СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2015

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 12 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2015 Преобразователь-инвертор Солнечная батарея Ветрогенератор Устройства накопления энергии и потребители = = = ∼ ния, в том числе, с тонкоплёночными PV-модулями. Для построения мощных солнечных генерирующих станций или промышленных объектов приме- няются мощные инверторы для преоб- разования постоянного тока в пере- менный, которые имеют трёхфазный выход, что предусматривает их подклю- чение к промышленной сети 380 В [5]. Например, линейные инверторы для автономных объектов имеют выходную мощность до 22 кВт (при КПД 97,3%), что позволяет обеспе- чить питание отдельного дома или фермерского хозяйства. На рисун- ке 7 показана блок-схема подключе- ния инвертора в системе автономно- го энергоснабжения. Цена такого обо- рудования для частного потребителя составляет 60…80 тыс. руб. Интерес- но, что даже в Финляндии, на широтах более 60 ° , автономные системы энер- гообеспечения на основе преобразо- вателей энергии Солнца и ветра мож- но встретить повсеместно. Фермеры не экономят на них, поскольку такое оборудование окупается за несколько лет (с учётом стоимости электроэнер- гии). В России пока такого массового применения ФЭ-установок не наблю- дается, особенно в фермерском секто- ре. Однако интерес к ним есть. Рассмотрим стоимость автономной системыФЭ мощностью 3 кВт для быто- вых нужд. Эти данные помогут предста- вить, насколько рентабельны затраты на такое оборудование для отдельных потребителей. Цены даны по состоя- нию на март 2015 г. Главный элемент – ФЭ-модуль REC 225 PE 48 стоит в розницу почти $700, преобразователи с системой пита- ния FP 2 48V – $2000, преобразователь FP 2 48V 1500 HE – ещё $720, выпря- митель FP 2 48V HE (2 кВт) обойдётся в $500, контроллер EXIDE Solar Battery 7OPzV 600-24 – $725. Качественные АКБ с большим числом циклов раз- ряда/заряда – $800, комплект кабелей питания – $250, каркас для установки модулей – $500. Итоговая сумма полу- чается внушительная. Передовые промышленные предпри- ятия и учреждения в России уже исполь- зуют солнечную энергию. Например, на островах Валаамского архипелага, в том числе для энергопитания Вала- амского монастыря, давно применяет- ся система на основе солнечных бата- рей (см. рис. 8), состоящая из последо- вательно включённых линеек модулей типа REC Solar REC 240PE с выходной мощностью 240 Вт. Основные технические характери- стики инверторов MPPT (со встроен- ным трансформатором) для солнеч- ных батарей следующие: ● входная мощность 4400 Вт (посто- янный ток); ● входное напряжение 230…480 В (по- стоянный ток), 600 В (макс.); ● выходное напряжение 185…276 В (пе- ременный ток), 50/60 Гц; ● КПД в непараллельном включении до 97,3%; ● класс защиты IP65 (уличное приме- нение); ● гарантированный диапазон темпе- ратур –25…55 ° C; ● энергопотребление в «ночном» режи- ме <1 Вт; ● включение инвертора при входной мощности солнечного излучения 7 Вт. Инверторы для преобразования тока (постоянного – от солнечных батарей – в переменный для питания однофаз- ных или трёхфазных сетей) различа- ются по предназначению: централь- ные инверторы служат для построения мощных солнечных генерирующих станций или промышленных объектов. Они имеют трёхфазный выход (исклю- чительно) и рассчитаны для подклю- чения к потребителям электроэнер- гии в промышленной сети мощностью 20…500 кВт. Линейные инверторы предназначе- ны для автономных объектов (жилые здания, коммерческие объекты), рас- считаны на подключение к сети пере- менного тока (GRID Connection) с мощ- ностью потребителя в диапазоне 2,2…22 кВт, по однофазной или трёх- фазной схеме. Линейные инверторыMPPT, как пра- вило, бестрансформаторные. Они рас- считаны на диапазон входного напря- жения 350…710 В постоянного тока, и пиковое до 880 В, а также имеют очень широкий диапазон работы в режиме MPPT. Выходное напряжение составля- ет 230 В при частоте 47,5…50,2 Гц, что приемлемо для большинства бытовых потребителей в России. Они отличают- ся очень высоким КПД (96,7%) и име- ют класс защиты IP66, что позволяет им эффективно работать круглый год при изменениях температуры окружа- Рис. 7. Блок-схема подключения инвертора в системе автономного энергоснабжения Рис. 8. Система солнечных батарей на острове Валаам (Республика Карелия)