Високовольтні інвертори: коли і навіщо
Високовольтний інвертор — це елемент гібридної енергетичної системи, який працює одночасно з фотомодулями, мережею та акумуляторною батареєю. Його головна функція — перетворення постійного струму від сонячних панелей чи батарей у змінний 220 В, що використовується для живлення об’єкта. Крім цього, такі інвертори можуть:
- покривати власне споживання об’єкта;
- передавати надлишки енергії в загальну мережу;
- забезпечувати резервне живлення під час блекаутів.
Гібридна система з високовольтним інвертором — це рішення для стабільного, автономного та ефективного енергозабезпечення середніх і великих об'єктів.
Різниця між низьковольтними та високовольтними системами
Інвертори, що працюють з акумуляторами, бувають двох типів:
- Низьковольтні — використовують батареї на 12, 24 або 48 В. Такі рішення підходять для систем малої потужності (до 10–15 кВт).
- Високовольтні — працюють з батареями, з’єднаними послідовно до напруги від 100 В до 800 В. Застосовуються у системах від 20 кВт і вище.
Головна перевага високовольтних систем — суттєве зменшення струму при тій самій потужності. Це дозволяє використовувати кабелі меншого перерізу, знижує втрати енергії, спрощує монтаж і підвищує ефективність.
Як вибирається напруга акумуляторної батареї?
Чим потужніший інвертор, тим вищу напругу бажано мати на батареї. Це зменшує струм у ланцюзі живлення, полегшуючи роботу всієї системи. Наприклад:
- Для інвертора потужністю 1 кВт на 12 В струм становитиме понад 80 А.
- Для інвертора на 20 кВт з батареєю 48 В — понад 400 А.
- У високовольтній системі на 205 В при тій же потужності — лише близько 100 А.
Малі струми означають тонші кабелі, простіші з’єднання, менше теплове навантаження та вищу надійність.
Як побудована високовольтна батарейна система?
Високовольтна акумуляторна система складається з модулів 48 В, які з’єднуються послідовно до необхідної загальної напруги. Наприклад, 4 блоки по 51,2 В формують систему на 205 В.
Такі батареї обладнані інтелектуальною системою керування BMS (Battery Management System), яка:
- контролює температуру, напругу, заряд/розряд кожного модуля;
- передає дані до інвертора через сигнальний кабель;
- обмежує струми до безпечних значень;
- запобігає перегріву та деградації елементів.
Важливо: не всі 48 В батареї дозволяють послідовне з’єднання. Підходити до вибору потрібно уважно, щоб забезпечити повну сумісність з інвертором.
Безпека високовольтних систем
Підвищена напруга вимагає дотримання правил електробезпеки:
- Використовуються лише спеціалізовані кабелі з ізоляцією на 1000 В постійного струму.
- Кабелі мають бути з подвійною ізоляцією та правильно підібраним перерізом.
- Контактні з’єднання повинні бути надійними — поганий контакт призведе до перегріву і потенційної аварії.
Для прикладу, інвертори Deye можуть працювати з батареями напругою до 800 В. Це вимагає ретельної підготовки, грамотного проєктування та дотримання технічних норм під час монтажу.
Практичний приклад: 20 кВт система
Для системи на 20 кВт:
- У конфігурації 48 В буде потрібно струм понад 400 А — кабелі перерізом близько 150 мм², важкі й дорогі.
- У конфігурації 205 В — струм близько 100 А — вистачить кабелю на 25 мм².
Різниця у вартості, складності монтажу та ризиках — суттєва. Це і є головний аргумент на користь високовольтної архітектури.
Коли вибирати високовольтний інвертор?
Такі інвертори — ідеальне рішення для об’єктів потужністю 20 кВт і вище. Наприклад:
- приватні будинки з високим енергоспоживанням;
- комерційні об'єкти, офіси, СТО, готелі;
- промислові об'єкти, сільське господарство;
- об'єкти критичної інфраструктури, які потребують безперебійного живлення.
У масштабних системах на 50–100+ кВт використання низьковольтної архітектури на 48 В призводить до складнощів з балансуванням потужності та надвисокими струмами, які практично не піддаються контролю.
Високовольтні інвертори — це технологічно правильне рішення для потужних гібридних систем. Вони:
- знижують втрати енергії;
- скорочують витрати на кабельну інфраструктуру;
- спрощують монтаж і обслуговування;
- підвищують надійність та ефективність у довгостроковій перспективі.
Саме тому такі інвертори активно використовуються у сучасних проєктах від 20 кВт і вище, а виробники — зокрема Deye — пропонують спеціалізовані моделі під такі задачі.
Компанія VIATEC — офіційний постачальник обладнання Deye, Dyness, Victron Energy. Ми завжди готові допомогти та підібрати інвертор, акумуляторну систему та всі аксесуари для вашого проєкту з урахуванням потужності, бюджету та специфіки об’єкта.