Инвертор является одним из наиболее важных устройств в солнечной системе. Это устройство, которое преобразует электричество постоянного тока (DC), вырабатываемое солнечными панелями, в электричество переменного тока (AC), используемое в сети. В постоянном токе электричество поддерживает постоянное напряжение в одном направлении. При переменном токе, когда напряжение меняется с положительного на отрицательное, ток течет в цепи в обоих направлениях. Инверторы — это лишь один пример класса устройств, называемых силовой электроникой, которые используются для регулирования потока электричества.
По сути, инвертор преобразует постоянный ток в переменный, очень быстро переключая направление входа постоянного тока вперед и назад. В результате вход постоянного тока становится выходом переменного тока. Кроме того, фильтры и другая электроника могут использоваться для генерации напряжения, которое превращается в чистую повторяющуюся синусоидальную волну, которую можно подавать в сеть. Синусоидальная волна — это форма или характер изменения напряжения с течением времени, а также образец электричества, который сеть может использовать без повреждения электрооборудования, предназначенного для работы на определенных частотах и напряжениях.
Как солнечные инверторы работают в фотоэлектрических системах:
Когда солнечный свет попадает на солнечную фотоэлектрическую (PV) систему, электроны внутри солнечного элемента начинают двигаться, производя энергию постоянного тока (DC). Цепи внутри батареи собирают электроэнергию для использования в вашем доме.
Именно здесь на помощь приходят солнечные инверторы. Большинство домов работают на энергии переменного тока (AC), а не постоянного тока, поэтому энергия, производимая солнечными панелями, сама по себе бесполезна. Когда солнечные панели собирают солнечный свет и преобразуют его в энергию, она передается на инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный. В этот момент ваше солнечное электричество может питать ваши приборы и электронные устройства или может возвращаться в сеть, если вы производите больше энергии, чем вам нужно.
Сравнение технологий солнечных инверторов: струнные инверторы, струнные инверторы с оптимизатором мощности и микроинверторы
У всех инверторов одна и та же основная задача: преобразовать солнечную энергию постоянного тока в энергию переменного тока, полезную для вашего дома. Однако вы можете выбрать одну из трех различных технологий солнечного инвертора для своей системы солнечных панелей, каждая из которых работает немного по-своему.
Струнный инвертор: стандартный централизованный инвертор
В большинстве небольших солнечных систем используются струнные инверторы, также известные как «центральные» инверторы. В солнечной фотоэлектрической системе со струнным инвертором каждая панель соединена в «цепочку». К центральному инвертору можно подключить несколько цепочек (обычно до трех). Когда ваши панели производят энергию, она отправляется на инвертор, обычно расположенный сбоку от вашего дома, гаража или подвала. Инвертор преобразует всю электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями, в переменный ток для использования на вашей территории.
Плюсы: Струнные инверторы — самый дешевый вариант и представляют собой надежную инверторную технологию. Их также проще всего обслуживать, поскольку они расположены в легкодоступном месте.
Недостатки: Ухудшение производительности одной солнечной панели (т.е. из-за затенения) может повлиять на мощность всех панелей на одной солнечной цепочке. Хотя несколько цепочек могут разместить несколько плоскостей крыши на одном и том же инверторе, струнные инверторы могут не подойти для более сложных системных конструкций или крыш с регулярным затенением.
Подходит для: объектов недвижимости с «простыми» крышами, которые получают постоянный солнечный свет в течение дня, а также домовладельцев, ищущих недорогую солнечную фотоэлектрическую систему.
Оптимизатор мощности: вариант на базе панели, который можно использовать в сочетании со струнным инвертором.
Оптимизаторы мощности можно рассматривать как компромисс между струнными инверторами и микроинверторами. Как и микроинверторы, оптимизаторы мощности расположены на крыше, рядом с отдельными солнечными панелями (или интегрированы с ними). Однако системы с оптимизаторами мощности по-прежнему отправляют энергию на централизованный инвертор.
Оптимизатор мощности не преобразует постоянный ток в переменный на солнечной панели. Вместо этого они «регулируют» мощность постоянного тока, фиксируя напряжение, подаваемое на струнный инвертор. В сценариях затенения системы, в которых оптимизаторы мощности сочетаются со струнными инверторами, более эффективны, чем системы, в которых используются только струнные инверторы.
Плюсы: как и микроинверторы, оптимизаторы мощности могут повысить эффективность вашей системы солнечных батарей, если у вас сложная крыша или частое затенение; однако оптимизаторы, как правило, стоят дешевле, чем микроинверторы. Они оптимизируют выходные данные каждой панели, чтобы смягчить влияние, которое может оказать любая затененная панель, и обеспечивают возможность мониторинга производительности отдельной панели.
Недостатки: Система, сочетающая оптимизатор мощности с инвертором цепочки, стоит дороже, чем система со стандартной опцией инвертора цепочки. Как и микроинверторы, солнечные фотоэлектрические системы с оптимизаторами мощности могут быть более сложными в обслуживании.
Подходит для: домовладельцев с немного не идеальной солнечной крышей, которые готовы платить больше, чтобы повысить производительность своей системы солнечных панелей, но не хотят вкладывать средства в микроинвертор.
Микроинверторы: высокая производительность, высокая стоимость
Если струнные инверторы можно считать «центральными» инверторами, то микроинверторы являются «распределенными» инверторами. Солнечные фотоэлектрические системы с микроинверторами устанавливают небольшой инвертор вместо каждой солнечной панели. Вместо того, чтобы направлять энергию от каждой панели к одному инвертору, микроинверторные системы преобразуют солнечную энергию постоянного тока в мощность переменного тока непосредственно на крыше.
Плюсы: наличие микроинвертора на каждой солнечной панели может повысить производительность, особенно для систем более сложной конструкции или требующих затенения. Микроинверторы оптимизируют выходную мощность каждой панели на панели, чтобы смягчить эффект затенения и обеспечить мониторинг системы на уровне панели.
Недостатки: Микроинверторы стоят намного дороже, чем струнные инверторы, а поскольку они находятся на крыше, их сложнее обслуживать или ремонтировать, если что-то пойдет не так.
Лучше всего подходит для: систем с солнечными панелями, обращенными в разные стороны, домовладельцев, стремящихся максимизировать солнечную энергию в небольшом пространстве, а также «сложных» крыш с фронтонами, дымоходами или другими объектами, которые могут создавать тени на недвижимости.