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. Продолжение следует.

• Цена: $71,46

Вчера получен очередной Грид инвертор, который является самым дешевым на ebay магазине. Вся информация о том, что это и для чего, а так же автоматики, разработанные мной для грида, можно найти у меня на сайте. Вкратце, это устройство, которое предназначено преобразовывать от солнечных батарей постоянное напряжение, в переменное напряжение, и отдавать его напрямую в сеть 220, минуя аккумуляторы и контроллеры заряда, они просто не нужны. И так предыстория и зачем я поднял эту тему на сайте муськи. Дело все в том, что еще в том году я покупал у этого продавца такой же инвертор, но более мощный на 600 Ватт, и он у меня сгорел при первом же включении. Продавец не захотел возвращать мне за него деньги, а служба поддержки без обратной пересылки продавцу, встала на его сторону. Доставка стоила в районе 2000 т рублей, а возврат всего 5 000 и того я теряю 2000, я тогда отказался. Длительная переписка ни к чему не привела, продавец дотянул до конца. Проще говоря, деньги я потерял, и восстановить его у меня не получилось, и все из — за плохой сборки! И вот прошло время, и меня попросили приобрести под заказ данную вещь, так как в России они спросом особой не пользуются, из-за того что люди не знают какие плюсы в экономии электро энергии она может подарить! Да и ремонтом у нас их некто не занимается. На своем опыте я пытаюсь заполнить эти пробелы. И так чтобы сэкономить решил попытать счастье, заказав опять у этого продавца. В этот раз я заказал, два Новых Грид инвертора на 200 Ватт и одной модели. Себе на обзор и эксперименты, ну и человеку соответственно. Получено в разное время с интервалом в две с половиной недели. Первый пришел новенький ни пылинки, ни соринки, но взорвался при первом включении и без ремонта не заработал, название видео: Новый Грид или Grid Tie Inverter по Русски! Осторожно рискуете! Видео тут: Второе видео после ремонта. Название видео: Grid Tie Inverter по Русски! Тест после ремонта! Видео тут: Плюсы данного грида: — Высокая Скорость реакции — Широкий диапазон питающих напряжений — Мощность, полученная с грида, составляет 349 Ватт, что превышает заявленную на 149 Ватт. — Хороший обдув, низкий нагрев на максимальной мощности. Минусы: — Данный продавец — Низкого качества выходные транзисторы — Работа только в помещении — Слабые защиты по входу и выходу, следует перепроверять полярность, чтобы не сжечь! Второй Грид инвертор получен вчера. После вскрытия обнаружено, что не имеет ни заводской упаковки, б/у сетевой шнур, поцарапанный и деформированный корпус, Без винта крепления, часть винтов не докручена, видны следы вскрытия. Следы вскрытия настолько явно выражены, что складывается впечатление, что разбирал дилетант, при этом головки винтов под звездочку сорваны. Далее у меня нет слов, зато есть видео. Фотографий я не делаю, так как снимать особо нечего. Само видео: Минусы такого грида: — Низкая скорость реакции — Сложность в ремонте из-за сложности платы. — Частые проблемы с этой моделью, если не переделывать. Для чего я написал этот маленький непонятный для многих обзор, чтобы защитить и предостеречь от покупок у данного продавца! Ну и показать по первым двум видео, что первый полученный Грид вполне не плохой. Но без навыков ремонта таких вещей или, не имея знакомых, уж лучше пользоваться солнечными батареями по старинке. Или сразу брать ключи про запас. Ну, или есть желание в приобретении данного товара, рекомендую обратить внимание на подобные товары у других продавцов. Так как 4 из 4 гридов подверглись ремонту, причем 1 Грид лежит как дорогая запчасть! Рекомендую, воздержатся от покупок у продавца Я понимаю, что всего 5 % людей понимают, про что я говорю, и извиняюсь перед теми, кто не понимает. Еще раз напишу что такое грид и почему я его так называю. GRID TIE POWER Inverter в переводе на Русский звучит так — отдача электроэнергии в сеть инвертором. Так как есть сетевой инвертор, чтобы не путаться я его называю коротко грид, или GRID что значит в моем сокращении отдача в сеть. Не знаю, можно или нет, но решил так же выложить старый ролик про солнечные батареи: Если есть желание узнать про мои эксперименты милости прошу: peling.ru Только для Муськи и интересующихся людей, решил сказать зачем это нужно и просчитать окупаемость системы. И так что такое Грид Инвертор — это устройство способное отдавать полученную энергию от солнечных батарей напрямую в сеть 220 или 110 вольт, в зависимости от вашей сети. При этом, не нужны аккумуляторы, контроллер заряда дорогостоящий инвертор, мощные провода. Все очень просто Нужна солнечная батарея и грид инвертор. Смотри рисунок: Как видим схема проста и эффективна она в дневное время. Солнечная батарея для инвертора из моего обзора нужна максимальной мощностью 200 ватт 12 вольт или две солнечные батареи по 100 ватт 12 вольт. Если вам дешевле взять солнечную батарею большой мощности на 24 вольта, то и грид должен быть на 24 вольта. Ставить меньше мощности на 200 ваттный грид можно! Больше не рекомендую так как часть мощности за предел 200 ватт будет просто не учитываться системой. И соответственно не целесообразно. Требуемые условия для данного комплекта: Счетчик ЭЭ не должен учитывать внутренний или лишний трафик сети! (отписывались такие счетчики встречаются в России) Обычно счетчики либо останавливаются либо крутятся в обратном направлении. Установка солнечной батареи, если в панельном доме то только за окном, для повышения КПД! И так сами расчеты с реальной стоимостью. Солнечная батарея — 5600 рублей -1 шт 100 ватт 2 штуки 11200 Грид инвертор минимум 3000 рублей штука расчет светового дня будет из ходить из 10 часов усредненное значение пасмурных и солнечных дней в год. нам нужно оправдать цену системы 14200, сразу скажу если у вас кто-то днем находится постоянно вы заметите что за ЭЭ станете платить меньше, и причем вполне законно. 0. 3 кВатт*10*365*2 = цену сэкономленных денег в год. на эту систему уже не потребуется ничего тратить в будущем срок ее жизни зависит от качество грид инвертора. Гдв в формуле 2 это цена за 1кВт ЭЭ Солнечные батареи на 24 вольта стоят по меньше. Последняя цена на 250 Ватт 24 вольта была 8900 грид стоит примерно столько же 3000 рублей Цена системы уже будет 11900, а мощность в час уже будет не 0.3 кВт а 0.35 кВт. Соответственно система окупится раньше. И не забывайте цена за кВт в месяц упадет сразу после установки системы!..

Фильтр По индексу сортировки (возрастание)По популярности (убывание)По популярности (возрастание)По алфавиту (убывание)По алфавиту (возрастание)По цене (убывание)По цене (возрастание)

— мощностьпостоянного тока: 3400WWWV;- максимальный входной ток: 11А;- максимальная эффективность: 97,6%;- габариты: 271х267х14мм;- вес: 8,8 кг<o>

-максимальная мощность: 5300 Вт;- максимальное напряжение: 600 В;- минимальное напряжение: 150 В;- рабочий диапазон напряжения: 80-550/360 В;- диапазон напряжения при полной нагрузке: 160-500 В;- кол-во МРРТ-трекеров/кол-во контактных пар: 2/1;- тип подключения: однофазный;- эффективность: 97,9 %;- габариты: 355х419х158 мм;- вес: 14,5 кг<o>

— мощность постоянного тока: 1300W;- номинальная мощность на выходе: 1000W;- частотный диапазон: 50,60Гц (+-5Гц);- максимальное входное напряжение 450W;- диапазон входного напряжения 70-450V;- максимальный входной ток: 10А;- максимальная эффективность: 97,4%;- габариты: 271х267х14мм;- вес: 6,1 кг

— мощностьпостоянного тока: 2300WWWV

Сетевые (grid-tie, on-grid) инверторы предназначены для преобразования постоянного тока от солнечных батарей (ФЭС) в переменный ток напрямую в сеть 220В.Сетевые инверторы идеально подходят для генерации напрямую электроэнергии в сеть или компенсации части энергозатрат в дневное время.Отличительная особенность — наличие синхронизации с основной сетью. В случае исчезновения напряжения в сети инвертор в целях безопасности отключит подачу электроэнергии.Семинар по сетевым инверторам:

Используемые источники:

• https://habr.com/post/404165/
• https://mysku.ru/blog/ebay/24154.html
• https://invertory.ru/category/setevye-invertory/