Если вы начали узнавать цены на резервное питание, вам попадались три слова, которыми пользуются так, будто все уже знают, что они означают: сетевой (grid-tie), автономный (off-grid) и гибридный. Это три семейства инверторов, и разница между ними не мелочь. Она решает, останется ли ваш дом со светом, когда пропадёт сеть, сможете ли вы вообще пользоваться солнечными панелями и покупаете ли вы правильный инструмент, а не дорогой, который делает не ту работу. Путаница не случайна: сетевая система выглядит резервной ровно до того мгновения, когда пропадает ток и она сама отключается. Это руководство всё проясняет. Оно объясняет, что на самом деле делает каждый тип, почему сетевой инвертор гаснет во время отключения и какой из них подходит для украинского дома, у которого есть сеть, но он теряет её на несколько часов. Genixgreen производит системы накопления энергии на LiFePO4 на собственном заводе с 2011 года и поставляет дистрибьюторам более чем в 100 странах, а цель здесь простая: дать руководство, которое дилер может сразу передать клиенту.
Краткий ответ
Существует три топологии инверторов, и только одна из них подходит к украинской ситуации. Сетевой инвертор не имеет аккумулятора и по закону отключается в то же мгновение, когда пропадает сеть, поэтому он не способен питать ваш дом во время отключения. Автономный инвертор питает дом целиком от аккумулятора и солнца, но не может пользоваться сетью или взаимодействовать с ней, поэтому он создан для мест, где сети нет вовсе. Гибридный инвертор является единственным типом, который делает и то, и другое: он работает с сетью, когда она есть, и переключает ваш дом на аккумулятор и солнце примерно за 10–20 миллисекунд, когда сеть пропадает. Для дома, у которого есть подключение к сети, но он сталкивается с ежедневными плановыми отключениями, ответ это гибрид.
Три топологии инверторов простыми словами
Инвертор в простейшем виде преобразует постоянный ток (DC) от солнечных панелей и аккумуляторов в переменный ток (AC), которым пользуются ваш дом и сеть, и наоборот. Все три типа выполняют эту основную работу. Различает их то, какими источниками энергии они управляют, используют ли аккумулятор и, самое главное, способны ли питать ваш дом при отсутствии сети. Сравнение, которое идёт дальше, касается того, как ведёт себя каждая топология, а не какого-то бренда; поведение задаёт конструкция, и каждый добросовестный производитель строит по той же физике.
Сетевой инвертор: самый дешёвый и бесполезный во время отключения
Сетевой инвертор (его ещё называют струнным или сетевым интерактивным) является самым простым и самым дешёвым из трёх. Он берёт постоянный ток, который вырабатывают ваши солнечные панели, преобразует его в переменный и подаёт в ваш дом, а там, где это разрешено правилами, и в сеть. Аккумулятора у него нет. Вся его экономическая логика сводится к отдаче в сеть: когда панели вырабатывают больше, чем потребляет дом, излишек идёт в сеть, а на рынках с чистым измерением (net metering) ваш счётчик фактически крутится назад. Для домохозяйства, которое хочет лишь уменьшить дневной счёт за электричество в регионе с надёжным питанием и чистым измерением, он даёт лучшую отдачу от вложений из трёх.
Почему он гаснет, когда пропадает сеть
Вот факт, который удивляет почти каждого покупателя-новичка: обычная сетевая солнечная система без аккумулятора полностью выключается во время отключения, даже в полдень солнечного дня. Это не изъян, а правило безопасности под названием «антиостровная защита», и оно обязательно.
Когда пропадает сеть, подключённый к ней инвертор обязан обнаружить, что сети нет, и прекратить подачу тока в линию. Международный стандарт IEEE 1547 задаёт это правило точно. Его положение об антиостровной защите требует от инвертора «обнаружить остров, прекратить питание сети и отключиться в течение двух секунд с момента образования острова»
, и то же требование заложено в тест безопасности UL 1741. Причина исключительно в безопасности людей. Если бы инвертор продолжал подавать ток в линию, которую коммунальщики считают обесточенной, ремонтная бригада, работающая на этой линии, могла бы погибнуть от удара током. Поэтому инвертор сконструирован так, чтобы отключаться в то же мгновение, когда пропадает сеть.
Именно это одно правило безопасности и есть причина того, почему сетевой инвертор не может дать вам резерв. Поведение, которое защищает линейщиков, отключение в то же мгновение, когда пропадает сеть, это то же поведение, что оставляет ваш дом в темноте. Чтобы работать во время отключения, инвертор должен делать противоположное: физически отсоединить ваш дом от сети, а затем сформировать внутри дома собственную маленькую сеть. У сетевого инвертора нет ни переключателя, ни аккумулятора, чтобы это сделать. Это и есть главная причина, почему для резерва нужна другая топология.
Автономный инвертор: полная независимость, без сети вообще
Автономный инвертор и есть зеркальное отражение сетевого. Он питает дом целиком от аккумуляторного блока и солнца, формируя собственный источник переменного тока, и не имеет никакого соединения с сетью или взаимодействия с ней. Он всегда использует аккумулятор, потому что именно аккумулятор и есть единственное, что стоит между домом и темнотой, когда солнца нет.
Автономная система создана для одной ситуации: площадка, у которой нет подключения к сети вообще, например удалённый дом, дача или участок, куда тянуть линию нецелесообразно. Поскольку сети, на которую можно опереться, нет, автономную систему приходится рассчитывать на худшую ожидаемую погоду, с достаточным запасом аккумулятора и солнца, чтобы провести дом сквозь пасмурные дни, а это делает её самой дорогой из трёх и такой, которая требует наибольшего внимания к тому, сколько энергии вы потребляете. Для дома, у которого всё же есть подключение к сети, пусть даже ненадёжное, автономная система это неправильный инструмент: вы платили бы за полную энергетическую независимость, игнорируя сеть, которая большую часть дня стоит рядом, готовая зарядить ваш аккумулятор.
Гибридный инвертор: тот, который подходит дому с сетью и отключениями
Гибридный инвертор это тип, который сочетает сильные стороны двух других и убирает их слабости. Он работает с сетью, когда она есть, как сетевой, и питает ваш дом от аккумулятора и солнца, когда сети нет, как автономный. Он единственный из трёх, кто способен на оба.
Самое важное поведение это переключение. Когда пропадает сеть, гибридный инвертор отсоединяет ваш дом от неё (чтобы никогда не подавать ток обратно в обесточенную линию, то же антиостровное требование безопасности), а затем формирует собственный стабильный источник, завершая переключение примерно за 10–20 миллисекунд для устройств со встроенным резервированием. Это достаточно быстро, чтобы свет, холодильник, роутер и большинство компьютеров этого не заметили. Настоящая онлайн-конструкция с двойным преобразованием переключается за ноль или почти ноль миллисекунд, без всякой паузы, это высший класс в международном семействе стандартов ИБП IEC 62040, который классифицирует устройства по тому, насколько их выход независим от входа. Для большинства домов быстрого гибрида достаточно; для настольного компьютера, у которого нет собственного аккумулятора, выберите устройство с паспортным нулём или почти нулём миллисекунд, или держите на этом одном устройстве небольшой отдельный аккумулятор.
Эта страница о том, какую топологию выбрать. Если вы хотите увидеть, что на самом деле происходит внутри корпуса, блоки и режимы работы, это шаг за шагом разобрано в нашем сопутствующем руководстве о том, как работает гибридный инвертор. А когда вы будете готовы выбрать конкретное устройство, характеристики и метод подбора изложены в руководстве покупателя гибридных инверторов. Оба приведены в конце.
Разница с первого взгляда
| Топология | Работает с солнцем | Работает с аккумулятором | Питает дом во время блэкаута | Взаимодействует с сетью | Лучше всего для |
|---|---|---|---|---|---|
| Сетевой режим (grid-tie) | Да | Нет | Нет (антиостровная защита отключает его) | Да (отдача / чистое измерение) | Уменьшение счетов там, где питание надёжное и действует чистое измерение |
| Автономный режим (off-grid) | Да | Обязателен | Да | Нет (изолирован от сети) | Объекты, где сети нет вообще |
| Гибридный | Да | Поддерживается, обязателен для резерва | Да (сеть, солнце и аккумулятор вместе) | Да (отдача, когда сеть есть, остров, когда пропала) | Дома с сетью и отключениями (Украина) |
Единственный столбец, который решает большинство украинских покупок, это четвёртый: питает дом во время отключения. Это могут только автономный и гибридный, а из этих двух лишь гибрид ещё и пользуется сетью, за которую вы уже платите. Вот почему для дома с подключением к сети и ежедневными отключениями подходит именно гибрид.
Какой подходит именно вам
Правильная топология вытекает из двух вопросов: есть ли у вас подключение к сети и нужно ли вам продолжать работать, когда она пропадает.
| Ваша ситуация | Подходящая топология |
|---|---|
| Квартира или дом с сетью, сталкивающийся с плановыми отключениями | Гибридный |
| Дом с сетью, добавляющий солнечные панели, хочет резерв на отключения и собственное потребление | Гибридный |
| Удалённая площадка, дача или участок без подключения к сети вообще | Автономный режим (off-grid) |
| Сеть надёжная, вы хотите лишь уменьшить счета через отдачу, резерв не нужен | Сетевой режим (grid-tie) |
Почти для каждого украинского дома ситуация одинакова: подключение к сети есть, но полагаться на неё в течение дня нельзя. Это сочетание указывает на один ответ. Сетевая система экономила бы деньги, когда питание есть, и бросала бы вас, когда его нет; автономная система заставила бы вас платить за независимость, в которой вы не нуждаетесь, пока сеть стоит рядом, готовая зарядить ваш аккумулятор. Гибрид пользуется сетью, когда она есть, и проводит вас сквозь время, когда её нет, а это и есть та проблема, которую пытается решить украинское домохозяйство. Проверьте график отключений своего региона у местного оператора системы распределения, потому что глубина проблемы, а значит и размер системы, различается от района к району.
Уже есть сетевая солнечная система? Вы можете добавить резерв
Если вы установили сетевую солнечную систему ещё до того, как отключения стали ежедневной реальностью, вам не обязательно её менять. Аккумулятор и гибридный или аккумуляторный инвертор можно добавить рядом с имеющейся системой в так называемой конфигурации с AC-связью, что даст вам резерв на отключения без демонтажа панелей и первоначального инвертора. Тот ли это лучший путь, или чище собрать гибридную систему с нуля, зависит от вашего имеющегося оборудования, и это решение стоит принимать с квалифицированным монтажником. Механика того, как два инвертора работают вместе и как рассчитать добавляемый аккумулятор, разобрана в наших сопутствующих руководствах о том, как работает гибридный инвертор, и о расчёте мощности инвертора.
Холод: правило для аккумулятора, применимое к любой топологии с аккумулятором
Две из трёх топологий используют аккумулятор, и именно аккумулятор, а не инвертор, чувствителен к температуре. Правило, которое имеет значение украинской зимой, одинаково независимо от того, какой инвертор вы выберете: стандартный аккумулятор LiFePO4 нельзя заряжать при температуре ниже 0 °C. Как Battery University (BU-410) отмечает, во время зарядки при минусовой температуре «на аноде происходит осаждение металлического лития, что приводит к необратимому ухудшению производительности и безопасности»
, поэтому утраченная ёмкость уже не возвращается, а в тяжёлых случаях возникает риск внутреннего короткого замыкания. Аккумулятор всё равно разряжается на холоде, примерно до минус 20 °C со сниженной ёмкостью, поэтому морозной ночью он будет питать ваш дом; зарядка просто должна подождать, пока элементы не нагреются. Хороший инвертор работает в замкнутом контуре с системой управления аккумулятора и воздерживается от зарядки, пока аккумулятор не сообщит, что достаточно тёплый. Самый простой ответ для большинства домов это держать всю систему в отапливаемом помещении. Полная картина по холоду изложена в нашем руководстве покупателя аккумуляторов LiFePO4.
Монтаж: стационарное подключение, а подключение к сети это лицензированный шаг
Ни один из этих трёх не является прибором, который просто включают в розетку. Каждый стационарно подключается к домашней электросети, и эту работу должен выполнять квалифицированный электрик, и ради безопасности, и чтобы соответствовать местным электрическим правилам. Для любого сетевого взаимодействующего типа (сетевой и гибридный) есть второй шаг: поскольку они могут взаимодействовать с сетью, для них нужен договор на подключение к сети с местным оператором системы распределения (ОСР), охватывающий антиостровную защиту и поведение по напряжению и частоте, и этот документ оформляет ваш лицензированный монтажник. Собственную безопасность устройства обеспечивает стандарт IEC 62109 для преобразователей мощности фотоэлектрических систем; требуйте маркировку CE с подписанной Декларацией соответствия. Относитесь к электрику и документам на подключение к сети как к части покупки, а не как к чему-то на потом.
Частые вопросы
В чём разница между сетевым, автономным и гибридным инверторами?
Сетевой инвертор преобразует солнечную энергию в переменный ток и отдаёт излишек в сеть, но не имеет аккумулятора и отключается во время отключения. Автономный инвертор питает дом целиком от аккумулятора и солнца без всякого подключения к сети, поэтому он создан для площадок, где сети нет. Гибридный инвертор делает и то, и другое: он работает с сетью, когда она есть, и переключает ваш дом на аккумулятор и солнце, когда сеть пропадает. Гибрид является единственным типом, который даёт вам и пользование сетью, и резерв на отключения.
Может ли сетевой инвертор дать мне резервное питание во время отключения?
Нет. Сетевой инвертор без аккумулятора обязан по стандартам безопасности (IEEE 1547 и UL 1741) отсоединиться в течение двух секунд, когда пропадает сеть, поэтому он не может подавать ток в линию, которую могут ремонтировать рабочие. То же антиостровное требование означает, что он отключается сам и ваш дом гаснет. Чтобы работать во время отключения, вам нужен гибридный или автономный инвертор с аккумулятором.
Нужен ли мне автономный инвертор, если у меня частые отключения?
Обычно нет. Автономный инвертор предназначен для площадок без подключения к сети вообще, и он не может пользоваться сетью, даже когда она доступна. Если у вас есть подключение к сети, которое просто пропадает на часть дня, гибридный инвертор подходит лучше, потому что он заряжает ваш аккумулятор от сети каждый раз, когда питание возвращается, и переходит в островной режим только тогда, когда сети нет.
Какой тип инвертора лучший для украинского дома с ежедневными отключениями?
Гибридный инвертор, почти в каждом случае. Украинский дом обычно имеет подключение к сети, на которое нельзя положиться в течение дня, и гибрид это единственная топология, которая пользуется сетью, когда она есть, и питает дом от аккумулятора и солнца, когда её нет, переключаясь примерно за 10–20 миллисекунд. Проверьте характер отключений своего региона у местного оператора системы распределения, чтобы рассчитать систему.
Могу ли я добавить аккумулятор к имеющейся сетевой солнечной системе?
Часто да. Аккумулятор с гибридным или аккумуляторным инвертором можно добавить рядом с имеющейся сетевой системой в конфигурации с AC-связью, что даст вам резерв на отключения без замены панелей и первоначального инвертора. Это ли, или гибридная система с нуля будет лучшим выбором, зависит от вашего имеющегося оборудования, поэтому решайте это с квалифицированным монтажником.
Нужен ли всем трём типам инверторов электрик для монтажа?
Да. Все три стационарно подключаются к домашней электросети и должны устанавливаться квалифицированным электриком ради безопасности и соответствия местным правилам. Сетевые взаимодействующие типы (сетевой и гибридный) также нуждаются в договоре на подключение к сети, поданном местному оператору системы распределения, и этим занимается ваш лицензированный монтажник. Ни один из них не является работой для самостоятельного выполнения.
Правильный следующий шаг
Выбор инвертора начинается с топологии: сетевое устройство уменьшает счета, но не может вас подстраховать, автономное устройство подходит площадке без сети, а гибридное устройство подходит дому, у которого есть сеть, но он теряет её на несколько часов, а это описывает почти каждое украинское домохозяйство. Как только вы остановились на гибриде, следующие шаги это понять, как он работает, и подобрать правильный размер и модель. Наше сопутствующее руководство о том, как работает гибридный инвертор, открывает корпус, наше руководство покупателя гибридных инверторов шаг за шагом проводит подбор, а руководство по расчёту мощности инвертора превращает ваши нагрузки в нужную мощность. Инвертор покупают в паре с аккумулятором, поэтому читайте вместе с нашим руководстве покупателя аккумуляторов LiFePO4. Чтобы увидеть согласованный ассортимент инверторов и накопителей, в том числе системы, которые мы держим на нашем складе в Одесе и области для быстрого местного снабжения, посетите наш ассортимент продукции. Для более широкой картины начните с руководство по резервному питанию для всего дома, а если вы взвешиваете аккумуляторную систему против топливного генератора, смотрите аккумулятор против дизельного генератора. Если вы дилер или монтажник, обслуживающий клиентов в Украине, наша страница для партнёров объясняет, как сотрудничать с нами.