Что такое микроинвертор для солнечной электростанции и зачем он нужен
Микроинвертор — это небольшой инвертор, который работает с одной или двумя панелями и превращает постоянный ток в переменный прямо на крыше. Поэтому затенённая или неисправная панель не тянет вниз остальные, как в общей строке с одним инвертором на всю станцию. Его выбирают для крыш с разной ориентацией скатов, с тенью от деревьев и труб и для станции, которую будут наращивать по одной панели; на простой южной крыше без тени строковый инвертор обычно проще и дешевле.
Как работает микроинвертор для солнечных панелей
В обычной схеме панели соединяют в строки, постоянный ток по кабелю идёт в один инвертор в доме, и тот делает из него переменный 230 В. Один инвертор подбирает рабочую точку для всей строки сразу — это называется отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT).
У микроинвертора схема другая:
- Панель (или две) подключается прямо к входу небольшого корпуса, закреплённого под ней на раме.
- Преобразователь на месте подбирает оптимальную рабочую точку именно для этой панели и выдаёт переменный ток 230 В.
- По крыше идёт уже переменный ток по кабелю, к которому микроинверторы подключаются параллельно, и дальше — в защитный автомат и щит.
Так каждая панель работает независимо. Для примера: станция из 10 панелей по 500 Вт — это 5 кВт. С микроинверторами на две панели их будет пять штук, а по крыше пойдёт только переменный ток. Годовая выработка такой станции в Минске при оптимальном угле — около 5 × 1 012 ≈ 5 060 кВт·ч.
В каталоге есть микроинвертор Deye SUN-M80G3-EU-Q0: он рассчитан на подключение до двух панелей и однофазную сеть. Допустимую мощность панелей, входное напряжение и ток смотрите в паспорте изделия — подбирать панели «на глаз» нельзя.
Микроинвертор или строковый инвертор: что выбрать
| Критерий | Микроинвертор | Строковый или гибридный инвертор |
|---|---|---|
| Тень на одной панели | Теряет только эта панель | Падает выработка всей строки; смягчают байпасные диоды и несколько MPPT |
| Разные скаты крыши | Подходит, панели независимы | Нужен инвертор с несколькими входами MPPT, и скаты разносят по ним |
| Рост станции | Добавил панель с микроинвертором — и всё | Ограничен мощностью и входами инвертора |
| Постоянный ток на крыше | Низкий, на уровне одной-двух панелей | Высокое суммарное напряжение строки — нужны защита и аккуратный монтаж |
| Обслуживание и замена | Устройства стоят под панелями на крыше, замена требует доступа | Инвертор в доме или в техпомещении, доступен без подъёма на кровлю |
| Стоимость за мощность | Обычно выше за счёт числа корпусов | Обычно ниже на простой крыше |
| Работа при отключении сети | Нет: сетевой микроинвертор отключается вместе с сетью | Гибридный инвертор с батареей даёт резерв |
| Накопитель | Не подключается напрямую, возможна схема со связью по переменному току | Гибридный инвертор работает с батареей напрямую |
Сравнение по рядам «микроинвертор — строковый — оптимизатор» подробнее разобрано в отдельных материалах: микроинвертор или строковый — для какой крыши что, микроинверторы или оптимизаторы и оптимизаторы как третий путь.
Когда микроинвертор оправдан: тень, облачность и разные скаты
Микроинвертор не повышает КПД панели и не добавляет энергии солнцу. Он лишь не даёт слабой панели испортить результат остальным, и его польза растёт вместе с неоднородностью условий.
- Тень от дерева, трубы, соседнего дома. Условный пример: одна панель 500 Вт затенена наполовину. При независимой работе потеря не превышает 250 Вт на этой панели. В общей строке потери могут быть заметно больше, чем доля затенённой панели, — всё зависит от схемы байпасных диодов (см. байпасные диоды) и числа входов MPPT. Реальные потери надо считать на схеме крыши.
- Скаты на восток и запад или разные углы. Панели разной ориентации выходят на максимум в разное время; независимое управление собирает больше, чем одна общая строка. Альтернатива — инвертор с двумя входами MPPT, и на небольшой станции она нередко проще.
- Облачность. Здесь микроинвертор мало что меняет: при равномерной облачности все панели падают одинаково. О том, сколько теряется на самом деле, рассказывает статья про облачность и тень.
- Станция растёт по частям. Если вы ставите две панели сейчас, а ещё четыре — через год, микроинверторы не требуют менять главный инвертор.
Если же крыша ровная, на юг, без тени и все панели одного типа, преимущество микроинвертора сводится к удобству наращивания, а переплата за число корпусов остаётся.
Недостатки микроинвертора
- Электроника стоит на крыше, под панелью, на жаре и морозе. Заявленный срок службы и гарантию смотрите в паспорте; при отказе устройство придётся менять с подъёмом на кровлю.
- Устройств много, а значит, много мест, которые нужно проверить и обслужить при монтаже; ошибки в кабеле переменного тока на крыше коварны.
- Для мониторинга по каждой панели нужен шлюз связи или встроенный модуль Wi-Fi, и стоит заранее проверить, как работает приложение.
- Микроинвертор сетевой, поэтому при отключении сети он останавливается. Для резервного питания дома нужен гибридный инвертор с накопителем.
Микроинвертор и накопитель: как сочетать
Прямого входа для батареи у микроинвертора нет. Если вам нужны резерв и вечерний запас энергии, самый прямой путь — гибридный инвертор с батареей LiFePO4: он работает с панелями и аккумулятором в одном корпусе, подробности — в разделе гибридных инверторов. Возможна и схема, где панели с микроинверторами подают переменный ток в дом, а гибридный инвертор с накопителем подключён по переменному току; поддержку такого подключения проверяйте в руководстве конкретной модели, а установкой занимается специалист.
Для классической сетевой станции без батареи, которая работает только на собственное потребление, достаточно варианта из сетевых инверторов или микроинверторов с ограничением перетока. В Беларуси излишки в сеть частное лицо не продаёт, поэтому ограничение перетока и согласование схемы с РЭС обязательны в любом случае. Подробнее про общее устройство станции — в статье о расчёте количества панелей.
Как выбрать микроинвертор
- Сверьте мощность и напряжение панелей с входными пределами микроинвертора по паспорту: одна-две панели, диапазон напряжения, максимальный ток.
- Убедитесь, что он рассчитан на вашу сеть: однофазную 230 В или трёхфазную.
- Проверьте систему мониторинга и наличие шлюза связи.
- Посчитайте цену за ватт целиком: микроинверторы, кабель переменного тока, защитные аппараты. Сравнивайте с вариантом строкового или гибридного инвертора, а не только цену одного устройства.
- Закажите расчёт и схему: калькулятор станции или консультация в разделе контактов.
Частые вопросы
Микроинвертор — что это простыми словами?
Это маленький инвертор на одну-две панели. Он превращает постоянный ток панели в переменный на крыше, поэтому каждая панель работает отдельно от соседних.
Микроинверторы для солнечных панелей — нужны ли они на любой крыше?
Нет. На ровной южной крыше без тени строковый инвертор проще и дешевле. Микроинверторы нужны при тени, разных скатах и поэтапном росте станции.
Работает ли микроинвертор при отключении электричества?
Нет. Сетевой микроинвертор отключается вместе с сетью по требованиям безопасности. Для резерва нужен гибридный инвертор с батареей.
Можно ли подключить аккумулятор к микроинвертору?
Не напрямую. Возможна схема с гибридным инвертором, связанным по переменному току; проверяйте поддержку в руководствах, а монтаж поручайте специалисту.
Микроинвертор и оптимизатор — это одно и то же?
Нет. Микроинвертор сам делает переменный ток на панели. Оптимизатор лишь подбирает мощность на панели, а в переменный ток её превращает общий инвертор.