерації сонячних панелей чи під час аварійних/планових відключень.

4. Електромережа. Централізована використовується в якості резервного чи додаткового джерела живлення. При недостатній генерації сонячної енергії чи заряду акумуляторів, система бере енергію з електромережі автоматично.

5. Резервні навантаження. Призначені для підключення електроприладів (побутова техніка, системи безпеки, котли опалення та інші), що повинні працювати під час відключення світла.

6. Автоматика захисту. Використовується для захисту обладнання від перевантажень чи перепаду напруги, коротких замикань та інших аварійних ситуацій.

7. Автоматичне введення резерву (АВР). В разі використання АВР застосовується для перемикання між джерелами живлення в автоматичному режимі. Якщо напруга в основній мережі зникає, система переводить живлення на генератор чи акумулятор без допомоги користувача.

8. Генератор. Якщо він передбачений системою, то підключення використовується в якості резервного джерела енергії під час відсутності сонячного світла чи тривалих відключень.

Підключення гібридного інвертора дозволяє створити надійну енергонезалежну систему. Гібридні інвертори та інше сучасне обладнання від провідних виробників для облаштування сонячних електростанцій, мають офіційну гарантію.

Базова схема підключення гібридного інвертора

Робота здійснюється в декілька етапів:

1. Сонячні панелі виробляють електроенергію, яка передається на гібридні інвертори для сонячних батарей.

2. Гібридний інвертор перетворює струм, забезпечуючи живлення будинків або резервних ліній.

3. Якщо кількість виробленої енергії більша, ніж потрібно споживачам, її надлишок використовується для зарядки акумулятору.

4. При відключенні електромережі система переходить на живлення від акумуляторів автоматично.

5. Гібридний інвертор, якщо електромережа доступна, може використовувати одночасно як сонячну енергію та акумулятор, так і електромережу. Робота в змішаному режимі максимально підвищує ефективність функціонування всієї системи.

Мал.1. Блок-схема роботи системи

Схема підключення гібридного інвертора до мережі

Схема підключення гібридного інвертора до мережі в теорії має за мету пояснити логіку роботи.

1. Мережа забезпечує електроенергію для живлення споживачів, коли її не вистачає від сонячних панелей або АКБ.

2. При недостатній сонячній генерації чи повній її відсутності, система застосовується для заряджання акумулятора – в якості додаткового джерела для накопичення запасу енергії.

3. Перемикання між джерелами енергії дозволяє системі обрати найкращий варіант, в залежності від умов (сонячна енергія, мережа або акумулятор).

4. При недостатній кількості сонячної енергії для задоволення потреб поточного споживання, система працює та забезпечує безперервне живлення.

Підключення гібридного інвертора до мережі застосовується в якості резервного та допоміжного елементу роботи енергосистеми.

Мал.2. Блок-схема роботи системи з генератором

Схема підключення гібридного інвертора до будинку

Для ефективного функціонування слід знати, як підключити гібридний інвертор до будинку. Під час планування експлуатації гібридного інвертора в приватних будинках зазвичай навантаження розподіляють на кілька груп. Це потрібно для більш гнучкого керування енергоспоживанням.>

1. До основних навантажень відносяться побутові пристрої, що використовуються на постійній (регулярній) основі. Це освітлення, побутова техніка.>

2. До резервних навантажень відноситься споживання за наявності достатнього запасу енергії або при роботі від мережі.

3. Для обладнання, що повинно працювати на безперервній основі навіть під час відключень, виділяється окрема лінія критично важливих приладів. Прикладом критичних навантажень є опалювальні котли, система охорони, насосне обладнання, освітлення, холодильники, роутери.

Такий розподіл дозволяє забезпечити стабільну роботу найбільш важливих систем в будинку, не прив’язуючись до одночасного живлення всієї будови.

Схема підключення гібридного інвертора в квартирі

Певні особливості має схема підключення гібридного інвертора в квартирі. Це пов’язано з обмеженням у просторі та експлуатаційними умовами. Як правило, квартира – це обмеження місця для розміщення обладнання. Тому встановити гібридний інвертор чи розмістити акумулятор, складніше.

Оскільки обладнання буде працювати в житловому приміщенні, окрема увага повинна приділятись:

• загальній безпеці;

• мінімізації шуму;

• вентиляції.

В квартирі не завжди є можливість підключення сонячних панелей. Отже система не завжди може використовуватись повноцінно – більше в якості резервного джерела живлення.

Через ці фактори для квартири використовується, як правило, не універсальна схема підключення гібридного інвертора, а підбирається індивідуальне рішення.

Підключення акумулятора до гібридного інвертора

Для підключення гібридного інвертора до акумулятора важливо враховувати певні важливі аспекти.

1. Перше, що потрібно врахувати – це напруга акумулятора. Вона повинна відповідати параметрам інвертора.

2. Важливою є перевірка сумісності інвертора з конкретним типом АКБ. Різні моделі мають різні технологічні особливості.

3. При використанні акумуляторів типу LiFePO4 важливо, щоб інвертор підтримував роботу з його системою керування батареєю (BMS). Таким чином, буде забезпечено безпечну заряджання та розряджання.

4. Ємність акумулятора та його потужність повинні бути підібрані під навантаження системи. Це забезпечить автономну роботу пристрою без перевантаження на протязі потрібного часу.

Акумулятори для сонячних станцій від провідних виробників та LiFePO4 акумулятори мають офіційну гарантію.

Схема підключення через АВР

Для автоматичного перемикання між джерелами живлення (мережею, інвертором та резервним живленням) застосовується схема підключення гібридного інвертора через АВР (автоматичне введення резерву).

АВР потрібно для того, щоб залежно від стану основного джерела та наявності напруги, система могла без участі людини швидко обрати, звідки черпати електроенергію. АВР зазвичай застосовується тоді, коли важливо забезпечити безперервне живлення об’єкту:

• приватних будинків;

• комерційних об’єктів;

• для критичних навантажень.

АВР є корисним завдяки підвищенню надійності, адже перемикання відбувається без ручного втручання, миттєво або з мінімальною затримкою.

За умови того, що при підключенні через АВР важливим є правильне узгодження потужності, логічність перемикання та захист, схема повинна проектуватися спеціалістом. В разі неправильно виконаного підключення може виникнути некоректне перемикання, перевантаження, конфлікт джерел живлення та навіть ризик пошкодження обладнання.

Підключення генератора до гібридного інвертора

Підключення генератора до гібридного інвертора відбувається у випадку, коли основних ресурсів (акумулятори чи сонячної енергії) недостатньо. Тому генератор використовується в якості додаткового джерела енергії.

Перш ніж виконати підключення важливо знати, що не всі типи інверторів будуть коректно працювати з генератором. Тому важливо ознайомлюватись з рекомендаціями та вимогами виробника.

Для забезпечення правильної та безпечної роботи інвертора важливе значення мають стабільність напруги та частоти.

Щоб система могла працювати без перевантажень, самостійно запускатися та зупинятися, правильно узгоджувати роботу з іншими джерелами живлення, генератор може іноді підключатись не напряму, а через окрему автоматику. Крім того, такий тип підключення забезпечує коректне перемикання між джерелами живлення.

Мал.3. Блок-схема роботи системи з АВР

Схема підключення трифазного гібридного інвертора

За умови експлуатації в більш потужних енергосистемах, або в будинках з трифазною мережею застосовується схема підключення трифазного гібридного інвертора. Серед її особливостей варто виділити:

1. Така система більш складна за однофазну, тому що для стабільної роботи обладнання обов’язковим є правильний розподіл навантаження між трьома фазами.

2. Для уникнення перевантажень та збоїв, перекосів фаз важливо забезпечити точний баланс системи.

Тому підключення трифазного гібридного інвертора вимагає точних розрахунків та професійного проекту.

Типові помилки при підключенні гібридного інвертора

Основними типовими помилками при підключенні гібридного інвертора вважаються:

1. Вибір інвертору без врахування потужності навантажень.

2. Вибір акумулятору неправильного типу.

3. Ігнорування вимог виробника.

4. Самостійне підключення системи, без наявності спеціальних знань та досвіду.

5. Відсутність захисту.

6. Некоректний розподіл резервних навантажень.

7. Підключення генератора без перевірки сумісності обладнання.

8. Застосування універсальної схеми підключення гібридного інвертора без врахування особливостей того чи іншого об’єкту. 

Яку схему підключення обрати

На вибір схеми підключення гібридного інвертора впливають як конкретні умови об’єкту, так і потреби користувача. Важливо враховувати:

• тип об’єкта (будинок, квартира чи комерційний),

• наявність сонячних панелей;

• наявність акумулятора;

• потужність інвертора;

• кількість фаз;

• потреба в генераторі;

• наявність резервного живлення.

Бюджет також має значення, адже від нього залежить складність і масштабність системи. Тому принципова схема гібридного інвертора відсутня. Всі проекти розробляються індивідуально та під конкретні задачі після консультації зі спеціалістами. Також можна обрати  готові рішення для сонячних електростанцій.

Висновок

Варто відзначити, що універсальної схеми підключення гібридного інвертора не існує. Так як він може працювати з різними варіантами (мережа, сонячні панелі, акумулятори), схема завжди повинна підбиратись лише під конкретний об’єкт. Для безпечної роботи процес вимагає не тільки правильного вибору обладнання, а й професійного монтажу обладнання.

З інверторами та гібридними інверторами, акумуляторами, LiFePO4 акумуляторами, сонячними панелями та готовими рішеннями можна ознайомитись в каталозі Solar Energy, де також представлені гібридні сонячні електростанції різної потужності.