Що таке гібридний інвертор?

Якщо ви домовласник і плануєте стрибнути на сонячний потягу, добре знати, що сонячна батарея складається не лише з фотоелектричних (PV) панелей. Деякі системи, навіть підключені до мережі, містять батареї для зберігання енергії. Якщо ваша система має акумуляторну батарею, вам потрібен контролер, щоб підтримувати заряд акумуляторів і запобігати перезарядженню.

Кожна система також потребує інвертора, пристрою, який перетворює електроенергію постійного струму, що генерується панелі і зберігається в батареях для живлення від мережі. Він також функціонує як трансформатор, підвищуючи напругу в батареях (від 12 до 48 В) до стандарту в мережі (від 120 до 240 В).

На початку розвитку сонячної енергетики інвертори були громіздкими та неефективними, виробляючи переривчасті сигнали змінного струму, які не могло використовувати чутливе електронне обладнання. У нас був один такий. Оскільки наша сушильна машина мала електронне керування, вона не працювала б, доки не було б увімкнено генератор (який виробляв власний сигнал 120 В).

Усунувши ці недоліки, виробники пішли далі, перетворивши інвертори на багатозадачні системи керування для все більш складних фотоелектричних систем. Вони відомі як гібридні інвертори.

Що таке гібридний інвертор?

suravikin/Getty Images

Подумайте про це як про те, що виконує багато завдань. Він забезпечує інтерфейс між панелями, акумулятором і мережею. Залежно від типу він може працювати в чотирьох режимах:

• Основний режим сітки: Перетворює постійний струм від сонячних панелей у змінний струм, сумісний із струмом, що постачається енергетичною компанією.
• Режим зберігання акумулятора: Перетворює змінний струм із сітка до постійного струму для зарядки акумулятора.
• Резервний режим: Під час відключення електроенергії інвертор, підключений до мережі, може автоматично перемикатися в резервний режим і живити панель живленням від акумулятора.
• Режим поза мережею: Може одночасно живити панель і заряджати резервний акумулятор.

Однією з суттєвих переваг гібридних інверторів перед звичайними є можливість працювати «зворотним ходом». Це означає, що він може перетворювати змінний струм на постійний, навпаки, ніж зазвичай робить інвертор. Тож у період тривалої хмарності, коли панелі не заряджають батареї, інвертор використовує енергію мережі, щоб зарядити їх.

Як працює гібридний інвертор?

Золотий Сікорка/Getty Images

Стандартний мережевий інвертор перетворює постійний струм на змінний і перетворює напругу фотоелектричної панелі та батареї в напругу мережі.

Він перетворює постійний струм на змінний за допомогою системи транзисторів, які вмикаються та вимикаються, щоб змінити напрямок струму на зворотний із частотою 60 Гц (циклів на секунду). Потім сигнал змінного струму проходить через котушку трансформатора, яка за допомогою магнітної індукції індукує струм у другій котушці поруч.

Співвідношення числа витків в котушках визначає коефіцієнт напруги, що дозволяє легко точно виробляти напругу мережі.

Гібридний інвертор також може перетворювати напругу змінного струму на постійний і знижувати напругу для заряджання акумуляторів за допомогою живлення від мережі. Перетворення змінного струму в постійний називається випрямленням, а електронні компоненти, які це здійснюють, називаються діоди.

Перед випрямленням необхідно знизити напругу. Простий спосіб зробити це - направити сигнал через той же трансформатор, але навпаки.

Гібридні інвертори зазвичай мають чотири порти підключення. Один надходить від фотоелектричної панелі, один йде до електричної панелі, а два підключаються до батарей, одна як вхід, а інша як вихід.

Внутрішня електроніка контролює використання електроенергії та забезпечує ще одну перевагу. Гібридний інвертор може перемикатися від електромережі до батареї для роботи електричної системи в періоди пікового використання, коли мережа перевантажена, а електроенергія найдорожча.

Типи гібридних інверторів

Не всі гібридні інвертори містять усі описані вище функції. Доступний широкий вибір моделей, кожна зі своєю максимальною вихідною потужністю, сумісністю з батареями та діапазоном напруги для зарядки батареї. В основному вони діляться на три основні типи:

• Сонячні накопичувачі: Цей тип ви б використовували для ситуації поза мережею. Він може подавати живлення від фотоелектричної панелі до панелі та заряджати акумулятори.
• Сонячне накопичення та резервне живлення: Він вам знадобиться, якщо ви підключаєте свою сонячну енергетичну систему до мережі. Він може робити все, що може зробити гібридний інвертор сонячного накопичувача, і має всю електроніку, необхідну для подачі електроенергії в енергетичну компанію.
• Акумуляторна система накопичення енергії (BESS): Це поставляється з a літій-іонний акумулятор упакувати в один корпус. Він може бути таким же великим, як холодильник, але більшість з них набагато менші. Tesla Powerwall має близько чотирьох футів у висоту, два з половиною фути в ширину і шість дюймів у глибину.

Кріс Дезіел працює в будівельній сфері більше 30 років. Він допоміг побудувати невелике місто в пустелі Орегону з нуля та допоміг створити дві компанії з ландшафтного дизайну. Він працював теслею, сантехніком та ремонтником меблів. З 2010 року Дезіел пише статті «Зроби сам» і працював онлайн-консультантом, останнім часом у службі рекомендацій Home Depot Pro. Його роботи були опубліковані на Landlordology, Apartments.com і Hunker. Дезіел також публікував науковий контент і є завзятим музикантом.