Москва
  • Москва
  • Ростов-на-Дону
  • Рязань
ул. Дубки, д. 2
Что такое инвертор, это электронное устройство, которое необходимо для преобразования постоянного (низкого) напряжения аккумуляторов в переменное напряжение 220 В. Инверторы являются центральным звеном любой системы электроснабжения автономной или резервной.  Поэтому очень важно правильно подобрать инвертор, который станет сердцем вашей системы электроснабжения.

Системы электроснабжения, в которых применяются инверторы.

  • Система бесперебойного питания для дома, либо промышленного объекта при пропадании основной сети.
  • Система бесперебойного питания с солнечными батареями или другим альтернативным источником электроэнергии. В такой системе инвертор/бесперебойник, должен иметь функцию, благодаря которой, сначала на ваши электроприборы поступает энергия от солнечных батарей, и только если её не хватает, будет добор из сети. Данная возможность позволит свести счета за электроэнергию к нулю.
  • Полностью автономная система электроснабжения, когда центральной сети нет вообще.
  • Путешествия, походы ит.д.

При одинаковой мощности инверторы могут существенно отличаться по возможностям и цене, например:

  • инверторы с модифицированной синусоидой (устаревшая технология, так как не всё оборудование может работать от таких инверторов)
  • инверторы с чистым синусом
  • высокочастотные
  • низкочастотные
  • без зарядного устройства
  • с зарядным устройством и автоматическим переключением сеть/инвертор (бесперебойник)
  • со встроенным стабилизатором или солнечным контроллером
  • гибридные инверторы
  • сетевые инверторы

Итак, что такое модифицированная синусоида и чистая синусоида

Модифицированный синус

Модифицированный синус

Чистый синус

Чистый синус

Это форма напряжения 220В на выходе инвертора. Инвертор должен иметь чистый синус, в противном случае, многие электроприборы и котлы отопления не будут работать.

Котел отопления

Высокочастотные инверторы

Обычно это инверторы маленькой мощности, без зарядного устройства, с маленьким трансформатором, маленькими конденсаторами, небольшого размера, с низкой ценой. Так же, низкие надёжность и КПД данных устройств.

Инвертор

Инвертор

Чаще всего данные инверторы используются в автономных системах электроснабжения с маленьким потреблением.

Низкочастотные инверторы

Низкочастотные инверторы работают на низкой частоте преобразования энергии от аккумуляторов, частота 50 Гц., которая соответствует частоте централизованной сети. На такой частоте работают, более менее большие и тяжёлые трансформаторы. Такой трансформатор является промежуточным буфером между электроникой инвертора и нагрузкой, что увеличивает надёжность инвертора.

На фото ниже инвертор TrippLite 6 кВт (внутри, вид сбоку, стандартный трансформатор справа)

ТОР

У инвертора МАП HYBRID 6 кВт внутри (вид сверху, трансформатор "тор" слева). Тор имеет большее КПД чем у обычного трансформатора и меньше наводит помех. Так же у инверторов с тором ниже самопотребление электричества на холостом ходу.

Ивертор

Трансформатор занимает чуть менее половины корпуса приборов, увеличивая размер и вес низкочастотного инвертора, по сравнению, с высокочастотниками. Благодаря трансформатору возрастает мощность и надёжность инверторных систем.

Инвертор

Самые именитые и дорогие мировые бренды, из-за непревзойдённых параметров торов, используют в своих инверторах только низкочастотные трансформаторы в виде тора.

Какой инвертор выбрать на 12-ть, 24 или 48 Вольт

АКБ

Аккумуляторные батареи могут быть 2-х, 6-ти и 12-ти вольтовые, а коммутировать их можно последовательно либо параллельно, либо последовательно-параллельно, наращивая их общую ёмкость. Чаще всего инверторы выпускают рассчитанные на 12 В или на 24 В или на 48 В. Очень редко можно встретить модели на 96 В, т.к. такое напряжение уже считается опасным. Напряжение 12 В можно встретить в бортовой сети автомобиля, 24 В – в автобусах и на яхтах. В принципе, любое из этих напряжений может работать с инвертором, для бесперебойного питания электрооборудования дома. Однако низкое напряжение не позволяет технически получить большую мощность. Так, например, из 12-и вольт невозможно получить мощность более 3-х кВт, из 24-х вольт – более 9 кВт, а из 48-и В – более 18 кВт. Понятно, что высокочастотные инверторы обычно делаются на 12 В и мощностью до 3-х кВт (и рассчитаны они на применение в автомобилях), а мощные низкочастотные инверторы обычно представлены моделями на 24 или 48 В с мощностью от 3 кВт и выше (и рассчитаны они на применение в доме или здании). Это в среднем. Но бывают и исключения, когда например, высокочастотные инверторы, прежде всего за счёт своей низкой цены, пытаются занять свою нишу в домашнем сегменте или наоборот, бесперебойники, сделанные по низкочастотной технологии с тором мощностью всего 900 Вт, имеющие относительно большой вес и цену, пытаются занять нишу в сегменте высокочастотных инверторов за счёт таких своих качеств, как надёжность, мощные зарядные возможности и широкий функционал.

Инверторы со встроенным стабилизатором

Что такое стабилизатор напряжения? Обычно это отдельное устройство, позволяющее в широком диапазоне, и с хорошей точностью, выравнивать напряжение промышленной сети, если оно очень низкое или высокое. Например, качественный стабилизатор, позволяет поднять до 220 В сетевое напряжение, даже если в сети всего 120 В. Или наоборот, понизить сетевое напряжение, допустим с 270 В, до тех же 220 В. Качественные стабилизаторы выполнены на долговечных и быстродействующих симисторах, имеют минимум 8 переключающихся порогов. Ну а теперь посмотрите на характеристики встроенной в инвертор функции стабилизатора. Обычно это только 2 или 3 порога, используются не симисторы, а реле. В итоге, малая долговечность и узкий диапазон выравнивая сетевого напряжения. И есть ещё одна неприятная особенность у инверторов со встроенным стабилизатором. Они мало подходят для использования в условиях автономии, то есть там, где нет сети вообще. Ведь даже имея хорошее встроенное зарядное устройство, они не могут заряжать аккумуляторы от большинства обычных бензо/дизель генераторов. Почему? Потому, что именно из-за встроенного стабилизатора, они требуют очень качественного и устойчивого напряжения на своём сетевом входе. Т.е. генератор должен быть дорогим и с большим запасом мощности (а такой стоит в несколько раз дороже обычных генераторов).

Почему же встроенный в инверторе стабилизатор так повышает его требования к качеству и мощности бензо/дизель или газо генератора? Посудите сами. Генератор при увеличении нагрузки, чтобы удержать напряжение в районе 220 В, автоматически прибавляет обороты. При снижении нагрузки – снижает обороты по той же причине. Теперь рассмотрим цепочку генератор – стабилизатор – инвертор – меняющаяся нагрузка. Допустим, что-то включили, например электрочайник мощностью 2 кВт. Нагрузка подастся на 220 В, проходящее через стабилизатор, от работающего генератора. Напряжение в первую долю секунды начнёт проваливаться. Как вы думаете – кто среагирует первым стабилизатор или генератор? Правильно, стабилизатор, так как генератор более инерционен, обороты мгновенно не поднимешь.

Итак, стабилизатор переключится на повышающую обмотку, чтобы компенсировать провал. Но затем этот провал всё же доходит и до генератора. Генератор со своей стороны тоже повысит напряжение. На это повышение снова среагирует стабилизатор и понизит порог, на стабилизатор опять среагирует генератор и т.д. Возникнет колебательный процесс, который может пойти в разнос. И тогда одно из двух – система будет аварийно отключаться, или, этот колебательный процесс быстро затухнет и всё войдёт в норму. Так вот всё почти мгновенно «устаканивается», в том случае, если генератор качественный и имеет большой запас мощности. Тогда он на чайник 2 кВт будет реагировать как на «муху залетевшую в окно», потому что тогда чайник не сможет раскачать его обороты. Но стоят такие генераторы слишком дорого.

Инверторы с встроенным солнечным контроллером

Теперь посмотрим насколько правильно встраивать солнечный контроллер внутрь инвертора. Вообще, солнечный контроллер необходим чтобы можно было солнечные панели (некоторые называют их солнечными батареями) подключить к аккумуляторам, к тем самым, к которым подключён инвертор. Солнечный контроллер преобразует энергию от высокого напряжения солнечных панелей в более низкое напряжение аккумуляторов. Таких инверторов со встроенным солнечным контроллером не много. Но у такого решения есть плюсы – ведь цена такого решения несколько ниже и, кроме того, проводов подключения будет чуть меньше. Теперь посмотрим на минусы такого решения. Высококачественные и мощные солнечные контроллеры (имеющие КПД 98%, высокое входное напряжение и управление внешними нагрузками) довольно большие и внутрь инвертора их не вставишь. Посмотрите на разобранный солнечный контроллер КЭС Dominator 200/100.

Солнечный контроллер

Поэтому контроллеры заряда, встроенные в инверторы, как и встроенные стабилизаторы, несколько урезаны по своим возможностям.

Солнечные контроллеры

Сравните на фото инвертор со встроенным солнечным контроллером (слева) и два полноценных отдельных солнечных контроллера. Отдельный контроллер по размеру это почти половина инвертора. Разница в функционале и параметрах у них тоже заметна.

Другой минус – в случае порчи солнечного контроллера, придётся отдавать в ремонт всё устройство, т.е. лишаться и инвертора. Равно как и в случае порчи инвертора, лишаться и контроллера.

В общем, самые дорогие и качественные брендовые инверторы никогда не содержат в себе ни стабилизаторов, ни солнечных контроллеров. Поэтому, само их наличие в инверторе, говорит о уровне изделия. Говорит о том, что ради рекламы присутствия эфемерных преимуществ или вроде бы, как бы, более низкой цены (по сумме якобы двух продуктов в одном), производитель готов идти на некий компромисс с реальной целесообразностью. Особенно это касается встроенного стабилизатора. Наш совет-приобретать инверторы с встроенным стабилизатором или со встроенным солнечным контроллером, можно при стеснении в средствах, и при условии их использования не в полной автономии, а как резервной системы.

Сетевой инвертор

Сетевой инвертор – это одновременно и инвертор и солнечный контроллер с технологией МРРТ. Но у сетевого инвертора совсем другая идеология, нежели чем у рассмотренного нами выше обычного, подключаемого к аккумуляторным батареям, высокочастотного инвертора со встроенным солнечным контроллером. Он отличается принципиально. Эта идеология имеет свои истоки от других условий стран Евро-зоны, США и др.

Вот так выглядит, например, сетевой инвертор мощностью 500 Вт. На первый взгляд ничего необычного. Только удивляет отсутствие клемм для подключения аккумуляторов.

Сетевой инвертор

Идеология сетевого инвертора – энергию, полученную от солнечных панелей (соединённых на ВЫСОКОЕ напряжение, обычно в диапазоне 200 – 600 В), преобразовать сразу в переменное ВЫСОКОЕ напряжение 220 В и сразу подавать её в промышленную сеть, синхронизируясь с ней. Так как напряжение на входе и на выходе высокое, можно обойтись без трансформаторов, что должно удешевлять сетевые инвертора (хотя они почему-то стоят раза в 2 дороже обычных батарейных инверторов).

Как используют сетевые инверторы за рубежом? Если нагрузка в доме большая, а солнечной энергии поступает немного, то она вся уходит на домашнее потребление. Если же нагрузки почти нет, и солнце в зените – тогда эта не используемая владельцем энергия закачивается в промышленную энергосеть. Т.е. его счётчик крутится в обратную сторону, сматывая показания. Кроме того, сетевой инвертор обходится и без аккумуляторных батарей! Иначе пришлось бы их, подсоединять к очень высокому напряжению (на линию между узлом солнечного контроллера и узлом инвертора), что весьма опасно. Получается, что вместо аккумуляторов задействуется огромная электросеть. В неё можно качать солнечную электроэнергию, выкручивая счётчик в большой минус, а потом, вечером, или гораздо позже, в зимний период, возвращать себе обратно то, что отдавали летом! Промышленная электросеть это гигантский неисчерпаемый аккумулятор, вечный и не имеющий потерь. Но, к сожалению, пока в России есть два фактора, которые сводят на нет все преимущества сетевых инверторов:

  1. У нас не разрешено частным лицам что-либо закачивать в сеть. И таких счётчиков (которые позволяют вычитать обратную энергию) больше нет. Причём многие современные счётчики эту энергию (которая подаётся обратно в сеть) приплюсуют к потреблённой, и счета за электричества увеличатся!
  2. Если в Европе электричество практически не отключают, и там зачастую можно не иметь резервную систему на аккумуляторах, то в России такие отключения и аварии не редкость.

Поэтому аккумуляторные батареи жизненно необходимы не только в случае полной автономии, но и для резерва, даже если сеть 220 В имеется. Хотим обратить Ваше внимание, что в случае отключения промышленного 220 В, сетевой инвертор не будет выдавать свои 220 В даже если светит солнце и энергии как бы в избытке. Его конструкция сделана так, что промышленное 220 В для него является опорным и ведущим. И, кроме того, по требованиям безопасности – чтобы когда ничего не подозревающий электрик отключит подачу сетевого 220 В и, допустим, приступит к ремонту сети голыми руками, – чтобы его не убило, сетевой инвертор не должен при этом продолжать генерировать 220 В. Поэтому, если электричество в сети исчезнет, а будет установлен только сетевой инвертор с солнечными панелями, то вы останетесь без электричества. Большие деньги затрачены, а резервного электроснабжения не будет. И так будет, пока регламент электросетей не изменят, пока у нас аварии электроснабжения не прекратятся, пока электричество не перестанут планово отключать…

Гибридные инверторы

Что же такое гибридный инвертор (HYBRID)? Это вершина эволюции инверторов. Это и обычный, то есть батарейный, и сетевой инвертор, объединённые в один, то есть в гибрид!

Гибридный инвертор, как и сетевой инвертор, умеет синхронизироваться с промышленной сетью и подкачивать туда энергию как от аккумуляторов, так и от солнечных панелей с солнечным контроллером. Т.е. он умеет делать не только тоже, что и сетевой инвертор, но и больше. Например, «умощнять» сеть при перегрузках – при возникновении необходимости, он сможет приплюсовать к выделенной мощности сети мощность от аккумуляторов и/или от солнечного контроллера. Гибрид будет работать и при исчезновении в сети 220 В. Гибрид по вашему желанию может ограничить подкачку солнечной энергии только в домашнюю сеть или же и во внешнюю сеть. Т.е. проблема со счетчиками, плюсующими отданную энергию к счетам на оплату, снимается.

Гибрид накладывает свой синус на синус сети с чуть большей амплитудой и может перехватывать на себя всю нагрузку или часть нагрузки. Если в меню установлено разрешение подкачки пока напряжение на 1 аккумуляторе будет выше 12,7 В (что соответствует 100% заряда), то при отсутствии внешнего поступления энергии (например от Солнца), подкачка прекратится, и тогда далее всё будет питаться только от сети. Появится Солнце – снова продолжится подкачка, настолько, насколько позволит эта энергия солнца, или насколько израсходуют потребители.

Отметим, что аккумуляторы при наличии сетевого 220 В не расходуются и не портятся, хотя солнечная энергия подкачивается в сеть. Но можно и разрешить небольшой разряд аккумуляторов – это позволит подкачивать накопленное и вечером, правда ресурс аккумуляторных батарей тогда будет в небольшой степени сокращаться.

Подкачка необходимой энергии непосредственно в домашнюю сеть – на порядок лучше, чем автоматическое переключение потребителей с сети, на 220 В получаемые от аккумуляторов и солнечных панелей, не только потому, что в последнем случае расходуются, а значит портятся аккумуляторы, но и потому что частые переключения ведут к ускоренному износу внутреннего реле в обычном инверторе.

Наличие аккумуляторов как резерва, позволяет гибридным инверторам работать и при исчезновении 220 В в сети.

Ещё один плюс гибридов – только они могут обеспечить трёхфазное автономное или резервное напряжение. В этом случае используются три инвертора, каждый на свою фазу. Они связанны между собой дополнительными проводами для обеспечения синхронной работы со смещением фаз на 120 градусов. Естественно возможна и генерация всех трёх фаз от аккумуляторов, либо регенерация одной или двух исчезнувших фаз. А ведь если необходимо обеспечить питание трехфазных двигателей или трёхфазных насосов, без таких инверторов не обойтись.

Получается, что только гибридные инверторы это единственное идеальное решение для России.

Инверторы с широкими функциональными возможностями и без таковых.

«Зачем нужны какие-то возможности? – может подумать кто-то. – Мне нужно чтобы инвертор давал 220 В, всё остальное – напрасно потраченные деньги!»

Давайте, разберёмся напрасно или нет, судить, конечно, вам…

О каких же функциональных возможностях речь?

Нам удобней показать все эти возможности на примере российского низкочастотного инвертора, сделанном на основе тора, модификации МАП HYBRID.

  1. Режим поддержки сети или генератора, то есть автоматическое добавление мощности инвертора с аккумуляторами, к мощности сети или генератора

Например, если на дом (или на одну фазу) выделено только 5 кВт мощности, то используя, например, МАП HYBRID 12,0 кВт с аккумуляторами, можно выставить в его меню ограничение потребления от сети 5 кВт. Тогда прибор будет сам увеличить мощность на своём выходе вплоть до 11 кВт, добавляя к имеющейся сетевой, необходимую мощность от аккумуляторов. Эта возможность может быть полезна и при использовании генератора. Ведь генератор, например, всего 2 кВт, с помощью инвертора гибрида, сможет вытягивать большие пусковые мощности.

  1. Установка периодов времени заряда аккумуляторов и приоритета аккумуляторов

Если установлен двухтарифный счётчик, то можно, для экономии, разрешить инвертору заряжать аккумуляторы от сети только в ночное время. Ещё есть возможность использования двухтарифного режима ЭКО, то есть приоритетная зарядка аккумуляторов в ночное время и приоритетная генерация от аккумуляторов в дневное время, вместо использования сети. Реализована и возможность приоритетной генерации от аккумуляторов днём, запасённой ночью энергии. Однако на сегодня это не выгодно, т.к. один цикл расхода аккумулятора пока дороже выигрыша от перекидывания ночного тарифа на день. Но времена меняются – аккумуляторы ведь медленно, но дешевеют, а тарифы за электроэнергию растут. Рано или поздно наступит день, когда и эта возможность будет востребована.

  1. Возможность работы с аккумуляторами любого типа (кислотные, гелевые, AGM, щелочные и литий железо-фосфатные)

У хорошего инвертора должна быть возможность обеспечить качественный, интеллектуальный четырёхстадийный заряд с температурной компенсацией и доступностью любых регулировок. Для работы с литий железо-фосфатными аккумуляторами, предусмотрен автоматически отключаемый выход на BMS. Это особые самые передовые и перспективные аккумуляторы. Они имеют рекордный срок службы, до 30-и лет, но и стоят дороже обычных и требуют особого управления зарядом с помощью специальных устройств – BMS.

  1. Возможность совместной работы с сетевыми инверторами (автоматическое управление ими)

Мы рассказали ранее о сетевых инверторах. Но у них есть ещё одно возможное применение. В случае подключения сетевого инвертора к выходу 220 В продвинутого инвертора, последний будет являться опорным источником напряжения для сетевого инвертора (в том числе при пропадании 220 В в сети).

Схема

При наличии излишков энергии от солнечных панелей, инвертор будет направлять их в аккумуляторы. Однако, если не будет нагрузки, а аккумуляторы окажутся заряженными, то для прекращения заряда, надо временно отключить выработку энергии сетевым инвертором. В соответствии с заложенными в сетевой инвертор возможностями, это достигается изменением частоты выходного напряжения на которое он «опирается» 220В с 50 Гц до 52 Гц (и последующем возвратом к 50 Гц, когда напряжение на аккумуляторах снова упадёт). Отметим, что мало какие инверторы обладают функцией изменения частоты на своём выходе в зависимости от состояния аккумуляторов (т.е. умеют управлять сетевыми инверторами). Чтобы это происходило автоматически, используя сетевой инвертор, необходимо соответственно запрограммировать в меню гибридного инвертора, например, МАП HYBRID, отметив соответствующую опцию в ПО Монитор МАП. Подчеркнём, что эта возможность больше заложена на будущее. Использовать сетевой инвертор вместо солнечного контроллера, это более дорогое решение и заряжает он не так плавно, и многих важных функций солнечного контроллера в нём нет. К тому же, это решение не годится для России, если речь идёт не об автономии, а о подкачке в сеть. Потому что гибридный инвертор только собственное 220 умеет не подкачивать во внешнюю сеть. А ограничивать от этого сетевой инвертор он не умеет. Напомним, что выше шла речь об ограничении заряда аккумуляторов. Тем не менее, если в России разрешат отдачу в сеть свободной энергии потребителей, это решение может стать востребованным.

  1. Возможность прямого подключения к компьютеру для мониторинга и программирования

У серьёзных инверторов должно быть доступно бесплатное ПО для мониторинга электросетей и оборудования, в том числе дистанционно. В том числе весьма полезной может быть возможность отправки СМС по событиям или по запросу, и накопление статистических данных по всем меняющимся параметрам. Для инвертора МАП SIN создано уже четыре варианта разного программного обеспечения (в том числе независимыми разработчиками), с немного разным функционалом и под разные операционные системы, включая Андроид.

Источник бесперебойного питания

  1. Возможность выбора напряжений защиты от выбросов или провалов напряжения в сети

Защита от выбросов и провалов напряжения в сети может обеспечиваться переходом на аккумуляторы, при выходе напряжения во входной сети за указанные рамки, в большую или в меньшую сторону. Транслируемый со входа на выход диапазон допустимого входного напряжения (без перехода на аккумуляторные батареи, по умолчанию 175В – 250В), настраивается пользователем. Диапазон может быть сужен, что обеспечивает дополнительную защиту потребляющей аппаратуры.

  1. Возможность модернизации (апгрейда) самого инвертора, и/или модернизации с помощью новых прошивок

Некоторые новые возможности современного инвертора могут получить пользователи, купившие инвертор ранее, с помощью простой его перепрошивки на новую версию ПО. Так, например, за последнее время, покупатели купившие инвертор МАП SIN и обновившие прошивку, получили следующие новые важные возможности инвертора:

  • Появился заряд новейших литий-железо фосфатных аккумуляторов и работа с BMS.
  • Добавилось управление внешним реле, в том числе на включение генератора.
  • Добавилась совместная работа инвертора с солнечным контроллером по шине I2C.

Разумеется, всем понятно, что быть здоровым и богатым, конечно лучше, чем бедным и больным. Но не всегда наши возможности совпадают с нашими желаниями. Грамотный выбор, позволяет найти оптимальное решение проблемы.

Для задач попроще, например, использование в автомобиле, в походных условиях, или при серьёзных затруднениях в деньгах, можно остановить выбор на высокочастотных моделях инверторов или упрощённых низкочастотных, с обычным трансформатором, без широких функциональных возможностей

СОВЕТ ОТ АЛЬТЭКО

Для серьёзных задач, таких как резервное энергообечение домов, предприятий, тем более для автономного электроснабжения и/или использования солнечных панелей для уменьшения потребления от сети нужны серьёзные инверторы. А именно:

  • с чистым синусом на выходе
  • разработанные по низкочастотной технологии (лучше с трансформатором в виде тора)
  • с возможностью быстрого заряда любых типов аккумуляторов
  • с богатыми функциональными возможностями (и с программным обеспечением)
  • при наличии сети 220 В и планируемых (пусть даже в перспективе) солнечных панелях, необходимы только гибридные инверторы

Итак, мы рассмотрели разные варианты конструкций инверторов. Мы надеемся, что помогли сделать ваш выбор более осмысленным.

Желаем вам правильного и удачного выбора!

Рассказать друзьям:

Новости компании

Обзоры 11.05.2017 Сетевые инверторы SOFAR SOLAR Сетевая солнечная электростанция – идеальный вариант экономия электроэнергии, широко используемый по всему миру. Основной составляющей сетевой солнечной электростанции, помимо солнечных модулей, является сетевой солнечный инвертор (grid-tie inverter).