ИНВЕРТОРЫ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
 Фото: publika.md Инвертор преобразует постоянный ток от аккумуляторов в 220В переменного тока. В продаже можно найти инверторы различной мощности. Для простейших задач вроде зарядки сотовых телефонов, планшетов, фотоаппаратов и т.п. подойдёт инвертор 12-220В мощностью 150Вт. Такие инверторы стоят недорого и подключаются через разъём прикуривателя. А как удивится младшее поколение, когда увидит знакомый разъём USB — для подзарядки телефонов, планшетов и прочего. USB-портом оснащены некоторые, как правило, маломощные модели инверторов. Но вот насос, электроинструмент или чайник такие инверторы не потянут — мощность слишком мала. Для таких потребителей есть инверторы с большой мощностью — вплоть до 18 кВт. Они подключаются напрямую к клеммам аккумулятора. Самые мощные из них имеют весьма внушительные размеры. Средняя цена за 1Вт мощности у таких инверторов — уже гораздо больше, чем у маломощных автомобильных. Вот здесь и начинается проблема выбора. Что нужно конкретно Вам: электрочайник в чистом поле или заряженный ноутбук вдали от цивилизации? Для этого нужно точно определить, какие приборы и в каком количестве обязательно будут подключены к инвертору. Маломощные инверторы мощностью до 200Вт подключаются через разъём прикуривателя. Более мощные инверторы подключаются напрямую к клеммам аккумулятора. Кроме того, некоторые модели мощностью 300-500Вт предлагают соломоново решение: их можно подключать и к прикуривателю, и напрямую к аккумулятору с помощью двух сменных кабелей. Помимо мощности, важной характеристикой является форма выходного сигнала. Идеальный график напряжения от времени — это чистая синусоида. Такая форма сигнала присутствует в сети 220В. Однако инверторы с чистым синусом стоят в 2-3 раза дороже. Дешёвые же инверторы выдают так называемую модифицированную синусоиду. Впрочем, модифицированного синуса — достаточно для таких устройств как лампы накаливания, нагревательные приборы (не содержащие электронных блоков), некоторые энергосберегающие лампы, современные зарядные устройства телефонов, планшетов, ноутбуков и прочего. Чистый синус предпочтителен для подключения высокоточной измерительной аппаратуры, автоматики газового оборудования, медицинских приборов, некоторых устройств связи, люминесцентных ламп старого образца, насосов, холодильников, кондиционеров, СВЧ-печей. В противном случае некоторые приборы могут работать хуже, некоторые могут не включиться или даже выйти из строя. Помимо того, в модифицированном синусе присутствуют высокочастотные составляющие, которые, например, могут всплыть в виде шумов в аудиоаппаратуре. БЮДЖЕТНЫЕ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ИНВЕРТОРЫ 
Такие инверторы продаются в любом крупном магазине бытовой электроники, компьютерной техники или автозапчастей. Представляют собой небольшое устройство, которое вставляется непосредственно в прикуриватель либо имеет кабель со штекером для прикуривателя. На выходе у таких инверторов — всегда модифицированный синус. Инверторы имеют защиту от перегрузок, короткого замыкания на выходе и неправильной полярности входа. Также они отключаются при отклонении входного напряжения ниже 10В или выше 15В. Мощность таких инверторов — обычно 75-150Вт, у некоторых — до 200Вт. Лучше сразу покупать инвертор с запасом по мощности, поскольку их внутренние детали часто выбраны "впритык", и реальная мощность нередко оказывается ниже заявленной. И проверить это возможно экспериментальным методом только после покупки. А если инвертор нужен только для зарядки телефонов, планшетов, фотоаппаратов и т.п., то подойдут модели мощностью 75Вт. Но для таких целей в продаже есть готовые зарядные устройства для телефонов, планшетов и даже ноутбуков, работающие непосредственно от прикуривателя. Они — дешевле и гораздо практичнее. Кроме того, большинство из них могут работать в диапазоне входных напряжений 10-30В. Маломощные автомобильные инверторы больше подойдут для эпизодического применения, а не для постоянного. Во-первых, срок службы небольшой. Во-вторых, без нагрузки на холостом ходу они потребляют ток 0,25-0,5А, то есть энергия тратится впустую. В-третьих, хотя КПД заявлен 85-90%, на самом деле, скорее всего, не превышает 80%. Покупать же инвертор с заявленным КПД менее 75% — нецелесообразно. ИНВЕРТОРЫ 300-1000Вт С МОДИФИЦИРОВАННОЙ СИНУСОИДОЙ 
В принципе, инвертора на 150Вт может хватить для одновременного подключения ноутбука и зарядки сотового телефона, планшета, фотоаппарата, плеера или электробритвы. Но что если возникает необходимость включить что-то более мощное? Так что рассмотрим следующий класс инверторов — мощностью от 300 до 1000Вт. Основное отличие этих инверторов от маломощных — в том, что их уже невозможно подключать через прикуриватель. Нагрузки на гнездо прикуривателя не должны превышать ток 15А или мощность 180 Вт. При превышении этого порога начинается перегрев внутренних частей прикуривателя, что может привести к пожару. Поэтому мощные инверторы подключаются напрямую к аккумулятору с помощью зажимов типа "крокодил". Чтобы создать максимально удобные условия, некоторые производители снабжают инверторы двумя кабелями — со штекером к прикуривателю и с зажимами на клеммы аккумулятора. Например, в автомобиле эти инверторы можно использовать для зарядки телефонов и ноутбуков, а в стационарном положении можно подключить что-нибудь более мощное — в некоторых случаях даже насос типа "ручеёк" или СВЧ-печь на минимальной мощности. Главный минус таких инверторов — в том, что они также имеют на выходе модифицированную синусоиду. От такой формы напряжения нормально работают лампы накаливания, нагревательные приборы и импульсные блоки питания. Также приемлемо работает большинство электроинструментов с коллекторным двигателем (со щётками) без электронных регуляторов. Но, например, насосы и холодильники иногда не запускаются либо работают, но греются и теряют мощность при работе. Инверторы такой мощности тоже лучше брать с запасом. Например, если инвертор — на 600Вт, то он может не запускать даже электроинструменты на 400-600Вт из-за большого пускового тока. Немного лучше запускаются инструменты с плавным пуском. ИНВЕРТОРЫ СВЫШЕ 1000Вт С МОДИФИЦИРОВАННОЙ СИНУСОИДОЙ 
Назначение подобных аппаратов сильно отличается от назначения предыдущих классов инверторов. Они имеют приличные размеры и вес. А подключаются только напрямую к аккумуляторной батарее толстыми проводами наподобие сварочных. Здесь нужно внимательно следить за качеством контакта клемм аккумуляторной батареи, соединительных проводов и входных клемм инвертора при их наличии. Иначе реальные характеристики будут далеки от заявленных. Такие громоздкие агрегаты нужны для подключения мощных электроприборов — таких как электроинструменты или микроволновая печь на максимальной мощности. Самые мощные модели способны даже вскипятить чайник. Такие инверторы не любят долговременную работу при максимальной мощности нагрузки и довольно сильно нагреваются. Почти у всех имеются вентиляторы, которые работают почти постоянно. Лично я около 2 лет пользовался инвертором мощностью 2000Вт. Лампы накаливания, энергосберегающие лампы, зарядные устройства телефонов работали в обычном режиме. Портативные компьютерные колонки работали, но при этом был сильный фон. Но холодильник 2007 года выпуска всё равно не запускался. Кипятильник на 1,5 кВт от такого инвертора работал, но инвертор при этом сильно нагревался. Также работала от него углошлифовальная машина (болгарка) мощностью 1200Вт, но от неё также грелся инвертор, и болгарка работала немного слабее, чем от обычной сети 220В. Такие инверторы не очень подходят для постоянного и круглосуточного использования, поскольку даже без нагрузки потребляют ток 0,5-1А, сильно шумят и греются при мощной нагрузке. Но учитывая мощность и назначение таких агрегатов, это неизбежно. БЮДЖЕТНЫЕ ИНВЕРТОРЫ С ЧИСТОЙ СИНУСОИДОЙ 
Как уже было сказано выше, инверторы с чистым синусом стоят в 2-3 раза дороже предыдущих. Особенно дорого они стоили примерно 5 лет назад, но сейчас есть тенденция к снижению цены. Такие инверторы выпускают в том числе и в России, и качество — по крайней мере, не хуже китайского, а иногда — и гораздо лучше. Выглядят такие инверторы так же, как и вышеописанные (в пластмассовых или металлических корпусах). В целом только из-за наличия чистой синусоиды на выходе такие инверторы более предпочтительны, чем инверторы с модифицированным синусом. К таким инверторам уже можно без риска подключать любые электроприборы (в пределах мощности инвертора). От таких инверторов можно круглосуточно питать маломощную нагрузку, требовательную к качеству электропитания. ИНВЕРТОРЫ НЕБОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ АВТОНОМНОГО ПИТАНИЯ 
Многие производители также выпускают инверторы именно для постоянного использования в бесперебойных и автономных системах. Изюминкой данного класса инверторов является функция «Спящий режим». Когда потребление энергии отсутствует, то инвертор переходит в режим ожидания и внутренний преобразователь отключается, энергия тратится лишь на проверку наличия нагрузки. Когда появляется нагрузка, то запускается преобразователь, и нагрузка начинает работать. В спящем режиме обычно ток потребления не более 50-80мА. Такие инверторы — как правило, гораздо тяжелее и больше в размерах, имеют большие вентиляторы для охлаждения и включаются только при перегреве инвертора. Даже при небольшой мощности они запускают коллекторные и асинхронные электродвигатели, которые при запуске потребляют ток в 3-10 раз больше номинального значения. Обычно такие инверторы кратковременно могут обеспечивать пиковую мощность в 2-3 раза больше номинальной, именно для пуска сложной нагрузки. Особенности эксплуатации — такие же, как и у двух предыдущих классов. МОЩНЫЕ ИНВЕРТОРЫ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ 
Мощные инверторы изначально созданы для автономного и круглосуточного питания объекта. Часто присутствует возможность настроить множество параметров — такие как пороги отключения инвертора (чтобы не разряжать аккумуляторы до глубокого разряда), выходное напряжение (например, 220В или 230В) или максимальную выходную мощность. Также часто имеется такая функция как переключение нагрузки с собственного преобразователя на электросеть и обратно. Многие модели умеют работать совместно с электросетью, добавлять свою мощность к мощности электросети и даже отдавать энергию в электросеть. У некоторых есть возможность дистанционного мониторинга и управления через компьютер и даже через смартфон (с помощью программного обеспечения для мобильных операционных систем). Такие инверторы можно найти на любое стандартное напряжение начиная от инверторов на 12В и заканчивая инверторами с широким диапазоном входного напряжения (от 60В до 380В постоянного тока). СЕТЕВЫЕ ИНВЕРТОРЫ 
Так выглядит сетевой инвертор мощностью 500Вт. На первый взгляд, ничего необычного. Только вместо клемм для подключения аккумуляторов имеются разъёмы MC4 для непосредственного подключения солнечных модулей к инвертору. Сетевой инвертор — это гибрид инвертора и солнечного контроллера с технологией МРРТ. Но у сетевого инвертора — совсем другая концепция, чем у рассмотренных нами выше обычных, батарейных инверторов. Он отличается принципиально. Концепция сетевых инверторов имеет свои истоки от других условий европейских стран, США и др. Концепция сетевого инвертора — энергию от солнечных панелей (соединённых в последовательную цепочку с высоким напряжением, обычно от 200 до 600В) преобразовать сразу в переменное напряжение 220В и сразу подавать её в общественную электросеть (синхронизируя выходное напряжение с ней). Так как напряжение на входе и на выходе — высокое, можно обойтись минимумом намоточных деталей (трансформаторы, дроссели), что вроде бы должно удешевлять сетевые инверторы (хотя они почему-то стоят в 2-3 раза дороже обычных батарейных инверторов). Кроме того, сетевой инвертор работает без аккумуляторных батарей. Как работают сетевые инверторы за границей? Если нагрузка в доме — больше, чем выработка солнечной энергии, то вся солнечная энергия уходит на домашнее потребление, а из сети потребляется разность мощности нагрузки и мощности выработки. Если же нагрузка — гораздо меньше, чем выработка, то эта неиспользуемая энергия направляется в общественную электросеть. То есть его счётчик крутится в обратную сторону, уменьшая показания. Получается, что роль аккумуляторов выполняет городская электросеть. В неё можно выдавать солнечную электроэнергию, выкручивая счётчик в большой минус, а потом, вечером или в зимний период, потреблять то, что отдавалось летом. Городская электросеть — это, по сути, огромный аккумулятор с пожизненным сроком службы. Причём, с неограниченной ёмкостью и КПД, равным 100%. Но, к сожалению, пока в России есть масса причин, по которым сводятся на нет все преимущества сетевых инверторов. Самые главные из них: 1. У нас никто, кроме крупных электростанций, не имеет права ничего выдавать в сеть. И таких счётчиков, которые позволяют вычитать показания, больше нет. Причём, многие современные счётчики учитывают только модуль проходящей через них энергии. То есть вся выдаваемая энергия будет приплюсована к потреблённой, и за неё придётся платить, следовательно — счета за электроэнергию только увеличатся. Объясняется это якобы защитой от воровства электроэнергии. 2. Если в Европе электричество отключается крайне редко и там в большинстве случаев можно не иметь резервных источников питания, то в России аварии и плановые отключения электроэнергии — обычное дело. Поэтому в России аккумуляторные батареи жизненно необходимы для резерва, даже при наличии сети 220В. Хотим обратить Ваше внимание, что в случае отключения сети 220В сетевой инвертор не будет выдавать энергию, даже если светит солнце и энергия вырабатывается в большом количестве. Конструкция сетевого инвертора устроена так, что напряжение сети 220В необходимо ему для задающего генератора. И, кроме того, это — мера безопасности: когда отключают подачу сети 220В (например, для ремонта линии). Чтобы не было угрозы жизни и крупных разрушений, сетевой инвертор не должен выдавать 220В в отключённую сеть. Поэтому, если электричество в сети исчезнет, при сетевом инверторе с солнечными панелями Вы останетесь без электричества. Большие деньги затрачены, а резервного электроснабжения нет. Как говорится, «Что французу здорово, то русскому — лягушка». И так будет до тех пор, пока законодательство не изменят, пока не легализуют выдачу энергии частными лицами, пока аварии электроснабжения не станут редкостью, пока плановые отключения электричества не сведут к минимуму. ГИБРИДНЫЕ ИНВЕРТОРЫ 
Что же такое гибридный инвертор (HYBRID)? Это — и обычный батарейный, и сетевой инверторы, объединённые в одно устройство. Гибридный инвертор, как и сетевой инвертор, умеет синхронизироваться с электросетью и выдавать туда энергию как от аккумуляторов, так и от солнечных панелей. Например, он может "умощнять" сеть при перегрузках — при возникновении необходимости, он сможет прибавлять к выделенной мощности сети мощность от аккумуляторов и/или от солнечных батарей. Гибрид будет работать и при исчезновении сети 220В. В настройках гибрида можно ограничить выдачу солнечной энергии во внешнюю сеть при отсутствии нагрузки. То есть проблема со счётчиками, прибавляющими выданную энергию к счетам на оплату, снимается. Гибрид накладывает свой синусоидальный сигнал на сигнал сети с чуть большей амплитудой и может перехватывать на себя всю нагрузку или часть нагрузки. Нужно сказать, что аккумуляторы при наличии сетевого 220В не расходуются и не сокращают ресурс, хотя солнечная энергия выдаётся в сеть. Но можно и разрешить небольшой разряд аккумуляторов — это позволит выдавать накопленную энергию вечером. Правда, ресурс аккумуляторных батарей тогда будет в большей степени сокращаться. Выдача необходимой энергии непосредственно в домашнюю сеть — на порядок лучше, чем автоматическое переключение потребителей с сети на инвертор, получающий энергию от аккумуляторов и солнечных панелей. Во-первых, в последнем случае расходуются, а значит — сокращают ресурс, аккумуляторы. Во-вторых, частые переключения ведут к подгоранию контактов внутреннего реле в обычном инверторе и, как следствие, — к ускоренному износу. Наличие аккумуляторов позволяет гибридным инверторам поддерживать домашнюю сеть и при исчезновении 220В во внешней сети. Ещё один плюс гибридов — они могут обеспечить трёхфазное напряжение 380В (автономное или резервное). Возможна также и выдача всех трёх фаз от аккумуляторов либо поддержка одной из исчезнувших фаз. А если необходимо обеспечить автономное или резервное питание трёхфазных двигателей (насосы, станки и пр.), трёхфазный гибридный инвертор будет единственным способом. Получается, что только гибридные инверторы — это единственное подходящее решение для России. Одним словом, в России для дома и офиса самое правильное решение — это установка гибридного инвертора. Исключение составляют мощные (мегаватты, десятки и сотни мегаватт) солнечные электростанции, на них используются именно сетевые инверторы. Сетевые инверторы могут быть полезны на промышленных предприятиях, потребляющих энергию только в дневное время, при достаточном количестве солнечной энергии и при полном потреблении этой энергии. ПОСЛЕСЛОВИЕ Каков вывод? С ним трудно. В каждом конкретном случае есть свой идеальный вариант. Но есть несколько общих рекомендаций. Для простых задач, таких как использование в походе, в полевых условиях или дома при небольшой планируемой нагрузке (например, резервирование котла отопления, автономной канализации, освещения, систем связи и безопасности), предпочтительнее — компактные инверторы с модифицированным синусом либо бюджетные инверторы с чистым синусом. Для сложных задач, таких как резервное электроснабжение домов и офисов, автономное электроснабжение от солнечных панелей и ветрогенераторов, уменьшение потребления от сети, нужны серьёзные инверторы. А именно: — с чистым синусом на выходе; — с возможностью заряда аккумуляторов от сети (при её наличии); — с возможностью настройки параметров; — гибридные инверторы (при наличии сети 220В и солнечных панелях/ветрогенераторах, пусть даже планируемых в будущем). |