Підключення інвертора сонячних батарей крок за кроком

Підключення сонячного інвертора є одним з найважливіших етапів при створенні сонячної системи, оскільки саме цей пристрій перетворює постійний струм , що генерується сонячними батареями , в змінний струм, який без проблем можуть використовувати побутові прилади. Правильне підключення визначає не тільки ефективність, але й безпеку, тому необхідно ознайомитися з необхідними підготовчими заходами, інструментами та захисними елементами. У статті ми детально розглянемо, що саме означає роль інвертора в сонячній батареї, на що слід звернути увагу під час підготовки, як вибрати інвертор відповідного типу та розміру, а потім покроково покажемо підключення DC та AC, заземлення, комунікаційні кабелі та інтеграцію системи моніторингу. Крім того, ми розглянемо найпоширеніші помилки підключення, тестування, аспекти технічного обслуговування, а також випадки, коли необхідно залучити фахівця для безпечного та надійного введення в експлуатацію.

Що таке сонячний інвертор і чому важливо правильно його підключити?

Що означає інвертор у сонячній батареї?

Інвертор є одним з найважливіших елементів сонячної системи, цей пристрій перетворює постійний струм (DC), що генерується сонячними батареями, в змінний струм (AC), який необхідний для побутових приладів або комунальної мережі.

Сама по собі сонячна система виробляє тільки постійний струм; якщо його не перетворити, неможливо використовувати побутові прилади, машини, а також неможливо подавати його назад у мережу.

Крім того, інвертор виконує ще й інші функції: сучасні пристрої часто мають вбудовані функції оптимізації, захисту (наприклад, захист від перенапруги, регулювання мережі) і навіть моніторингу, завдяки чому ви можете відстежувати, скільки енергії виробляє ваша система.

Коротко кажучи: без інвертора сонячна система не працюватиме належним чином, тому дуже важливо, щоб його підключення було виконано точно і професійно.

Інструменти та підготовка до підключення, щоб сонячний інвертор працював бездоганно

Правила безпеки та основні правила для установників

Підключаючи інвертор до сонячної системи, необхідно дотримуватися стандартів електробезпеки. Тільки так можна гарантувати безпечну і довготривалу роботу системи. Першим кроком при проектуванні системи є вибір відповідних засобів захисту: це може бути захист від перенапруги, запобіжники, заземлення або захист від ураження електричним струмом.

Важливо, щоб інвертор був встановлений у сухому, провітрюваному та захищеному від атмосферних впливів місці. Багато інверторів чутливі до температури, тому, наприклад, занадто тепле горище може погіршити ефективність або термін служби.

Якщо система підключена до мережі, інвертор повинен мати можливість фазової синхронізації та автоматичного відключення у разі відключення електроенергії (анти-айлендінг). 

Правильний вибір типу та розміру інвертора для сонячних батарей

При виборі інвертора необхідно враховувати тип системи: чи планується система з підключенням до мережі (on-grid), автономна (off-grid) або гібридна. 

Потужність панельного блоку (string), сумарну напругу та силу струму модулів необхідно узгодити з вхідними значеннями інвертора: максимальна напруга постійного струму, діапазон MPP інвертора, а також вихідна потужність змінного струму є критичними параметрами.

Серед типів інверторів є, наприклад, струнні інвертори та гібридні інвертори, кожен з яких має свої переваги та недоліки. Гібридні інвертори SolaX також представляють важливу групу таких рішень.

Окрім відповідності потужності та напруги, варто звернути увагу на ефективність (сучасні інвертори працюють з ефективністю до ~98 %) та на те, чи має інвертор вбудовану функцію MPP-відстеження (maximum power point tracking), систему моніторингу, захист від перенапруги та перевантаження, а також фазову симетрію.

Який інвертор для сонячних батарей найкращий?

Неможливо однозначно визначити «найкращий» інвертор, оскільки це залежить від типу системи, кількості панелей, наявності зворотного живлення або акумуляторного накопичувача, потреби в електроенергії та умов експлуатації системи. При виборі ідеального інвертора найважливіше, щоб технічні параметри та функції інвертора точно відповідали характеристикам сонячної системи.

Наприклад, якщо метою є зворотний зв'язок з мережею, то хорошим вибором буде інвертор on grid, який забезпечує відповідне узгодження фази та частоти, автоматичне відключення у разі відключення електроенергії та сумісний з мережею загального користування.

Якщо ж метою є автономна робота (або комбінація акумулятора + сонячна батарея), то потрібен інвертор, здатний заряджати акумулятор і забезпечувати автономне електропостачання, наприклад, гібридний або автономний інвертор.

Нарешті, надійність інвертора, його ефективність та додаткові функції (наприклад, моніторинг, захист, відстеження MPP, комунікація) також мають велике значення, тому варто вибирати якісного, перевіреного виробника, який надає гарантію та документально підтверджені параметри.

Підключення інвертора крок за кроком

Кабельне підключення сонячних модулів та перевірка полярності

Першим кроком процесу підключення є правильне та безпечне кабельне з'єднання сонячних модулів. Роз'єми MC4, розташовані на задній стороні панелей, зазвичай поставляються в попередньо змонтованому вигляді, тому складання ланцюгів є простим, але перевірка полярності залишається надзвичайно важливою. Неправильна полярність може спричинити несправність інвертора.

Після з'єднання модулів кінці ланцюгів необхідно перевірити ще раз, щоб значення напруги та сили струму відповідали вхідному діапазону інвертора. Якщо напруга ланцюга перевищує максимальне значення вхідного струму постійного струму, вказане виробником, інвертор може пошкодитися або не запуститися.

Чому корисна схема підключення сонячного інвертора?

Детальна схема підключення інвертора допомагає установнику зрозуміти підключення на стороні постійного струму, підключення на стороні змінного струму, запобіжники, захист від перенапруги та комунікаційні з'єднання. Більшість виробників, наприклад SMA або Huawei, наполегливо рекомендують використовувати схеми монтажу, оскільки вони запобігають неправильному підключенню проводів, що є однією з найпоширеніших проблем фотоелектричних систем.

Перевага схеми підключення полягає в тому, що ще до початку монтажу можна спланувати маршрут прокладки кабелів, розташування захисних пристроїв, точку заземлення та підключення розподільного пристрою на стороні змінного струму. Таким чином можна скоротити час виконання робіт і мінімізувати необхідність демонтажу.

Підключення DC-проводів до інвертора

Після перевірки потужності та полярності струн слід підключити DC-сторону. Сучасні інвертори зазвичай мають DC-входи з захистом від перенапруги та часто оснащені декількома MPP-трекерами. Це дозволяє працювати з панелями різного орієнтування або різної потужності. Згідно з інструкціями з монтажу SolarEdge, перед підключенням до постійного струму обов'язково потрібно перевірити та протестувати роз'єднувальний вимикач постійного струму.

Після підключення, відповідно до рекомендацій виробника, необхідно провести повторне вимірювання полярності на вхідній точці, щоб переконатися, що під час підключення не відбулося заміни проводів або короткого замикання.

Підключення сторони змінного струму до мережі

Під час підключення сторони змінного струму інвертор передає змінний струм до розподільного щита, а звідти до мережі. Згідно зі стандартом EN 50549-1, інвертори, підключені до мережі, повинні мати вбудовану функцію anti-islanding, яка у разі відключення електроенергії відключає інвертор від мережі загального користування.

Важливо, щоб перетин кабелю на стороні змінного струму відповідав потужності інвертора, інакше може статися нагрівання або падіння напруги, що може призвести до втрати ефективності або пожежі.

Заземлення, захист від ураження електричним струмом та захист від перенапруги

Одним із ключових факторів безпечної експлуатації є створення відповідної системи заземлення. Стандарт IEC 60364-7-712, що стосується сонячних установок, вимагає, щоб усі інвертори та всі захисні пристрої на стороні постійного струму були підключені до спільної точки заземлення, а також обов'язково застосовувалися пристрої захисту від перенапруги змінного/постійного струму.

Захист від перенапруги є особливо важливим, оскільки на стороні постійного струму може утворитися висока напруга, а удар блискавки може навіть призвести до миттєвого виходу з ладу інвертора. У сучасних фотоелектричних системах рекомендується встановлювати якісні захисні пристрої SPD типу 1 і типу 2.

Підключення комунікаційних кабелів і системи моніторингу

Система моніторингу дозволяє відстежувати продуктивність фотоелектричної системи в режимі реального часу. Більшість сучасних інверторів підключаються до системи моніторингу за допомогою Ethernet або Wi-Fi. В інструкціях з установки виробники наголошують, що комунікаційні кабелі повинні прокладатися окремо від високовольтних проводів, щоб уникнути перешкод і втрати даних.

Завдяки належній роботі системи моніторингу можна швидко виявити несправності, зниження виробничих показників або навіть несправності кабелів, що в довгостроковій перспективі підвищує надійність системи.

Типові помилки під час підключення та як їх уникнути

Під час підключення сонячного інвертора можуть виникнути численні помилки, які знижують ефективність або надійність системи, як і під час встановлення сонячних панелей . Однією з найпоширеніших проблем є невідповідність напруги ланцюгів діапазону, допустимому інвертором, що може призвести до перевантаження або виходу інвертора з ладу. При занадто низькій напрузі інвертор просто не запускається.

Тестування та введення в експлуатацію: що потрібно перевірити?

Останній етап установки — тестування, під час якого необхідно перевірити, чи всі елементи системи працюють безпечно та відповідно до вимог. Згідно з протоколами введення в експлуатацію фотоелектричних систем, обов'язково вимірювати полярність на стороні постійного струму, значення напруги та струму, а також перевіряти правильність роботи захисних пристроїв.

Далі слід перевірити сторону змінного струму: також необхідно перевірити синхронізацію фаз інвертора та функції автоматичного відключення (anti-islanding). Для інверторів, підключених до мережі, стандарт EN 50549-1 визначає обов'язкові тести введення в експлуатацію, такі як перевірка діапазонів частоти та напруги.

Згідно з інструкціями виробників, також необхідно активувати систему моніторингу, оскільки вона сигналізує про подальші виробничі дані та помилки. У разі інверторів Huawei частиною установки є також онлайн-реєстрація та перевірка прошивки інвертора.

Рекомендації щодо технічного обслуговування та довгострокової експлуатаційної безпеки

Технічне обслуговування сонячних систем зазвичай є простим, але певні елементи необхідно регулярно перевіряти, щоб інвертор і вся система працювали надійно протягом тривалого часу. Згідно з рекомендаціями виробників, щонайменше раз на рік слід проводити візуальний огляд: стан кабелів, щільність з'єднань, точки заземлення, стан пристроїв захисту від перенапруги.

Система моніторингу також відіграє важливу роль: якщо виробництво падає або коливається, на основі журнальних файлів інвертора можна виявити проблеми на ранній стадії. Запилення, застарілі з'єднання або навіть помилка екранування також можуть бути виявлені за допомогою статистики.

У деяких гібридних інверторах необхідно також контролювати стан акумулятора та цикли заряджання, що легко зробити за допомогою програмного забезпечення виробника.

Коли необхідно залучати фахівця для підключення?

Хоча підключення сонячного інвертора є технічним процесом, який можна виконати крок за кроком, у деяких випадках необхідна допомога електрика або фахівця, який добре знається на сонячних системах. Наприклад, підключення системи, що подає енергію в мережу, яке відповідно до вимог енергопостачальника може виконувати тільки зареєстрований фахівець.

Фахівець також необхідний, якщо система має велику потужність, потрібно узгодити кілька рядків або поля з різним орієнтуванням, або якщо потрібно налаштувати гібридний інвертор та накопичувач енергії.