Струнные солнечные инверторы: преимущества, недостатки и когда их использовать.

Инвертор для солнечных батарей преобразует постоянный ток (DC), вырабатываемый группой солнечных панелей, в переменный ток (AC), который может использоваться для нужд дома, предприятия или электросети. В типичной системе с инвертором несколько солнечных панелей соединены вместе в «цепочку», и один инвертор управляет преобразованием энергии для этой группы.

Струнные солнечные инверторы часто являются практичным выбором для простых, незатененных крыш, коммерческих зданий, наземных систем и солнечных проектов, где важны контроль затрат, простота обслуживания и проверенная производительность.

В системах, сочетающих солнечную энергию и аккумуляторы, выбор инвертора также влияет на совместимость аккумуляторов, конструкцию резервного питания, мониторинг и возможности дальнейшего расширения. Если вы планируете проект по установке солнечной батареи в доме, полезно сравнить варианты инверторов вместе с совместимой аккумуляторной системой, например, Avepower решения для хранения энергии в доме.

Что такое струнные солнечные инверторы?

Струнный солнечный инвертор — это тип солнечного инвертора, который подключается к группе солнечных панелей, соединенных последовательно. Эта группа называется «струной». Инвертор получает постоянный ток от струны солнечных панелей и преобразует его в переменный ток для бытовых приборов, потребления электроэнергии предприятиями или для экспорта в сеть.

В стандартной бытовой солнечной энергосистеме обычно устанавливается один сетевой инвертор на стене рядом с распределительным щитом, электросчетчиком или главным распределительным щитом. Для более крупных коммерческих или промышленных проектов может использоваться несколько сетевых инверторов, распределенных между различными панелями.

Простая схема расположения элементов в системе выглядит следующим образом:

Солнечные панели → Схема подключения постоянного тока → Инвертор → Переменный ток → Для дома, бизнеса, аккумуляторной системы или электросети

В проекте, сочетающем солнечную энергию и систему хранения энергии, система может также включать в себя аккумуляторный инвертор или гибридный инвертор, в зависимости от того, используется ли аккумуляторная батарея. Связанный по переменному или постоянному токуЕсли вы сравниваете архитектуру инвертора и батареи, AvepowerАвтора рекомендации по совместимости инверторов может помочь монтажникам и заказчикам проектов проверить протоколы связи, напряжение системы и оптимальное сочетание батарей.

Как работают струнные солнечные инверторы

Инверторы для солнечных батарей, работающие в режиме последовательного соединения, получают постоянный ток от соединенных между собой цепочек солнечных панелей и преобразуют его в переменный ток. В стандартной схеме последовательного соединения несколько панелей соединены последовательно. Это означает, что их напряжения суммируются, прежде чем энергия достигнет инвертора.

Эта конструкция эффективна и относительно проста, но она также означает, что расположение панелей имеет значение. Панели в одной цепочке должны получать примерно одинаковое количество солнечного света. Avepower Рекомендуется использовать панели, которые лучше работают при одинаковом освещении и затенении и объединены в одну цепочку.

Именно поэтому чистая, обращенная на север или равномерно ориентированная крыша часто идеально подходит для использования сетевых солнечных инверторов. Сложная крыша со множеством небольших плоскостей, дымоходами, деревьями, мансардными окнами или различными углами наклона может потребовать дополнительной проектной работы.

Типы струнных солнечных инверторов

Струнные солнечные инверторы можно классифицировать по типу фаз, размеру системы и совместимости с аккумуляторными батареями.

1. Однофазные строчные инверторы

Однофазные струнные инверторы широко используются в небольших бытовых солнечных системах. Они подходят для домов, подключенных к стандартным однофазным сетям электроснабжения. Однофазные солнечные инверторы мощностью от 3 до 6 кВт широко используются в бытовых фотоэлектрических системах на крышах и в отдельно стоящих домах.

2. Трехфазные строчные инверторы

Трехфазные струнные инверторы широко используются в больших домах, на крышах коммерческих зданий, промышленных сооружениях, фермах и крупных системах, подключенных к электросети.

Трехфазный источник питания может работать как с однофазными, так и с трехфазными инверторами, но трехфазные инверторы обеспечивают большую мощность и могут поддерживать более высокие пределы экспорта или выходной мощности, когда энергосистема применяет фазовые ограничения.

3. Гибридные струнные инверторы

Гибридный сетевой инвертор объединяет функции солнечного инвертора и аккумуляторного инвертора. Он соединяет солнечные панели, аккумуляторные батареи, электросеть и бытовые или коммерческие нагрузки через единую интегрированную платформу.

Гибридные струнные инверторы часто используются при одновременной установке солнечных батарей и аккумуляторов. При правильном проектировании они могут упростить проектирование системы, уменьшить дублирование оборудования и улучшить поток энергии на стороне постоянного тока.

Для новых системы солнечной энергии плюс накопленияПользователи могут сравнить требования к инвертору с AvepowerАвтора универсальные аккумуляторные системы or решения для хранения энергии в высоковольтных батареях в зависимости от масштаба проекта.

4. Многострунные инверторы

Многоблочный инвертор может принимать входной сигнал от нескольких групп солнечных панелей. Это полезно, когда солнечная батарея состоит из разных групп панелей, которыми необходимо управлять отдельно.

Например, одна линия электропередачи может быть направлена ​​на север, а другая — на запад. Каждая линия должна быть спроектирована тщательно, но многолинейная архитектура предоставляет монтажникам больше гибкости, чем однолинейная схема.

Преимущества струнных солнечных инверторов

Более низкие первоначальные затраты

По сравнению с микроинверторными системами, струнные солнечные инверторы обычно имеют более низкую первоначальную стоимость оборудования, поскольку один инвертор может управлять несколькими солнечными панелями.

Это делает струнные солнечные инверторы привлекательными для экономичных бытовых систем, простых коммерческих крыш и более крупных проектов, которые не обязательно требуют электроники на уровне панелей.

Упрощенная конструкция системы

Струнные инверторы особенно хорошо работают на простых конструкциях крыш, где солнечные панели ориентированы в одном направлении и получают схожий солнечный свет. Струнные инверторы лучше всего подходят для чистых, незатененных поверхностей крыш, в то время как микроинверторы часто лучше подходят для сложных крыш с проблемами затенения.

Для крыш с минимальным затенением струнные инверторы могут обеспечить надежную и эффективную архитектуру системы.

Упрощенное централизованное техническое обслуживание

Сетевые инверторы обычно устанавливаются на стене рядом с распределительными щитами, счетчиками электроэнергии или местами размещения электрооборудования. Такой способ установки, как правило, проще в обслуживании по сравнению с установкой электроники на крыше.

Для обеспечения оптимальной производительности и увеличения срока службы струнные инверторы следует по возможности избегать воздействия прямых солнечных лучей. Для монтажников и сервисных бригад размещение инвертора в централизованном месте упрощает осмотр, замену и устранение неисправностей.

Проверенная и зрелая технология

Сетевые инверторы используются уже много лет в жилых, коммерческих и других объектах. крупномасштабные солнечные проектыИх долгая история полевых исследований — одна из причин, почему многие EPC Подрядчики, установщики солнечных электростанций и разработчики проектов продолжают отдавать предпочтение архитектурам с последовательным подключением инверторов для подходящих областей применения.

Отлично подходит для коммерческих и коммунальных систем.

Сетевые инверторы используются не только в жилых домах. Они широко применяются в жилых и коммерческих объектах, включая крыши, навесы для автомобилей, наземные солнечные батареи и системы слежения за солнцем.

В крупных энергетических проектах архитектура с использованием струнных инверторов также позволяет сделать расширение и обслуживание системы более модульными по сравнению со старыми централизованными инверторными конструкциями.

Недостатки струнных солнечных инверторов

Затенение может снизить выходную мощность струн.

Одним из главных ограничений традиционных систем с последовательным инвертором является то, что солнечные панели в одной цепочке электрически соединены. Если одна панель затеняется, загрязняется, повреждается или работает с низкой производительностью, это может повлиять на выходную мощность всей цепочки.

Ориентация крыши имеет значение.

Инверторы для солнечных батарей, работающие в связке, показывают наилучшие результаты, когда солнечные панели в одной цепочке направлены в одном направлении и работают при схожих углах наклона и условиях солнечного света.

Если солнечные панели установлены на трех или более участках крыши с различной ориентацией или значительным затенением, то струнный инвертор может оказаться не самым идеальным решением.

Выход из строя центрального инвертора может остановить производство.

Сетевой инвертор выступает в качестве центрального преобразователя системы. В случае выхода инвертора из строя вся подключенная солнечная система может перестать вырабатывать полезный переменный ток до тех пор, пока инвертор не будет отремонтирован или заменен.

Сокращенный мониторинг на уровне панелей.

Многие стандартные системы с инверторами обеспечивают мониторинг на системном или струнном уровне, а не на уровне отдельных панелей. Если система не включает в себя оптимизаторы мощности или расширенные функции мониторинга, выявление неисправной или работающей с низкой производительностью панели может быть более сложным.

Дальнейшее расширение может оказаться более сложным процессом.

Если в дальнейшем будут установлены дополнительные солнечные панели, существующий сетевой инвертор может оказаться недостаточно мощным или гибким. Отслеживание максимальной мощности (MPPT) возможности для поддержки расширения.

В некоторых случаях может потребоваться замена инвертора или установка второго инвертора.

Струнные инверторы, микроинверторы и оптимизаторы мощности

Микроинверторы преобразуют постоянный ток в переменный на каждой панели . Они могут повысить производительность на затененных или сложных крышах, поскольку панели работают более независимо. Однако, как правило, их первоначальная стоимость выше.

Оптимизаторы мощности устанавливаются за панелями и используются с инвертором.

Характеристика	Струнный солнечный инвертор	микроинвертор	Инвертор струн с оптимизаторами
Точка конверсии	Один центральный инвертор	Один инвертор на каждую панель	Центральный инвертор плюс оптимизатор постоянного тока на уровне панели
Лучше всего	Простые крыши, не дающие тени	Сложные конструкции крыш, затенение, перспективы расширения.	Умеренное затенение или смешанные условия на крыше
Первоначальная стоимость	Обычно ниже	Обычно выше	Средний диапазон
мониторинг	Системный или строковый уровень	Уровень панели	Часто на уровне панели
допустимое затенение	Низкая	Высокая	Улучшенная
Доступ для обслуживания	Проще расположить инвертор.	Может потребоваться доступ на уровень крыши.	Доступ к инвертору прост, доступ к оптимизатору осуществляется на уровне крыши.
расширение	Может потребоваться проверка параметров инвертора.	Проще добавлять панели	Зависит от конструкции инвертора и оптимизатора.
Общего пользования	Жилой, C&I, энергетическая фотоэлектрическая система	Крыши жилых комплексов	Жилые и коммерческие системы, имеющие проблемы с затенением.

Струнные инверторы против гибридных инверторов

Струнный инвертор и гибридный инвертор не всегда являются противоположностями. Гибридный инвертор также может быть разновидностью струнного инвертора, если он подключается к цепочке солнечных панелей и одновременно управляет аккумуляторным хранилищем.

Главное отличие заключается в функциональности батареи.

Стандартный сетевой инвертор обычно управляет только преобразованием солнечной энергии. Если позже добавляется батарея, системе может потребоваться отдельный инвертор для батареи. Это распространенная практика в системах с переменным током.

Гибридный инвертор управляет солнечной фотоэлектрической системой и аккумуляторным хранилищем в одном устройстве. Правительство Австралии определяет гибридный инвертор как устройство, объединяющее функции солнечного инвертора и аккумуляторного инвертора.

Тип системы	Лучший вариант использования
Стандартный струнный инвертор	Системы, работающие только на солнечной энергии, или модернизация с использованием аккумуляторных батарей переменного тока.
Гибридный струнный инвертор	Новые установки, сочетающие солнечную энергию и аккумуляторные батареи.
Струнный инвертор плюс аккумуляторный инвертор	Добавление аккумуляторного хранилища к существующей солнечной энергосистеме
Микроинвертор плюс батарея переменного тока	Сложная конструкция крыши с возможностью переоборудования на уровне панелей и хранения.

При реализации проектов по хранению энергии в аккумуляторных батареях установщикам следует проверить напряжение батареи, протокол связи, максимальный ток заряда/разряда, сертификат безопасности и т. д. BMS совместимость. Для более подробного сравнения, пожалуйста, обратитесь к AvepowerРуководство по Гибридные солнечные инверторы.

Подходят ли струнные солнечные инверторы для хранения энергии в аккумуляторах?

Да, инверторы для солнечных батарей могут очень хорошо работать с системами хранения энергии на основе аккумуляторов, но общая архитектура системы должна быть должным образом спланирована.

Существует два распространенных подхода:

Аккумуляторные системы с переменным током

В системе с переменным током солнечная фотоэлектрическая система использует отдельный солнечный инвертор , а аккумуляторная система — отдельный аккумуляторный инвертор.

При добавлении аккумуляторного хранилища к существующей солнечной системе домовладельцы часто могут сохранить имеющийся солнечный инвертор и просто добавить аккумуляторный инвертор . Такая схема известна как система с аккумуляторным хранилищем переменного тока.

Это может стать практичным вариантом модернизации для домов, в которых уже установлен исправно работающий сетевой инвертор.

Инверторные системы с постоянным током или гибридные инверторные системы

Гибридный инвертор объединяет функции солнечного инвертора и аккумуляторного инвертора в одном устройстве. Когда солнечные панели и батареи изначально установлены вместе, гибридный инвертор может быть эффективным решением, поскольку и солнечная батарея, и батарея подключаются к источнику постоянного тока.

Это может сократить количество этапов преобразования энергии и упростить конструкцию новых солнечных энергосистем с накопителями энергии. Однако совместимость становится более важной. Аккумулятор должен соответствовать диапазону напряжения инвертора, протоколу связи, ограничениям зарядного тока и требованиям защиты.

Наилучшие области применения струнных солнечных инверторов

Струнные солнечные инверторы особенно подходят для:

Жилые дома с простыми крышами

Если большинство панелей обращены в одном направлении и затенение минимально, то струнный инвертор может обеспечить высокую эффективность и надежную работу.

Коммерческие солнечные батареи на крышах

Склады, заводы, школы и торговые здания часто имеют большие площади крыш с повторяющимися схемами размещения панелей. Многоканальные инверторы позволяют поддерживать системы больших размеров и упрощают зонирование технического обслуживания.

Солнечные проекты коммунального масштаба

В крупных солнечных электростанциях часто используется архитектура с последовательным подключением инверторов, поскольку расположение панелей является единообразным, а затенение ограничено. Компания Enphase отмечает, что последовательные инверторы часто используются в системах промышленного масштаба, где большие объемы энергии производятся на полях с минимальным или полным отсутствием затенения.

Модернизация солнечных батарей с установкой аккумуляторных батарей

В существующих солнечных системах со струнными инверторами часто можно добавить батареи через соединение переменного тока. Это полезно для клиентов, которые хотят увеличить собственное потребление или добавить резервное питание без замены всего фотоэлектрического инвертора.

Стандартизированные проекты под руководством монтажников

Для установщиков и дистрибьюторов солнечных батарей струнные инверторы хорошо знакомы, удобны в расчете стоимости и легко стандартизируются для множества аналогичных проектов. В сочетании с совместимыми системами. LiFePO4 Благодаря батареям, они могут представлять собой практичный комплекс, сочетающий солнечную энергию и хранение энергии, для бытовых и небольших коммерческих пользователей.

В каких случаях струнные солнечные инверторы — лучший выбор?

Инверторы для солнечных батарей, как правило, хорошо подходят, если солнечный проект соответствует следующим условиям:

• Простая схема крышиЕсли большинство солнечных панелей ориентированы в одном направлении и имеют одинаковый угол наклона, то проектирование струнного инвертора обычно не представляет сложности.
• Практически полное отсутствие затененияИнверторы с последовательным подключением работают наиболее эффективно, когда все панели в одной цепочке получают примерно одинаковое количество солнечного света. Это делает их подходящими для открытых крыш, навесов для автомобилей, наземных установок и коммерческих крыш с минимальными препятствиями.
• Контроль затрат имеет значениеПоскольку требуется меньшее количество инверторных блоков, системы со струнными инверторами часто оказываются более экономически выгодными, чем системы с микроинверторами.
• Легкий доступ для обслуживанияНастенный инвертор проще осмотреть, чем электронику, установленную на крыше под каждой панелью.
• Проектирование коммерческих или промышленных системСетевые инверторы обычно используются в крупных фотоэлектрических системах, где можно структурированно управлять несколькими цепочками. C&I В рамках проектов можно добавить системы хранения энергии для повышения собственного потребления, обеспечения резервного питания и управления спросом. AvepowerАвтора коммерческие решения для хранения энергии в аккумуляторах может поддерживать проекты такого типа.

Когда следует рассматривать альтернативные варианты?

Струнные инверторы могут быть не идеальным вариантом, если в проекте присутствуют следующие особенности:

• Сильное затенение от деревьев, близлежащих зданий, дымоходов или кровельных конструкций.
• Панели установлены на многих участках крыши.
• Различная ориентация панелей и углы наклона
• Острая необходимость в мониторинге на уровне панели.
• Вероятная необходимость в дальнейшем поэтапном расширении производства.
• Строгие требования к быстрому отключению в зависимости от местных норм и правил.
• Владелец дома, желающий получить максимальную прозрачность и наглядность работы каждой панели.

В таких случаях микроинверторы, оптимизаторы постоянного тока или гибридные архитектуры могут обеспечить лучшие результаты.

Струнные солнечные инверторы и Avepower Аккумуляторные системы

Струнный инвертор — это лишь одна часть полноценной системы солнечной энергии. При добавлении аккумуляторного хранилища проекту также необходим правильный химический состав батарей. BMS защита, протокол связи, проектирование установки и послепродажная поддержка.

Avepower фокусируется на LiFePO4 решения для хранения энергии на батареях Для жилых, коммерческих и индивидуальных проектов. Для домов с ограниченной площадью. настенное хранилище для батарей Может быть компактным вариантом. Для пользователей, которым требуется гибкое расширение, штабелируемые аккумуляторные системы может поддерживать модульное планирование мощностей. Для структурированных аппаратных помещений или проектов, реализуемых силами монтажной компании. батареи для монтажа в стойку может упростить установку и обслуживание.

Для проектов с большей мощностью, Avepower также обеспечивает высоковольтные системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей Это можно рассмотреть для более сложной архитектуры системы. В любом случае, совместимость инвертора следует проверить перед окончательным проектированием системы.

Заключение

Струнные солнечные инверторы остаются одним из наиболее распространенных вариантов инверторов, поскольку они экономичны, проверены, просты в обслуживании и хорошо подходят для простых схем солнечных фотоэлектрических систем. Они отлично подходят для домов, коммерческих зданий и крупных солнечных проектов, где панели получают одинаковое количество солнечного света, а затенение ограничено.

Однако они не всегда являются оптимальным решением для каждой крыши. Если система подвержена сильному затенению, имеет множество ориентаций крыши или требует мониторинга на уровне отдельных панелей, могут быть целесообразны микроинверторы или оптимизаторы. В проектах с использованием солнечной энергии и аккумуляторов при выборе инвертора следует также учитывать совместимость с батареями, конструкцию резервного источника питания, протоколы связи и возможности дальнейшего расширения.

Для установщиков, дистрибьюторов и покупателей проектов, планирующих системы солнечной энергии с накопителями энергии, Avepower может оказывать поддержку в выборе батарей, обсуждении совместимости инверторов и настройке параметров. LiFePO4 Решения для хранения энергии, отвечающие различным потребностям проектов.

FAQ