Автономное электроснабжение с помощью инверторных систем

Автономное электроснабжение для России является очень актуальной темой: 50% регионов испытывают дефицит электроэнергии (особенно Южный и Центральный округ), а около 2/3 территории страны вовсе не имеет централизованного энергоснабжения. При этом, мало используется энергия от возобновляемых источников энергии – солнца и ветра. В некоторых регионах России много солнечных дней в году, причем не только в южных. К примеру, в Якутии солнечной радиации больше, чем в Крыму, и стоимость электроэнергии от солнечных батарей составляет около 20 рублей за кВт-час, что гораздо меньше стоимости одного кВт-часа от широко используемых там дизельных генераторов на привозном топливе, которая доходит до 100 рублей. Также есть регионы без централизованного электроснабжения, где дуют сильные ветра, например, Архангельская область и прибрежные территории. Использование энергии ветра позволяет снизить себестоимость электроэнергии в этом случае в два раза.

В ряде районов технологические возможности подключения к сети вообще отсутствуют. В Южном федеральном округе каждое третье обращение на подключение к электрической сети получает отказ. При этом, в электроэнергии нуждаются не только частные дома, но и метеостанции, базовые станции сотовой связи, охотничьи и фермерские хозяйства, научные станции, поселки лесозаготовителей и т.п.

Для автономного энергоснабжения, как правило, используются бензиновые или дизельные генераторы, что часто не является оптимальным решением. Эти генераторы требуют постоянной дозаправки топливом, регулярного технического обслуживания и обладают не большим сроком службы. Кроме того, качество переменного тока от генератора не всегда идеальное. Значительно улучшает картину добавление к генератору инвертора напряжения с встроенным зарядным устройством и внешней аккумуляторной батареей, состоящей из гелевых аккумуляторов большой емкости. В этом случае генератор работает не постоянно в течение дня, а только часть дня, а другую часть дня нагрузка питается от аккумуляторов через инвертор, который преобразовывает постоянный ток аккумуляторов в переменный ток высокого качества. Питание нагрузки происходит попеременно от генератора и аккумуляторов. При разряде АКБ включится генератор и будет обеспечивать переменным током нагрузку и одновременно заряжать аккумуляторы через встроенное в инвертор мощное и интеллектуальное зарядное устройство. По окончании заряда генератор выключится и нагрузки опять будут получать электроснабжение от аккумуляторной батареи через инвертор. Переключение на аккумуляторы с генератора и обратно происходит автоматически без пропадания напряжения на подключенном оборудовании.

Управляет работой системы в данном случае инвертор. Программирование инвертора осуществляется с помощью системного контроллера или компьютера. Например, системные контроллеры MATE позволяют реализовать различные варианты сценария: генератор может подключаться при уменьшении степени заряда или уровня напряжения аккумуляторной батареи, когда повышается нагрузка и необходима дополнительная энергия, а кроме того, генератор можно запускать по расписанию или просто задавать время, когда он работать не должен, в частности — ночные часы. При использовании в системе автономного электроснабжения генератора в комплекте с инвертором и специальными аккумуляторами значительно экономится топливо, реже производится техобслуживание и увеличивается срок службы генератора. Например, для генератора 7,5 кВт при использовании инвертора 3 кВт экономия при эксплуатации может достигать 250 тыс. руб. в год или более миллиона руб. за 5 лет. При этом обслуживать инвертор и гелевые аккумуляторы не требуется.

Если автономное электроснабжение осуществлять от альтернативных источников энергии, то без инвертора с аккумуляторами не обойтись. Современные инверторно-аккумуляторные системы позволяют эффективно использовать источник энергии любого типа, например солнце или ветер, а также их комбинации. Например, в гибридной инверторной системе автономного энергоснабжения могут быть солнечные панели, ветрогенератор, топливный генератор. Если используются только возобновляемые источники энергии, то в системе может применяться инвертор напряжения без зарядного устройства.

Для заряда аккумуляторов от солнечных панелей требуются контроллеры заряда. Лучше применять высокоэффективные контроллеры заряда с технологией МРРТ (отслеживание точки максимальной мощности). Эти контроллеры на 30% эффективнее контроллеров PWM. В последнее время компания Victron Energy выпустила еще более эффективные контроллеры заряда Blue Solar MPPT c сверхбыстрым отслеживанием точки максимальной мощности. С помощью специальных контроллеров заряда аккумуляторные батареи накапливают энергию солнца или ветра в те моменты, когда она доступна, а инвертор позволяет использовать эту энергию, преобразовывая постоянный ток в качественное переменное напряжение 220 В с чистой синусоидой. Современные системы автономного энергоснабжения на базе профессиональных инверторов OutBack или Victron обладают высокой степенью надежности и эффективности, что доказано многолетней эксплуатацией в разных частях мира, на суше и на море.

Также эти инверторы при наличии централизованного, но нестабильного электроснабжения позволяют создавать и системы резервного и бесперебойного электропитания, в которых инвертор играет роль ИБП. Это актуально для районов вне больших городов, где в связи с износом электросетей наблюдается рост аварийности и отключений. В этом случае многофункциональные инверторы Victron и OutBack позволяют строить гибридные инверторные системы с возобновляемыми источниками энергии и сетью. Для таких систем предусмотрены настройки инвертора, позволяющие в первую очередь использовать бесплатную энергию альтернативных источников, а сеть автоматически подключать только при необходимости (при низком напряжении АКБ).

При использовании правильно рассчитанной инверторной системы автономного или резервного энергоснабжения, пользователь получит электроэнергию в необходимом количестве и с высоким качеством, как в случае полного отсутствия, так и при перебоях централизованного электроснабжения. Кроме того, используя системный контроллер OutBack МАТЕ3 или панель управления Victron Color Control GX можно через Интернет дистанционно контролировать работу системы на компьютере или смартфоне.