Как добавить аккумулятор к готовой солнечной электростанции
Электростанция с сетевым инвертором работает, пока светит солнце: вечером счётчик снова крутится от сети, а при аварии на линии дом гаснет вместе с ней. Аккумулятор закрывает обе дыры, но к сетевому инвертору напрямую его не подключить. Разбираем три схемы: что из старого оборудования остаётся и где у каждой пределы.
Коротко
- К сетевому инвертору аккумулятор напрямую не подключить: нужен гибридный инвертор.
- Схем три: AC-связь, когда сетевой инвертор остаётся, а рядом ставят гибрид; замена сетевого инвертора на гибрид; смешанная схема.
- При AC-связи мощность сетевого инвертора не должна превышать номинал гибрида, а фазность гибрида должна совпадать с вводом дома.
- При аварии в сети гибрид отделяет дом от линии и питает холодильник, освещение, котёл и насос от аккумулятора.
- LiFePO4 на морозе не заряжается, поэтому накопитель ставят в отапливаемом помещении.
Что меняется с аккумулятором
Первый эффект — вечер на своей энергии. Излишек, который днём уходил в сеть, копится в накопителе и расходуется вечером, когда дом потребляет больше всего. Пример: аккумулятор на 10 кВт·ч, заряженный к полудню, закрывает нагрузку дома с 18:00 до 22:00.
Второй эффект — резерв при аварии. Сетевой инвертор обязан отключиться, когда пропадает напряжение в сети: это защита от островного режима, и обойти её нельзя. Гибрид с аккумулятором в этот момент отделяет дом от линии и держит холодильник, освещение, котёл и насос. Накопитель на 13,5 кВт·ч питает выделенные нагрузки от 10 до 24 часов, смотря что включено. В каталоге к этой ёмкости ближе всего SE-F16 на 16 кВт·ч.
Три схемы подключения
У сетевого инвертора нет ни входа под аккумулятор, ни алгоритма заряда. Аккумулятору нужен гибридный инвертор. Дальше вопрос в том, что делать с оборудованием, которое уже стоит.
AC-связь (AC-coupling). Сетевой инвертор, панели и стринги остаются как есть, рядом ставят гибрид с аккумулятором. Выработка старого инвертора приходит к гибриду по переменному току, и он направляет её в дом, в аккумулятор или в сеть. У однофазных гибридов Deye SG03LP1, SG01LP1, SG05LP1 и трёхфазных SG04LP3, SG01HP3 этот режим прописан в паспорте как AC-связь для модернизации существующей электростанции. При аварии в сети гибрид сам формирует напряжение в доме, и сетевой инвертор продолжает работать. Когда аккумулятор полностью заряжен, а нагрузки нет, гибрид ограничивает выработку сетевого инвертора.
Ограничения есть. Мощность сетевого инвертора не должна превышать номинал гибрида, точный предел для каждой модели указан в инструкции. Фазность гибрида должна совпадать с вводом дома. Энергия в аккумулятор проходит два лишних преобразования: DC→AC в сетевом инверторе и AC→DC в гибриде, так что КПД такой цепочки ниже, чем при прямом заряде от панелей. И в щите теперь два инвертора, каждый со своим мониторингом.
Замена на гибрид. Сетевой инвертор снимают, панели подключают к MPPT-входам гибрида, аккумулятор — к аккумуляторному входу. Схема самая чистая: один прибор с одним приложением, панели заряжают аккумулятор по постоянному току без лишних преобразований. Минусы тоже есть: старый инвертор остаётся не у дел, а гибрид той же мощности стоит в 2–4 раза дороже сетевого. Существующие стринги придётся проверить по напряжению и току под MPPT-входы новой модели, ведь массив собирали под другой инвертор.
Смешанная схема. Часть массива переводят на MPPT гибрида по постоянному току, остальное остаётся на сетевом инверторе и идёт к гибриду по переменному. Так делают, когда сетевой инвертор мощнее планируемого гибрида или когда массив расширяют вместе с аккумулятором.
| Схема | Что остаётся | Основное ограничение |
|---|---|---|
| AC-связь | Сетевой инвертор, панели, стринги | Гибрид не слабее сетевого инвертора; заряд с двойным преобразованием |
| Замена на гибрид | Панели | Стринги проверяют под MPPT гибрида; старый инвертор лишний |
| Смешанная | Сетевой инвертор на части массива | Два инвертора, расчёт по каждой ветке |
Ввод дома определяет и конкретную модель гибрида. На однофазный подойдёт SUN-8K-SG01LP1 на 8 кВт, на трёхфазный — SUN-12K-SG04LP3 на 12 кВт с низковольтным аккумулятором или SUN-20K-SG01HP3 на 20 кВт под высоковольтную стойку. Разницу между сетевым и гибридным инвертором и выбор мощности мы разбирали в статье как выбрать инвертор.
Из чего состоит комплект
Аккумулятор состоит из модулей: их собирают последовательно или параллельно под нужное напряжение и ток. Низковольтные модули Deye (SE-F5, SE-F16) ставят в параллель, ёмкость складывается; в высоковольтной стойке BOS-G модули соединены последовательно. Каждому модулю нужна система управления (BMS): она следит за состоянием ячеек и отвечает за безопасную работу.
Температура — отдельный вопрос. В тёплом климате аккумулятору прописывают контур охлаждения, у нас проблема обратная: LiFePO4 не заряжается на морозе, BMS блокирует заряд при отрицательной температуре. Поэтому накопитель ставят в отапливаемом помещении, а не в холодном гараже или на веранде.
Гибридный инвертор управляет потоками между панелями, аккумулятором и домом. Он преобразует постоянный ток панелей и аккумулятора в переменный 220/380 В для нагрузок. Дневным излишком заряжает аккумулятор, вечером питает дом от него. Отдавать энергию в сеть он тоже умеет, если это настроено.
Инвертор и аккумулятор подбирают согласованно: по напряжению, протоколу связи и току заряда. Например, SE-F5 рассчитан на максимальный ток заряда 100 А при рекомендуемых 50 А, а SUN-12K-SG04LP3 заряжает током до 240 А, поэтому под него ставят несколько модулей параллельно. Проверенные сочетания собраны в таблице совместимости.
Подберём систему под вашу задачу
Оставьте телефон — инженер перезвонит в рабочее время, ответит на вопросы по статье и подберёт оборудование. Бесплатно.
Смотреть в каталоге: купить гибридный инвертор Deye · все солнечные инверторы · аккумуляторы Deye
SUN-12K-SG04LP3299 000 ₽ · в наличии→Как проходит монтаж
Первый шаг — обследование. Монтажник смотрит на ввод дома, существующий инвертор и стринги, историю потребления по счётчику и место под аккумулятор; если массив собираются расширять, ещё площадь и ориентацию крыши. По этим данным определяют ёмкость и мощность накопителя, схему подключения из трёх выше и место в щите.
На стадии проекта планируют трассы кабелей и проверяют соответствие ПУЭ. Если электростанция подключена по договору микрогенерации, стоит уточнить у сетевой организации, нужно ли переоформлять документы после замены или добавления инвертора.
Сам монтаж — это установка гибрида с аккумулятором и коммутация в щите; если схема того требует, ещё перекоммутация стрингов. Потом систему вводят в работу: гоняют под нагрузкой, проверяют связь между инвертором, аккумулятором и приложением мониторинга, срабатывание защит.
Затем настраивают режимы: приоритет заряда, временные окна (у гибридов Deye их шесть), уровень заряда (SoC), ниже которого аккумулятор бережётся для резерва. В конце владельцу показывают, как читать мониторинг и что делать при аварии в сети.
Свинец или LiFePO4
Свинцово-кислотные аккумуляторы в солнечной энергетике применяют десятилетиями, начальная цена у них низкая. Есть обслуживаемые (FLA) и герметичные (SLA: AGM и гелевые). Они терпят перезаряд и глубокий разряд, но обслуживаемым нужна вентиляция и регулярная доливка воды. Ресурс примерно 5–8 лет или 1 000–3 000 циклов, рабочая глубина разряда (DoD) около 60 % от полной ёмкости. Их берут для автономных объектов и резерва, когда бюджет важнее места и ресурса.
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4, LFP) стали стандартом для домашних накопителей. КПД выше 95 %, глубина разряда больше 80 %, корпус компактный, обслуживания и специальной вентиляции не нужно, ресурс измеряется многими тысячами циклов. BMS у них встроенная и обязательная.
| Параметр | Свинцово-кислотные | LiFePO4 |
|---|---|---|
| Ресурс | ~1 000–3 000 циклов | Многие тысячи циклов |
| Глубина разряда | ~60 % | >80 % |
| КПД | <80 % | >95 % |
Низковольтные гибриды Deye (серии LP1/LP3) по паспорту работают с обоими типами, высоковольтные HP3 — только с литием; сами накопители Deye выпускает только на LiFePO4: SE-F5 на 5,12 кВт·ч для небольшого резерва и SE-F16 на 16 кВт·ч, когда нужно закрыть вечер и ночь. Для большинства домов выбор именно такой: место, КПД и ресурс здесь важнее начальной цены.
Сколько это стоит
Накопитель — заметная часть бюджета электростанции, и единой цены нет. Она складывается из ёмкости аккумулятора, сложности монтажа (какая из трёх схем, состояние щита, длина трасс) и выбранного оборудования.
Аккумулятор в доме ставят ради резерва при авариях на линии, экономию на счетах дают панели. У граждан на одноставочном тарифе с договором микрогенерации энергия, отданная в сеть за месяц, зачитывается в счёт потребления по полному тарифу, а по оптовой цене оплачивают только превышение. Поэтому копить дневную выработку на вечер ради денег такому дому незачем. Налоговых вычетов на такое оборудование в России нет. Посчитать ёмкость и мощность под свой дом и получить комплект с текущими ценами можно в подборе системы.
Итог
Если сетевой инвертор Deye серии G05 или G06 уже стоит, снимать его не обязательно: гибрид примет его выработку по переменному току. Замена на гибрид чище, но дороже и требует проверки стрингов. Выбор упирается в ввод дома, мощность существующего инвертора и то, сколько часов резерва нужно.
Источник: блог Deye (How to Add a Battery to an Existing Solar System?). Перевод и адаптация для российских условий — deye.shop.
Частые вопросы
Можно ли подключить аккумулятор к сетевому инвертору Deye SUN-5K-G05P1 или SUN-10K-G06P3?
Напрямую нет: у сетевого инвертора нет входа под аккумулятор и алгоритма заряда. Рядом ставят гибрид с аккумулятором, а сетевой инвертор подключают к нему по переменному току. Однофазные гибриды Deye SG03LP1, SG01LP1, SG05LP1 и трёхфазные SG04LP3, SG01HP3 поддерживают такую AC-связь по паспорту.
Какой мощности нужен гибрид для AC-связи?
Не слабее существующего сетевого инвертора. Точный предел по AC-связи указан в инструкции конкретной модели. Фазность выбирают по вводу дома: на одну фазу SUN-8K-SG01LP1, на три SUN-12K-SG04LP3 или SUN-20K-SG01HP3.
Сколько дом проживёт на аккумуляторе при отключении сети?
Накопитель на 13,5 кВт·ч питает выделенные нагрузки от 10 до 24 часов, в зависимости от того, что включено. Холодильник, освещение, котёл и насос тянут мало, а электроплита и бойлер опустошат аккумулятор быстро.
Свинцовые аккумуляторы или LiFePO4?
Свинцовые дешевле на входе, но живут 5–8 лет или 1 000–3 000 циклов при глубине разряда около 60 % и КПД ниже 80 %. LiFePO4 дают КПД выше 95 %, глубину разряда больше 80 % и многие тысячи циклов, обслуживания и вентиляции не требуют. Для дома почти всегда берут LiFePO4.
Оборудование по теме
