Грид инвертор что это

Сетевые grid-tie инверторы для солнечных батарей

В тех районах, где осуществить подключение к централизованной электросети проблематично или нецелесообразно, особенно в солнечных регионах, — люди нередко прибегают к использованию в своих частных хозяйствах солнечных батарей. Они преобразуют энергию солнечного излучения в электричество, и таким образом позволяют потребителю получать электроснабжение для собственных нужд независимо от государственной электросети.

Но в силу того, что выработка электричества происходит на солнечных батареях неравномерно (в разное время суток, а также в зависимости от облачности и от текущих климатических условий), получаемую энергию человеку приходится все время накапливать в аккумуляторных батареях большой емкости. Такие батареи стоят дорого, к тому же срок их службы ограничен.

Свинцовые аккумуляторы проработают в такой системе лет 5, а литиевые — лет 10, но и стоят они в 5 раз дороже свинцовых. Таким образом, в конечном итоге именно аккумуляторы повышают реальную стоимость электроэнергии, вырабатываемой на солнечных батареях.

На практике оказывается, что срок окупаемости системы солнечных батарей с аккумуляторами и инвертором не оправдывает ее применение, и куда выгоднее было бы все же провести обычную сеть, подключиться как все, и получать электричество от обычной электростанции.

А возможно ли свою систему солнечных панелей вообще избавить от аккумуляторов, но при этом пользоваться всеми благами, какие она может дать? В принципе возможно. Для этого необходимо будет просто все время подавать генерируемую солнечными батареями электроэнергию в общую сеть, где вообще-то она всегда и нужна.

Когда на дворе ночь, владелец солнечных панелей по мере необходимости получал бы электричество от общей энергосети, а днем — подавал бы избыток выработанной у себя на солнечных батареях электроэнергии в сеть, и таким образом его солнечные батареи всегда оставались бы при деле, а он и его хозяйство — при электричестве. Достаточно установить сетевой Grid-tie инвертор.

Допустим, частная система солнечных батарей ее владельца за месяц подала в сеть 360 кВт-ч электроэнергии, но за этот же месяц из общей энергосети данным хозяйством было взято 300 кВт-ч. Это значит, что баланс в пользу нашего человека составил 60 кВт-ч, которые он отдал сверх того, что потребил.

Значит в принципе, в следующем месяце электроснабжающая компания может вернуть ему эти 60 кВт-ч без взимания за них какой-то платы, либо компания сама может заплатить за них данному человеку. В США так и делают: заключается договор между хозяином солнечных батарей и распределительной компанией, к системе устанавливается соответствующий всем требованиям Grid-tie инвертор, и всем хорошо.

Что же представляет собой Grid-tie инвертор? Grid – сеть, tie – связанный. Связанный с сетью инвертор. Вообще инвертор, в обычном понимании, — это устройство, преобразующее постоянный электрический ток в переменный ток стандартного для сети напряжения и частоты — 240 вольт 50 Гц или 120 вольт 60 Гц.

Но Grid-tie инвертор, в отличие от обычного инвертора, включается не между аккумуляторной батареей и потребителем, а между местным источником электроэнергии, которым может выступать небольшая солнечная электростанция, и электросетью.

Данный инвертор во время своей работы чутко следит за частотой и фазой синусоидального сетевого напряжения, чтобы адекватно и с высокой точностью во времени подавать электричество в данную сеть. Для этого инвертор обязан поддерживать свое выходное напряжение чуть-чуть выше текущей величины напряжения в сети, а опережение по фазе не должно превышать 1 градус по отношению к сетевому.

Управление Grid-tie инвертором осуществляет микропроцессор, который в режиме реального времени отслеживает частоту, форму и фазу сетевого напряжения, и тут же, в режиме реального времени, обеспечивает подачу переменного синусоидального напряжения соответствующей частоты и главное — фазы, при этом обеспечивая адекватный баланс реактивной мощности, в зависимости от характера нагрузки, создаваемой подключенными в данный момент потребителями.

Так в сети не возникает ни перенапряжений, ни перегрузок. Если же в централизованной сети по какой-то причине пропадет напряжение, то микропроцессор инвертора мгновенно инициирует отключение от сети (это требование Национального электрического стандарта США), чтобы электросеть по крайней мере точно оставалась обесточенной на время проведения ремонтных работ обслуживающим персоналом.

Практически такой инвертор, будучи однажды правильно установлен, не требует в будущем никакого обслуживания, и, что более важно, — не требует накопительной батареи.

Grid-tie инверторы бывают трансформаторными (с НЧ-трансформаторами) и высокочастотными (используются трансформаторы и дроссели меньших габаритов).

Низкочастотные трансформаторные инверторы сразу генерируют электроэнергию подходящую для подачи в электросеть. Высокочастотные сначала преобразуют низковольтное постоянное напряжение в высокочастотное импульсное напряжение, затем импульсный ток выпрямляют, и только после — подают в сеть с соответствующей низкой частотой и фазой. Бестрансформаторные инверторы (без гальванической развязки) небезопасны.

• Как сделать ветрогенератор своими руками
• Про гелевые аккумуляторы и их правильное использование
• Мини- и микро-ГЭС — популярные конструкции и применение

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Автономное электроснабжение

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Солнечная батарея на балконе: использование grid-tie инвертора

Привет geektimes. В предыдущей части было рассказано о тестировании контроллера заряда. Днем батарея заряжается, вечером или ночью накопленный заряд можно использовать. Ту систему можно считать законченной, что-либо принципиально новое добавить в нее уже сложно. Все работает, текущей емкости батареи в 12ач хватает для вечернего освещения комнаты светодиодной лентой и зарядки разных гаджетов. Все работает, однако есть и недостатки:

— Аккумуляторные батареи — достаточно дорогой и не совсем долговечный компонент.
— Накопленную энергию банально некуда девать. За все время я ни разу не разряжал батарею более чем на 50%.
— В солнечный день уже утром к 9-10 утра батарея полностью заряжена, соответственно, солнечные панели простаивают впустую.

В итоге, настала очередь протестировать следующий, более современный и широко используемый подход — отдачу электроэнергии непосредственно в электросеть. Технология весьма актуальна, т.к. устраняет все вышеприведенные недостатки — электроэнергия отдается в домашнюю электросеть и потребляется другими устройствами.

Как это работает, подробности под катом. Желающие также могут просмотреть краткую видеоверсию в youtube.

Grid tie инвертор

Схема подключения инвертора к электросети очень проста:

По сути grid tie не сильно отличается от обычного преобразователя 12-220В, хотя есть несколько существенных отличий:

— grid tie синхронизируется с периодами сетевого напряжения,
— grid tie автоматически прекращает выработку, если сеть отключается (из соображений безопасности, например если сеть обесточили для ремонта),
— grid tie может использовать технологию MPPT (maximum power point tracking) и находить точку отдачи максимальной мощности для солнечных панелей.

Чем в итоге удобно использование grid tie?
— Уменьшаются счета за электричество: потребление дома от городской сети уменьшается на величину, соответствующую выработке инвертора.
— Уменьшается нагрузка на городскую электросеть.
— Система проста в подключении и эксплуатации.

На рынке есть 2 вида инверторов:

— «Стандартные» (название условно), которые ставятся в доме, и к ним подается напряжение от панелей. Мощность может варьироваться от 250Вт до нескольких киловатт, цена вопроса от 60$ до 6000$.

— Микроинверторы. Ставятся прямо на панель, таким образом прямо с панели получается сетевое напряжение 220В. Способ удобен тем, что не нужно тянуть толстые провода низкого напряжения, ну и надежность системы в целом получается выше.

Система легко параллелится и расширяется, примерно так:

В общем, все это достаточно интересно чтобы протестировать.

Тестирование

Перед тестированием «балконной» системы выявилась одна проблема — инверторов для такого малого масштаба просто не производят. Типичные параметры grid tie инвертора — мощность от 250Вт и напряжение панелей 22-65 или 45-90В. У меня же 2 параллельно соединенные солнечные панели по 50Вт давали 12-21В. Наконец, после поисков на ebay была найдена практически единственная модель с длинным названием 500W MPPT Micro Grid Tie Inverter 10.5-28V. Слово «micro» тут явно маркетинг, т.к. возможности крепления на панели не предусмотрено. Инвертор выглядит примерно так (фото со страницы продавца).

И собственно, тестирование. Все просто, инвертор подключается в розетку через ваттметр, который удобен для оценки показаний. Солнечные панели выходят на восточную сторону, и уже в 9 утра при солнечной погоде выработка составила 30Вт.

Все хорошо, я только успеваю порадоваться «до чего техника дошла», как слышу весьма громкий шум — в инверторе включился кулер. На габаритах инвертора китайцы сэкономили, и высокооборотный 40мм кулер дает такой шум и свист воздуха, что его слышно в соседней комнате. Конечно, в идеале обороты кулера должны были бы регулироваться в зависимости от температуры инвертора, но в моем случае это не работало. Т.к. использовать инвертор на полную мощность 500Вт я не планирую, то просто заказал другой, менее шумный кулер, которого для 100-200Вт вполне должно хватить.

Кстати, внутренности инвертора выглядят так:

Вот так нагреваются его части во время работы, температура компонентов до 40 градусов:

Это в принципе немного, с другой стороны, и мощность всего лишь 1/10 от максимальной. Было бы интересно проверить его нагрев при полных 500Вт, но такой возможности нет.

Другой недостаток проявился вечером, когда солнечные панели дают мало энергии — инвертор пытается включиться, загорается светодиод, но напряжение панелей от нагрузки проседает и он выключается, затем процесс повторяется снова. Вряд ли такие включения-выключения полезны для электронных компонентов, с другой стороны, ничего сильно страшного тут в принципе нет. Разработчики могли бы предусмотреть более интеллектуальный способ отключения инвертора, с другой стороны, это самая дешевая модель на рынке, да и работа от 100Вт панели для 500-ваттного инвертора не является штатной.

Итог: судя по ваттметру, целиком за солнечный день в сеть со 100-ваттной панели было отдано 0.25КВт*ч. В ценах на электричество желающие могут пересчитать сами, как и срок окупаемости инвертора (его цена около 80$). Пиковая мощность, зафиксированная ваттметром, составила 65Вт, а средняя мощность в утреннее время (панели направлены на восток) 30-40Вт. (Теоретически, со 100-ваттной панели можно получить 80-90Вт мощности, если развернуть ее более правильным образом и использовать более толстые провода).

Следующий день был пасмурным с дождем, и инвертор вполне ожидаемо, не запустился вообще. Он пытался включиться утром каждые 5 секунд, запуская при этом кулер, и «вззз-вззз» было слышно по всей комнате. В общем, с таким инвертором будильник по утрам точно не нужен. Хотя это не проблема инвертора как такового — во-первых, 500-ваттный инвертор просто не рассчитан на использование 100-ваттной панели, во-вторых, он не предназначен для установки в комнате.
Когда дождь закончился и небо относительно прояснилось, инвертор запустился, отдаваемая в сеть мощность составила около 12Вт.

Заключение

Технология grid tie работает, почти как ожидалось, даже с небольшими панелями балконного размера. «Почти», т.к. мощности панелей недостаточно для работы инвертора на полную мощность. В то же время, даже в таком виде инвертор работает, отдавая в сеть энергию уже при 10-20Вт выработки. Для моих балконных панелей пиковая мощность, зафиксированная ваттметром, составила 65Вт, а средняя в утреннее и солнечное время суток примерно 30-40Вт.

В ясный солнечный день в сеть со 100-ваттной панели было отдано 0.25КВт*ч. Кстати, 0.25КВт*ч это много или мало? Этого достаточно для 15 минут работы микроволновки, 30 минут работы компьютера, 24 часов работы светодиодной лампы или 2-3 использований небольшого электрического чайника.

Однако показанный выше инвертор я не могу рекомендовать для балконной установки — лучше брать микро-инвертор, не содержащий кулеров, ну и мощность панелей должна составлять не менее 200Вт при напряжении 20-40В.

PS: C отдачей электроэнергии в сеть есть еще один интересный вопрос — что будет если суммарная выработка панелей больше, чем потребляемая мощность?

Ответ не так прост как кажется, тут есть 2 варианта.

Если установлен обычный счетчик, то он просто считает энергию «по модулю», так что излишки энергии уйдут в общедомовую сеть к соседям, а счетчик просуммирует ее как потребленную — за отданную соседям энергию еще и придется заплатить (что конечно обидно).

Современные счетчики умеют считать «экспорт» и «импорт» электроэнергии, эти пункты показаний есть отдельно в меню. В идеале, это должно учитываться при платежах и расчетах. Увы, возможность экспорта энергии в сеть в РФ пока что официально отсутствует. В Европе такая возможность разумеется, есть. Из стран СНГ реализация электроэнергии доступна в Армении, Украине, Казахстане и Белоруссии. Поэтому устанавливая grid tie инвертор, нужно либо рассчитывать мощность так, чтобы вся она потреблялась домашними устройствами, либо устанавливать дополнительный модуль (grid tie limiter), предотвращающий отдачу в сеть если она больше потребляемой. В России решить вопрос с экспортом электроэнергии обещали в 2018 году, как оно будет, пока неизвестно. Очевидно, что из всех проблем, это не самая насущная в стране, так что быстрого решения вопроса не предвидится. Пока что, как подсказывает гугл, в России есть только один дом, владелец которого в частном порядке оформил возможность экспорта энергии в сеть, но это скорее исключение. В случае балкона, о реализации излишков речи конечно не идет, но даже 50-100 ватт энергии вполне могут пригодиться для компенсации работы WiFi-роутера или мини-сервера, не говоря уже о холодильнике.

Следующей в очереди на тестирование стоит батарея ионисторов, которую планируется использовать для накопления электроэнергии. Что из этого получится, я не знаю сам. Также планируется выложить на youtube видеодемонстрации работы системы, но это занимает больше времени чем планировалось.

• солнечная энергия
• солнечная батарея
• экология
• grid tie

• Энергия и элементы питания
• Экология
• Электроника для начинающих

В чем отличие On-grid и off-grid инверторов и солнечными электростанциями?

В чем разница между сетевыми On-grid и автономными off-grid солнечными электростанциями?
On-grid означает, что ваша солнечная система привязана к вашей местной коммунальной городской электросети. Простыми словами, солнечная энергия преобразуется инвертором и может направляться в городскую сеть. Либо же закрываться непосредственно при помощи лимиттера, ваши потребители в доме или на предприятии. Все это означает для вас, то что ваша коммунальная городская сеть работает как аккумуляторная батарея для инвертора.

Есть инвертора с функцией On-grid, они работают следующим образом. Если вы производите больше энергии с ваших солнечных панелей, чем вы используете, избыточная энергия отправляется в вашу городскую сеть. У вас могут закрываться потребители до инвертора, или продаваться по зеленому тарифу излишки. Быть привязанным к сети выгодно, потому что, вам не нужно покупать дорогую систему резервного питания для хранения излишков энергия, в аккумуляторах.

off-grid или Автономность означает, что вы никак не связаны с энергосистемой вашей гос сети. Простыми словами инвертор может брать энергию с городской сети, для ее трансляции в режиме байпас, либо при заряде акб. Это привлекательно, потому что вы на 100% самодостаточны. И никак не зависите от городской сети, как в первом варианте. Однако есть и недостатки, поскольку автономные системы требуют от вас приобрести резервную аккумуляторную батарею. Которая может быть дорогой, громоздкой и не очень
экологически чистой, и долговечной! Что противоречит цели перехода на солнечную энергию (сэкономить деньги и живи зеленее). — Это стремление иностранных компаний\людей

Подводим Итог — инверторы On-grid отдают энергию в гос сеть. инверторы off-grid только берут энергию из гос сети.

Так же есть инверторы On-grid\off-grid которые поддерживают работу инвертора в обоих направлениях. Но читайте внимательно, так ли это на самом деле, так как бывают уловки продавцов.

Таким образом, на сегодняшний день, существует три разновидности инверторов.

What is the difference between on-grid and off-grid solar power plants?
On-grid means your solar system is tied to your local public utility grid. In simple terms, solar energy is converted by an inverter and can be sent to the city grid. Or close directly with a limiter, your consumers in the home or business. All this means to you is that your utility grid is acting like a battery for an inverter.

There are inverters with the On-grid function, they work as follows. If you produce more energy from your solar panels than you use, the excess energy is sent to your city grid. You may close consumers before the inverter, or sell surplus at a feed-in tariff. Being tethered to the grid is beneficial because you don’t have to buy an expensive backup power system to store excess energy in batteries.

off-grid or Autonomy means that you are not connected in any way with the power system of your state network. In simple words, the inverter can take energy from the city network, for its transmission in bypass mode, or when charging batteries. It’s attractive because you are 100% self-sufficient. And do not depend on the city network in any way, as in the first option. However, there are downsides as standalone systems require you to purchase a battery backup. Which can be expensive, bulky and not very
environmentally friendly, and durable! Which is contrary to the goal of switching to solar energy (save money and live greener). — This is the desire of foreign companies / people

Summing up — On-grid inverters give energy to the state network. off-grid inverters only take energy from the state network.

There are also On-grid \ off-grid inverters that support the inverter in both directions. But read carefully if this is really the case, as there are tricks of sellers.

Thus, there are three types of inverters.

Другие статьи

• 31.12.2014Обзор автоматики для включения зарядного устройства(4)
  Всем доброго времени суток! Вот нашёл время для сборки автоматики для включения […]Posted in Автоматика
• 12.05.2023распространитель клеветы Сними короны(0)
  Я не в описании и не в тегах не указываю название его канала. Это еще одна клевета, что […]Posted in News
• 03.12.2019НАСТОЛЬНАЯ КОЛЬЦЕВАЯ ЛАМПА ЕЙ НУЖЕН ТОК(0)
  Кольцевой свет, я приобрел для видео трансляций. но и повседневной жизни я нашел для […]Posted in интересные лоты AliExpress Ebay, LED
• 29.01.2019Видео наблюдение с возможностью подключения через интернет к вашему смартфону wifi BT621AW(0)
  В данном видео я рассмотрю камеру для Видео наблюдения с возможностью подключения через […]Posted in Видео наблюдение
• 31.10.2013Самодельный резак для солнечных элементов. черновой вариант!(5)
  Решил так же опубликовать вторую попытку записи, чтобы могли наглядно увидеть, как я […]Posted in Солнечные батареи

FAQ Что такое Грид инвертор grid tie inverter или самая простая система для начинающих.

FAQ Что такое Грид инвертор grid tie inverterили самая простая система для начинающих. У меня часто спрашивают одно и тоже, например можно ли грид инвертор использовать как обычный инвертор, как подключить грид,что такое вообще этот грид.

На эти а также может другие какие то поверхностные вопросы надеюсь начинающие смогут найти в следующем коротком видео ролике. Сразу скажу что я гриды сильно не рекламирую и не показываю только по той причине во первых, возросшая на них сильно цена, во вторых очень много продавцов которые продают откровенное б/у Г…. , чтобы никого не подводить данная тема пока не всплывает на моем сайте, да и ремонт их дело специфическое которым занимается очень мало человек, и обычно этим не афишируют.

Я ремонтирую но на поверхностном уровне, если ненужно рыть плату возле контроллеров я обычно за такое не берусь, так как без схемы с номиналами деталей для меня там рыться как в лесу..

Ну и сам ролик который я надеюсь вкратце, прольет хоть немного свет на этот чудо прибор, для тех кто с ними никогда не сталкивался можно посмотреть далее :

Другие статьи

• 19.06.2013Испытание Grid последний тест!(15)
  И так для тех кто ждал выходных пока я отсниму тест grid invertеra, решил не заставлять […]Posted in Грид инвертор
• 18.09.2013Ремонтируем grid tie inverter + Специальная Автоматика!(9)
  Не так давно я рассказывал, как человек установил грид на улице и он у него сгорел. Вот […]Posted in Грид инвертор
• 27.02.2021Испытание сетевого грид инвертора от солнечных панелей последний тест(0)
  Испытание сетевого грид инвертора от солнечных панелей, и от аккумуляторов напрямую. […]Posted in Сетевой инвертор
• 16.09.2016Ремонт Грид инвертора 200 Ватт: не работает вентилятор охлаждения Серия 3(0)
  Последний ремонт грид инвертора, в котором я исправил последнюю проблему, где из строя […]Posted in Грид инвертор
• 27.08.2015Сгорел грид инвертор, из за скачков гос сети. Что выгорело смотрите в видео(0)
  Сгорел грид инвертор, из за скачков гос сети. Для тех кому интересно из за чего выходит […]Posted in Грид инвертор

Поделиться ссылкой:

• Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы открыть на Facebook (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Tumblr (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на Reddit (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Pinterest (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в WhatsApp (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Telegram (Открывается в новом окне)