Як підключити інвертор до будинку

Встановлення сонячного інвертора є однією з найважливіших частин сонячної системи у вашому будинку.

Встановлення сонячної системи дасть вам багато переваг:

• По-перше, вона виробляє екологічно чисту та відновлювану енергію
• По-друге, допомагає суттєво зменшити витрати на електроенергію
• По-третє, сприяє захисту навколишнього середовища, зменшуючи викиди вуглекислого газу
• По-четверте, підвищує вашу енергетичну незалежність.

Що таке інвертор?

Електроенергія, яка надходить з вашої розетки і використовується вашою побутовою технікою, являє собою змінний струм (AC). Однак, ваша фотоелектрична система виробляє постійний струм (DC). Тут у гру вступає інвертор. Він перетворює постійний струм, що генерується сонячними модулями на змінний струм, необхідний для побутового використання. Без інвертора ви не зможете використовувати електроенергію, що виробляється вашою сонячною системою безпосередньо у своєму будинку. Це робить інвертор найважливішим компонентом вашої фотоелектричної системи та гарантує, що ви зможете ефективно використати власну сонячну енергію.

Вибір відповідного інвертора

Для забезпечення електроживлення квартири під час відключення електроенергії часто пропонують використовувати автомобільний акумулятор. Це здається простим варіантом: беремо акумулятор, додаємо автомобільний інвертор для перетворення напруги і система готова до використання. Однак, є важливі моменти, на які треба звернути увагу, якщо ви хочете підключити таку систему до домашньої електромережі під час відключення світла.

• По-перше, вам потрібно буде постійно стежити за рівнем заряду акумулятора, щоб уникнути повного розряду, коли він перестане заряджатися
• По-друге, вам доведеться слідкувати за відключеннями світла, щоб вчасно переключити всі пристрої на основне живлення та поставити акумулятор на зарядку
• По-третє, важливо контролювати заряд акумулятора, щоб не допустити його перезарядки, перегріву або навіть вибух
• По-четверте, у випадку наступного відключення електроенергії, поки акумулятор ще не зарядився повністю, вам знову доведеться вручну підключати мережеві пристрої до акумулятора в темряві.

Звісно, можна організувати систему з перекидними рубильниками, щоб полегшити перемикання між живленням від мережі або від акумулятора, включаючи все одним рухом важеля. Однак є ще одне важливе обмеження -автомобільні інвертори часто мають недостатню потужність, щоб забезпечити живлення навіть найнеобхідніших пристроїв.

Це пояснюється тим, що інвертори розраховані на акумулятори 12В, які зазвичай мають ємність до 200 А год. Така ємність дозволяє акумулятору забезпечити живлення лише на обмежений час і потребує тривалої зарядки (до 20 годин, якщо акумулятор повністю розряджений). Через це, навіть за наявності інвертора, система не зможе підтримувати роботу всіх необхідних пристроїв у довгостроковій перспективі без постійного підключення до мережі для зарядки акумулятора.

Найкращим варіантом у цьому випадку є використання мережевої станції безперебійного живлення, яка здатна автоматично перемикатися на живлення від акумуляторів при зникненні напруги в мережі. Така система працює миттєво, забезпечуючи безперебійне електропостачання до квартири. Коли електрика повертається, він автоматично повертає напругу в мережу, що ще важливо, самостійно контролює заряд акумуляторів, підтримуючи їх на оптимальному рівні.

Вибір відповідного інвертора залежить від різних факторів, включаючи розмір вашої фотоелектричної системи, ваші індивідуальні вимоги та ваш бюджет. Найбільш поширені такі типи інверторів, кожен з яких має свої переваги та недоліки:

Гібридний інвертор

Гібридний інвертор є найпоширенішим типом інверторів він зберігає надлишок сонячної енергії в підключеній акумуляторній системі. Це означає, що фотоелектрична електроенергія, що самогенерується, також доступна після заходу сонця, наприклад, для зарядки електромобіля або для теплового насосу та гарячого водопостачання.

Струнний інвертор

Це найпоширеніший тип інвертора для невеликих фотоелектричних систем.

В цій системі кілька сонячних модулів з'єднуються послідовно, а інвертор перетворює постійний струм всіх модулів у змінний. Струнні інвертори недорогі та прості в установці. Однак є один недолік: на продуктивність усіх модулів у ланцюжку впливає продуктивність найслабшого модуля.

Мікроінвертор

На відміну від струнних інверторів, мікроінвертори є невеликими пристроями, які кріпляться безпосередньо до кожної сонячної панелі. Кожен модуль має власний інвертор, що дозволяє здійснювати індивідуальний моніторинг та оптимізацію продуктивності. Тобто кожна сонячна панель може працювати на повну потужність, незалежно від продуктивності інших панелей у тому самому ланцюзі.

Центральний інвертор

Ці інвертори часто використовуються у великих фотоелектричних системах, особливо в комерційних та промислових цілях. Вони мають більш високу продуктивність та ефективність, ніж струнні інвертори, і це дає можливість ефективно використовувати їх при розміщенні кількох рядів сонячних панелей. Однак вони зазвичай дорожчі і вимагають більше місця.

Підготовка до встановлення

Перед тим, як розпочати встановлення, потрібно провести детальну підготовку.

Підготовка: планування та інструменти

Перш ніж розпочати встановлення гібридного інвертора, важливо провести ретельне планування. Спочатку вам слід перевірити технічні вимоги пристрою та переконатися, що ваша електрична система відповідає цим вимогам. Це включає знання технічних характеристик інвертора для визначення правильного розташування і сумісності з сонячними панелями.

Підготуйте всі необхідні інструменти та матеріали, включаючи мультиметр, викрутки, кабельні затискачі та необхідний захисний одяг.

Вибір місця: Де встановити інвертор?

Виберіть відповідне місце для вашого інвертора, яке максимально збільшить ефективність системи та полегшить доступ для обслуговування. Для продовження терміну служби пристрою місце має бути сухим, добре вентильованим та захищеним від екстремальних температур. Переконайтеся, що місце встановлення відповідає місцевим будівельним нормам та вимогам виробника, щоб забезпечити безперебійне встановлення інвертора.

Електрична підготовка: безпека передусім

Перш ніж приступити до підключення, відключіть напругу в мережі і за допомогою мультиметра переконайтеся у її відсутності. Це захистить вас від ураження електричним струмом та інших загроз під час встановлення. Перевірте електропроводку системи, щоб переконатися, що вона відповідає специфікаціям інвертора.

На що потрібно звернути увагу під час вибору місця для встановлення інвертора?

Розташування інвертора – дуже важливий момент, який слід визначити на етапі планування фотоелектричної системи. Розташування інвертора безпосередньо впливає безпечність системи, а також термін її служби і максимальну продуктивність наших модулів.

Отже, на що слід звернути увагу при виборі розташування інвертора?

Спочатку слід переконатися, що інвертор розташований на оптимальній відстані як від панелей, так і від розподільної коробки. Максимальна допустима довжина кабелів, що з'єднують інвертор з панелями, складає приблизно 10 метрів. Якщо дроти мають більшу довжину, необхідно додати додатковий захист та передбачити встановлення коробки для постійного струму. Проводи, що передають змінний струм, також не повинні перевищувати 10 метрів. Інакше потрібно встановити захист від перенапруги.

• Оптимальна температура: Інвертор не повинен перегріватися. Хоча багато виробників стверджують, що їхні пристрої можуть працювати при температурах до 60°C, на практиці навіть 40°C можуть створювати додаткове навантаження. Тому його не слід встановлювати у місцях, де можливе надмірне нагрівання, наприклад, на горищах. Інвертор, що генерує тепло, краще розмістити у прохолодних приміщеннях, таких як гараж або підвал (за умови відсутності вологи).
• Низька вологість: Інвертор слід встановлювати в місцях з низьким рівнем вологості, щоб уникнути проблем, пов'язаних із контактом води та електрики. Місця з високою вологістю, такі як пральні чи вологі підвали, не підходять.
• Захист від пилу: Приміщення повинно бути чистим, без великої кількості пилу. Наприклад, гараж підходить, якщо він не використовується як майстерня чи склад вугілля, оскільки це призведе до накопичення пилу, який може пошкодити пристрій.
• Простота доступу: Інвертор повинен бути розташований так, щоб забезпечувався легкий доступ до його вентиляції та з'єднань.
• Достатньо простору: Інвертор встановлюють вертикально на твердій поверхні (стіні). Слід залишати не менше 15 см вільного простору з усіх боків, а при встановленні в окремих будках — відстань можна скоротити до 5 см, але потрібно забезпечити ефективну вентиляцію.
• Вплив на мешканців: Інвертор виробляє шум через охолоджувальні вентилятори, тому його не варто розміщувати в кімнатах, що часто використовуються, щоб уникнути дискомфорту.
• Захист від зовнішніх умов: Якщо інвертор встановлюється на відкритому повітрі, він повинен мати відповідний рівень герметичності (NEMA 3R, NEMA 4X, IP65 або IP66), щоб бути захищеним від дощу та інших погодних умов.
• Захист від сонячного впливу: Інвертор не слід розміщувати під прямими сонячними променями, щоб уникнути перегріву і прискореного зношування.
• Захист від затоплення: Якщо інвертор встановлюється у підвалі, його слід розміщувати не нижче 1 м від підлоги для захисту від можливого затоплення.

Де встановити інвертор?

Правильне розташування інвертора є важливим для його нормальної роботи. Ось кілька рекомендацій щодо ідеальних місць для встановлення:

1. Котельня, якщо ви не опалюєте будинок вугіллям, оскільки вугілля може створювати занадто багато пилу, що шкодить техніці. Котельня зазвичай має гарну вентиляцію та сухість.
2. Гараж, де інвертор буде добре провітрюватися, захищений від негоди і не заважатиме у побуті.
3. Сухий підвал, якщо він не має підвищеної вологості і не є занадто маленьким для нормальної вентиляції.

Пам'ятайте, що інвертори не можна розміщувати в маленьких приміщеннях з обмеженою вентиляцією, таких як шафи, альтанки або вбудовані шафи. Також не слід встановлювати інвертор у пральних, де висока вологість, що може негативно вплинути на його роботу.

І ще одна порада: не рекомендується розміщувати інвертор поруч зі спальнею, якщо ви маєте хоч найменші сумніви щодо того, що шум його роботи може заважати вам під час сну.

Як підключити інвертор?

Після того як ви вже визначилися з місцем встановлення і необхідним типом інвертора, постає питання з його підключенням.

В першу чергу потрібно забезпечити заземлення інвертора, це захистить вас і будинок від ураження срумом, пожеж і багатьох інших небезпек.

Для заземлення інвертора зазвичай використовуються два основні методи:

• Сталевий стрижень використовується як один зі способів заземлення. Пруток довжиною не менше 150 см та діаметром від 1,5 см вкопується у ґрунт поблизу генератора, залишаючи невелику частину на поверхні. Його з'єднують з клемою інвертора за допомогою спеціального хомута та гнучкого мідного кабелю з перерізом від 4 мм. Якщо хомута немає, до прутка можна приварити болт для закріплення кабелю. Стрижень в який проводиться заземлення слід захистити від випадкового контакту.
• Металевий лист є другим способом заземлення інвертора. Для цього використовують лист металу розмірами не менше 100х50 см, який закопують у ґрунт на достатню глибину. Потім лист з'єднують з інвертором за допомогою мідної проводки або спеціальних затискачів. Це забезпечує безпечне відведення статичного струму в метал без загрози для людей.

Підключення вимагає виконання операцій як на стороні постійного, так і змінного струму. Залежно від методу встановлення, може бути необхідним використання додаткових засобів захисту, таких як запобіжники або вимикачі диференціального струму. У разі підключення великої кількості сонячних панелей може знадобитися підключення внутрішньої мережі AC до двонаправленого лічильника, проте монтаж цього лічильника здійснює енергетична компанія, тому ми не будемо розглядати це в даному випадку.

У повній конфігурації системи резервного живлення може бути встановлений генератор, який забезпечує додаткову можливість заряджати акумуляторні батареї (АКБ) у випадку тривалої відсутності електропостачання від зовнішньої мережі. Генератор стає джерелом змінного струму, що підтримує роботу інвертора та заряд АКБ, забезпечуючи безперервність живлення для пристроїв навіть у критичних ситуаціях.

Процес встановлення інвертора

Процес встановлення інвертора включає кілька важливих етапів:

1. Монтаж інвертора: Закріпіть інвертор на стіні або спеціальній стійці згідно з інструкціями виробника
2. Підключення до заземлення: Проведіть шину заземлення до інвертора та підключіть її до відповідної клеми на його корпусі
3. Підключення до акумуляторів: Якщо у вашій системі використовуються акумулятори, підключіть їх до інвертора, суворо дотримуючись полярності
4. Підключення до електромережі: Для мережевих і гібридних інверторів необхідно підключити пристрій до загальної електромережі через спеціальний автомат захисту
5. Підключення сонячних панелей: Якщо система включає сонячні панелі, підключіть їх до інвертора, дотримуючись усіх необхідних заходів безпеки
6. Налаштування параметрів: Після завершення фізичного підключення налаштуйте параметри роботи інвертора відповідно до ваших потреб

Монтаж зазвичай докладно описаний в інструкції, що додається до інвертора, і його може виконати будь-хто, хто має досвід установки подібного обладнання. Проте деякі інші етапи процесу вимагають додаткових пояснень або більш детального опису для забезпечення правильного підключення та безпечної експлуатації.

Заземлення

Заземлення є обов'язковою частиною встановлення інвертора. Кабель заземлення потрібно підключити до заземлюючої пластини на стороні мережі. Це забезпечує захист від ураження електричним струмом у випадку, якщо вихідний захисний провідник вийде з ладу. Заземлення допомагає відвести небезпечний струм, створюючи додатковий рівень безпеки для користувачів та обладнання.

Підключення батареї

Щоб гарантувати безпечну експлуатацію та дотримання необхідних вимог, між акумулятором і інвертором слід встановити окремий захисний пристрій від перевантаження постійного струму або пристрій для відключення. У деяких випадках комутаційні пристрої можуть бути необов'язковими, але захист від перевантаження по струму залишається обов’язковим. Щоб підібрати потрібний розмір запобіжника або автоматичного вимикача, скористайтеся таблицею № 1 для визначення за силою струму.

Таблиця № 1. Розміри кабелів (АКБ)

Прокладання проводки повинно відповідати всім технічним стандартам, оскільки неправильно виконана проводка може призвести до серйозних проблем, таких як короткі замикання чи перегрів. Якщо ви не впевнені в своїх силах, найкраще звернутися до кваліфікованих фахівців, які можуть правильно виконати монтаж.

Що стосується підключення акумулятора, то вибір відповідного кабелю є ключовим для безпеки та ефективності роботи системи. Для зменшення ризику пошкодження обладнання або травмування, важливо вибирати кабелі, які відповідають вимогам по струму та напрузі для конкретного типу акумулятора та інвертора. Рекомендується звернутися до таблиці №1, що містить інформацію про рекомендовані типи кабелів, щоб забезпечити правильний вибір і підключення.

Ось покрокова інструкція для підключення акумулятора до інвертора:

Крок 1: Вибір акумуляторного кабелю та роз'єму

• Кабель: Виберіть кабель з відповідним перерізом (зазвичай від 4 мм? до 10 мм? для акумуляторних систем). Кабель має бути мідним для кращої провідності.
• Роз'єми: Виберіть роз'єми, що підходять до клем акумулятора. Зазвичай це гвинтові клеми або роз'єми типу "півмісяць". Переконайтеся, що роз'єми добре підходять і зручно з’єднуються з клемами акумулятора.

Крок 2: Підключення кабелів до акумулятора

• Використання інструменту: Використовуйте відповідну викрутку або ключ для відкручування болтів на клемах акумулятора.
• Підключення кабелів:
• Спочатку підключіть позитивний кабель (зазвичай червоний) до позитивної клеми акумулятора
• Потім підключіть негативний кабель (зазвичай чорний) до негативної клеми акумулятора
• Затягування болтів: Вставте роз'єми акумуляторного кабелю в клеми акумулятора і затягніть болти за допомогою викрутки або ключа. Переконайтеся, що болти затягнуті з крутним моментом 24,5 Нм за годинниковою стрілкою для забезпечення належного контакту.

Крок 3: Перевірка полярності

• Перевірка полярності: Перед підключенням інвертора до акумулятора, переконайтесь, що полярність підключення дотримано. Позитивний кабель має йти до позитивної клеми акумулятора і інвертора, а негативний - до негативної клеми.
• Підключення до інвертора: Підключіть позитивний кабель до позитивної клеми інвертора і негативний кабель до негативної клеми інвертора, перевіривши знову правильність полярності.

Після виконання цих кроків система буде підключена належним чином, що забезпечить безпечну і ефективну роботу акумуляторів і інвертора.

Важливо бути надзвичайно уважним під час підключення акумулятора до інвертора, оскільки неправильне підключення може спричинити серйозні пошкодження обладнання. Перед тим як остаточно підключити джерело постійного струму або замкнути вимикач/роз'єднувач, переконайтеся:

• Позитивний кабель (червоний) має бути підключений до позитивного (+)
• Негативний кабель (чорний) повинен бути підключений до негативного (-)
• Завжди перевіряйте полярність двічі перед підключенням, оскільки зворотне підключення може призвести до короткого замикання і пошкодження інвертора.

Підключення входу/виходу змінного струму

УВАГА!

Перед підключенням мережевого джерела до входу змінного струму необхідно встановити окремий автоматичний вимикач між мережею та інвертором. Це гарантує безпечне відключення інвертора від мережі та захистить його від коротких замикань і перевантажень у мережі. Номінальний струм автоматичного вимикача для інвертора має бути:

• 10А для 1 кВА
• 20А для 2 кВА
• 32А для 3 кВА
• 40А для 4 кВА
• 50А для 5 кВА

УВАГА! Пристрій має роз'єми "IN" (вхід) і "OUT" (вихід). Не з'єднуйте їх між собою, а зовнішню мережу підключайте лише до входу "IN".

УВАГА! Всі підключення мають виконуватись виключно кваліфікованими спеціалістами.

УВАГА! Для безпечної та ефективної роботи системи необхідно, щоб перетин кабелю для підключення змінного струму відповідав даним у таблиці.

Підбір перетину кабелю відповідно до потужності інвертора:

Таблиця № 2. Розмір кабелю (АС)

Щоб підключити вхід/вихід змінного струму, дотримуйтесь таких кроків:

1. Переконайтеся, що акумулятори від'єднані від інвертора перед початком підключення

2. Зніміть 10 мм ізоляції з усіх провідників

3. Підключіть вхід (IN) змінного струму згідно з маркуванням на пристрої. Спершу підключіть PE-провідник

• L → фаза (ізоляція коричневого або чорного кольору)
• PE → захисний провідник (ізоляція жовто-зеленого кольору)
• N → нейтраль (ізоляція синього кольору)

УВАГА: Перед підключенням джерела змінного струму переконайтеся, що є напруга.

4. Підключіть вихід (OUT) інвертора до споживача відповідно до маркування на пристрої. Спершу підключіть PE-провідник для діапазону потужності 1 кВА – 5 кВА

5. Перевірте надійність електричних з'єднань

УВАГА: Кондиціонери потребують 3 хвилини для перезапуску. Це необхідно для балансування холодоагенту в контурі. Під час цього періоду відбувається різке збільшення споживання енергії, що може спричинити кидок струму і здатне пошкодити інших прилади в мережі. Інвертори зазвичай мають вбудований захист від перевантаження, який спрацьовує під час кидку струму при включенні кондиціонера. Для зменшення ризику кидка струму деякі кондиціонери мають вбудовану функцію тимчасової затримки, яка допомагає уникнути різких стрибків струму під час перезапуску. Перед підключенням кондиціонера до інвертора важливо перевірити, чи має кондиціонер функцію затримки. Якщо ця функція відсутня, ризик пошкодження обладнання збільшується, тому варто проконсультуватися з фахівцем або використовувати додаткові засоби захисту, щоб уникнути непередбачених проблем.

Підключення фотоелектричних модулів

Перед підключенням до фотоелектричних модулів необхідно встановити окремий автоматичний вимикач постійного струму між інвертором та модулями. Для забезпечення безпечної та ефективної роботи системи важливо використовувати кабель відповідного перетину для підключення фотоелектричних модулів.

Для зменшення ризику травмування необхідно використовувати кабель відповідного розміру, як вказано нижче:

Таблиця № 3. Розмір кабелю (PV)

Дротове підключення фотоелектричного модуля:

1. Вимкніть головний вимикач мережі (AC), щоб відключити систему від джерела змінного струму
2. Вимкніть ізолятор постійного струму, щоб переконатися, що всі з'єднання без струму
3. Підключіть вхідний роз'єм PV до інвертора відповідно до інструкції

Дотримання цих рекомендацій допоможе уникнути несправностей і збільшить тривалість безперебійної роботи вашої фотоелектричної системи.

1. Не підключайте фотоелектричні модулі з можливим витоком струму до інвертора, щоб уникнути несправностей. Зокрема, заземлені модулі можуть спричинити витік струму, що може пошкодити інвертор
2. Перевірте, щоб сонячні панелі (PV+ і PV-) не були підключені до шини заземлення. Це забезпечить належне функціонування системи
3. Використовуйте розподільну коробку PV із захистом від перенапруги, щоб уникнути пошкодження інвертора внаслідок удару блискавки. Це є важливим елементом захисту системи

Заходи безпеки під час встановлення:

• Не підключайте PV+ та PV- до шини заземлення системи – це може призвести до витоку струму та пошкодження інвертора
• Переконайтеся у відповідності полярності вихідної напруги фотоелектричної батареї символам DC+ та DC- на інверторі
• Перевірте напругу холостого ходу фотоелектричної батареї перед підключенням – вона має бути в межах, допустимих для інвертора (до 1000В)
• Використовуйте лише затверджений кабель постійного струму для фотоелектричних систем, щоб забезпечити безпечну та ефективну роботу

Поради які допоможуть вам зробити обґрунтований вибір фотоелектричних модулів для вашої системи:

• Перевіряйте напругу холостого ходу (Voc) – вона не повинна перевищувати максимальну напругу холостого ходу, яку підтримує інвертор
• Забезпечте відповідність мінімальній пусковій напрузі – Voc має бути достатньо високою для коректного запуску інвертора
• Сертифікація фотоелектричних модулів – використовуйте тільки ті модулі, які мають сертифікацію класу А за стандартом IEC 61730, що гарантує їхню безпеку та відповідність вимогам якості

Таблиця № 4