+38(068)433 0663
+38(066)094 4737
Пн—Пт 11:00—19:00
В этом разделе собраны инверторы напряжения для дома и квартиры — устройства, которые преобразуют постоянный ток аккумуляторных батарей в переменный (230 В, 50 Гц) и обеспечивают бесперебойное электропитание при отключениях городской сети. В каталоге представлены автономные (Off-grid) и гибридные (Hybrid) модели с чистой синусоидой (Pure Sine Wave), встроенными MPPT-контроллерами и поддержкой литиевых (LiFePO4) аккумуляторов. Инверторы выбирают для резервирования газовых котлов отопления, холодильников, насосов, систем видеонаблюдения и освещения. Модели с чистой синусоидой безопасны для чувствительной электроники и любого оборудования с электродвигателями. Гибридные устройства дополнительно подключают солнечные панели и снижают расходы на электроэнергию.
Инвертор напряжения - это базовый элемент системы автономного или резервного электроснабжения, преобразующий постоянный ток (DC) аккумуляторной батареи в переменный ток (AC) с характеристиками бытовой электросети (230 В, 50 Гц). Установка преобразователя обеспечивает бесперебойную работу критически важной бытовой техники, систем отопления и освещения при аварийных отключениях централизованной сети. Современные гибридные модели способны интегрировать энергию солнца, снижать счета за электричество и обеспечивать полную энергонезависимость объекта.
Топология инвертора определяет его габариты, вес, перегрузочную способность и сценарии применения. Трансформаторные (низкочастотные) инверторы используют массивный медный тороидальный трансформатор на выходе. Эта архитектура обеспечивает надежную гальваническую развязку и способность выдерживать трехкратные перегрузки по мощности в течение нескольких секунд, что критично для запуска тяжелых электродвигателей, скважинных насосов и старых холодильников. Низкочастотные модели отличаются значительным весом (от 15 до 30 кг для устройств мощностью 3 кВт) и высоким потреблением холостого хода (от 30 до 50 Вт).
Бестрансформаторные (высокочастотные) инверторы формируют синусоиду с помощью высокочастотной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и компактных ферритовых трансформаторов. Отсутствие тяжелого медного трансформатора делает их легкими (5–10 кг для 3 кВт), компактными и более дешевыми в производстве. Высокочастотные устройства имеют низкое потребление холостого хода (10–20 Вт) и высокий КПД преобразования (до 98%), однако их перегрузочная способность ограничена двукратным превышением номинала на доли секунды. Для квартир с современными инверторными холодильниками и LED-освещением бестрансформаторная архитектура является оптимальным решением.
Выбор типа преобразователя зависит от поставленных задач: от простого резервирования одного газового котла до создания полноценной солнечной электростанции с продажей излишков по «Зеленому тарифу».
Автономные инверторы работают исключительно в одностороннем режиме: они заряжают аккумуляторы от сети (или солнечных панелей) и питают нагрузку при отключении централизованного электроснабжения. Off-grid устройства физически не способны отдавать энергию обратно во внешнюю сеть. При наличии напряжения в городской сети они работают в режиме байпаса (транзита), пропуская ток напрямую к потребителям и параллельно подзаряжая АКБ. При пропадании сети микроконтроллер переключает питание на аккумуляторы за 10–20 миллисекунд. Это бюджетное решение для дач, гаражей и резервирования отдельных групп потребителей в квартире.
Сетевые (Grid-tie) инверторы предназначены для работы в параллели с городской сетью и используются преимущественно в коммерческих солнечных электростанциях. Главная особенность сетевых моделей - отсутствие возможности подключения аккумуляторных батарей. Вся энергия, генерируемая солнечными панелями, направляется на внутреннее потребление объекта, а излишки экспортируются во внешнюю сеть. Ключевой недостаток On-grid систем - встроенная защита Anti-Islanding: при отключении городской электросети инвертор мгновенно прекращает генерацию, оставляя дом без света, даже если светит яркое солнце.
Гибридные инверторы объединяют функционал сетевых и автономных устройств, представляя собой наиболее технологичное решение для частных домов. Они поддерживают двунаправленный обмен энергией: могут заряжать АКБ, питать дом от солнца, подмешивать солнечную энергию к сетевой для компенсации пиковых нагрузок и экспортировать излишки в сеть. Функция Grid-tie with backup позволяет гибридному инвертору изолировать домашнюю сеть от внешней при аварии и продолжить питание дома от аккумуляторов и солнечных панелей. Современные гибриды поддерживают асимметричную генерацию по фазам и мониторинг потребления через трансформаторы тока (CT-сенсоры).
Качество выходного напряжения инвертора критически влияет на работоспособность и срок службы подключенного оборудования. На рынке представлены два основных типа сигнала: чистая (правильная) синусоида и модифицированная (аппроксимированная) синусоида.
Модифицированная синусоида представляет собой ступенчатый сигнал (меандр с паузами), который лишь грубо имитирует плавную волну переменного тока. Инверторы с таким сигналом стоят дешевле, но имеют строгие ограничения по применению. Они подходят для питания резистивных нагрузок: ламп накаливания, обогревателей (ТЭНов), паяльников, а также устройств с импульсными блоками питания (компьютеры, телевизоры, зарядки для телефонов). Подключение приборов с электродвигателями, трансформаторными блоками питания или фазозависимой электроникой к модифицированной синусоиде категорически запрещено.
Инверторы с чистой синусоидой генерируют сигнал, идентичный или превосходящий по качеству напряжение в городской розетке (коэффициент нелинейных искажений THD < 3%). Только чистая синусоида гарантирует безопасную работу следующего оборудования:
Использование модифицированной синусоиды для перечисленных приборов вызывает перегрев обмоток двигателей, сильное гудение трансформаторов, снижение крутящего момента, ошибки датчиков пламени в котлах и преждевременный выход техники из строя.
Монтаж инверторной системы требует строгой дисциплины в соблюдении электротехнических норм (ПУЭ) и понимания архитектуры заземления объекта.
Многие современные фазозависимые газовые котлы требуют наличия четко выраженной нейтрали (нуля) для корректной работы датчика ионизации пламени. В стандартной электросети нейтральный проводник заземлен на подстанции, что создает нулевой потенциал относительно земли. Однако многие недорогие автономные инверторы (особенно Off-grid модели из Азии) имеют топологию IT-сети (изолированная нейтраль). При работе от батарей они выдают на обоих выходных контактах потенциал в 110-115 В относительно заземления (корпуса).
Подключение газового котла к инвертору с изолированной нейтралью приводит к ошибке розжига: котел запускается, пламя загорается, но датчик ионизации не видит его из-за отсутствия опорного нуля, после чего автоматика перекрывает газ. Решение этой проблемы зависит от конкретной модели инвертора. В некоторых устройствах (преимущественно европейских брендов) реализовано внутреннее реле заземления нейтрали, которое автоматически замыкает нейтраль на корпус при переходе в батарейный режим. Для инверторов без этой функции требуется установка разделительного трансформатора 220/220 В или сложная коммутация в распределительном щите с принудительным заземлением одного из полюсов инвертора (только после консультации с производителем, чтобы не вызвать короткое замыкание).
Одна из самых частых ошибок при самостоятельной установке - неправильный подбор сечения кабелей, соединяющих аккумуляторную батарею с инвертором. Токи на стороне постоянного напряжения многократно превышают токи переменного напряжения.
Например, инвертор мощностью 3000 Вт, работающий от 24-вольтовой аккумуляторной сборки, при максимальной нагрузке будет потреблять ток около 125 А (3000 Вт / 24 В = 125 А). С учетом КПД инвертора и разряда батареи реальный ток может достигать 140-150 А. Использование кабелей недостаточного сечения (например, 16 мм²) приведет к их сильному нагреву, риску возгорания изоляции и критическому падению напряжения (Voltage drop). Из-за падения напряжения на тонких проводах инвертор зафиксирует низкий заряд АКБ и отключится, хотя сама батарея еще заряжена. Для тока 150 А требуется медный кабель сечением не менее 35 мм², а оптимально - 50 мм². Длина DC-кабелей должна быть минимальной (не более 1.5–2 метров) для снижения потерь.
Выбор производителя инвертора определяет надежность системы, качество сервисного обслуживания и доступность программного мониторинга. Ниже рассмотрены два бренда, занимающие лидирующие позиции в сегменте оборудования для дома и коммерции.
Бренд Deye является одним из мировых лидеров в производстве гибридных инверторов. Их оборудование отличается широчайшим функционалом, поддержкой высоковольтных и низковольтных аккумуляторных систем, а также продвинутыми алгоритмами управления потоками энергии.
Компания Felicity Solar специализируется на производстве доступных, но надежных решений для автономных и гибридных солнечных электростанций. Их линейка включает как недорогие высокочастотные Off-grid инверторы, так и мощные низкочастотные модели со встроенными трансформаторами.
Определение необходимой мощности инвертора (кВт) - ключевой этап проектирования системы. Мощность устройства должна превышать суммарную мощность одновременно работающих приборов минимум на 20-30%. Однако при наличии в доме оборудования с электродвигателями необходимо учитывать пусковые токи.
Электродвигатель в момент старта потребляет мощность, значительно превышающую его номинальное значение (в течение 1-3 секунд).
Если суммарная пусковая мощность превысит перегрузочную способность инвертора, сработает защита (Overload protection), и питание отключится. Для квартиры с холодильником, газовым котлом, роутером, телевизором и LED-освещением минимально достаточной будет модель с чистой синусоидой номинальной мощностью 1000-1500 Вт и пиковой перегрузкой до 3000 Вт. Для частного дома с насосной станцией, сплит-системами и микроволновкой потребуется инвертор мощностью не менее 3000-5000 Вт.
Инвертор не накапливает энергию, он лишь преобразует ее. Длительность автономной работы системы целиком зависит от емкости и типа подключенных аккумуляторных батарей.
Традиционные свинцово-кислотные батареи по-прежнему используются в бюджетных решениях. Технология AGM (Absorbent Glass Mat) предполагает использование стекловолоконных сепараторов, пропитанных электролитом. AGM батареи способны отдавать высокие токи, что полезно при кратковременных пиковых нагрузках, но их ресурс ограничен 300-500 циклами при глубоких разрядах.
Гелевые аккумуляторы (GEL) содержат электролит, загущенный силикагелем до состояния желе. Они более устойчивы к глубоким разрядам (циклическому режиму) и выдерживают от 500 до 800 циклов. Однако обе технологии имеют общие недостатки: большой вес, медленная скорость заряда (ток заряда не должен превышать 10-20% от емкости, полная зарядка занимает 8-10 часов) и запрет на разряд ниже 50% емкости (DoD 50%) во избежание быстрой деградации (сульфатации пластин).
Технология LiFePO4 стала стандартом де-факто для современных систем накопления энергии. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы обладают значительными преимуществами:
Единственным ограничением LiFePO4 является запрет на зарядку при температуре ниже 0 градусов Цельсия (происходит кристаллизация металлического лития на аноде, необратимо повреждающая ячейку).
Для расчета времени автономной работы применяется формула:
Время (часы) = (Емкость АКБ, А·ч × Напряжение АКБ, В × КПД инвертора × Глубина разряда) / Мощность нагрузки, Вт.
Пример расчета для системы резервирования газового котла (потребление 150 Вт) с инвертором на 12 В и батареей LiFePO4 емкостью 100 А·ч.
Полезная энергия батареи составит: 100 А·ч × 12 В × 0.85 (КПД) × 0.9 (DoD) = 918 Вт·ч.
Время работы котла: 918 Вт·ч / 150 Вт = 6.12 часа.
Если к этой же системе подключить холодильник со средним потреблением 150 Вт/ч, суммарная нагрузка составит 300 Вт, а время автономии сократится до 3 часов. Для увеличения времени работы необходимо приобретать аккумуляторные сборки большей емкости (200 А·ч и выше) или переходить на высоковольтные системы (24 В или 48 В). Переход на напряжение DC-шины 48 В позволяет использовать инверторы большей мощности (от 5 кВт) и снижает токовые нагрузки на кабели постоянного тока.
Установка инверторной системы - это инвестиция в комфорт и безопасность объекта. Правильно подобранный гибридный инвертор в связке с литиевыми накопителями обеспечивает бесшовное переключение при авариях, защищает чувствительную технику и открывает возможности для интеграции возобновляемых источников энергии в будущем.
Для газового котла критически важен инвертор с чистой (правильной) синусоидой. Циркуляционные насосы и чувствительная электроника котла не могут нормально работать от модифицированной синусоиды — они гудят, перегреваются и быстро выходят из строя. Также важно, чтобы инвертор имел функцию "сквозного нуля" (жесткую привязку нейтрали), иначе датчик ионизации пламени в котле будет выдавать ошибку и блокировать розжиг. По мощности для большинства бытовых котлов достаточно инвертора на 600–1000 Вт.
Технически — да, но практически это очень плохая идея. Автомобильные стартерные аккумуляторы предназначены для выдачи мощного тока на несколько секунд (чтобы завести двигатель), а затем они сразу заряжаются от генератора. Инвертор же разряжает батарею медленно и глубоко. В таком циклическом режиме работы автомобильный аккумулятор "умрет" от сульфатации пластин за 20–30 циклов (1–3 месяца). Кроме того, при зарядке стартерные батареи с жидким электролитом выделяют взрывоопасный водород, что делает их использование в жилых помещениях крайне опасным.
Автономный (Off-grid) инвертор работает как продвинутый ИБП: пока есть сеть, он транслирует электричество потребителям и заряжает батарею. Когда сеть пропадает — переключается на аккумуляторы. Он не умеет отдавать энергию обратно в сеть. Гибридный (Hybrid) инвертор намного сложнее и умнее: он умеет работать параллельно с городской сетью, "подмешивать" энергию солнца к сетевой (если не хватает мощности), экспортировать излишки (по Зеленому тарифу) и гибко настраивать приоритеты использования энергии (солнце, батарея, сеть).
Время работы зависит не от мощности инвертора (3 кВт — это лишь максимум, который он может "потянуть" одновременно), а от емкости ваших аккумуляторов и суммарного потребления приборов. Например, если у вас аккумулятор LiFePO4 на 100 А·ч (24 В), его полезная емкость около 2100 Вт·ч. Если вы включите телевизор, роутер, освещение и холодильник (среднее потребление около 300 Вт/ч), то система проработает примерно 6–7 часов. Если включите электрочайник (2000 Вт), он вскипятит воду за 3 минуты, но заберет часть заряда.
Модифицированная синусоида — это упрощенный, "ступенчатый" электрический сигнал, который инвертор выдает вместо плавной волны, как в обычной розетке. Такие инверторы стоят дешевле, но подходят только для простой техники без электродвигателей и трансформаторов. К ним можно безопасно подключать лампы накаливания, обогреватели (ТЭНы), паяльники, а также устройства с импульсными блоками питания: зарядки для телефонов, ноутбуки, современные телевизоры.
Это происходит из-за высоких пусковых токов. Компрессор старого холодильника в момент старта потребляет мощность, которая может превышать его номинальную в 5–7 раз на долю секунды. То есть холодильник на 200 Вт при запуске требует от инвертора выдать 1000–1400 Вт. Если пиковая мощность вашего инвертора меньше этого значения, срабатывает защита от перегрузки (Overload). Выход: выбирать инвертор с запасом по пиковой мощности или использовать современные холодильники с инверторными компрессорами — у них нет таких скачков.
Выбор зависит от планируемой мощности системы. Инверторы на 12В оптимальны для небольших нагрузок (до 1-1.5 кВт). Если вам нужна мощность 2–3 кВт и более, нужно переходить на 24В или 48В. Чем выше напряжение аккумуляторной сборки, тем меньше ток протекает по проводам. Например, при мощности 3 кВт в системе на 12В токи превысят 250 Ампер — это требует очень толстых и дорогих кабелей (иначе они расплавятся). При 24В ток будет в два раза меньше (125А), а при 48В — всего 62А.
Скорость зарядки зависит от мощности встроенного зарядного устройства инвертора и типа вашей батареи. Если у вас свинцово-кислотный аккумулятор (AGM, GEL), его нельзя заряжать большими токами (максимум 10–20% от емкости), поэтому зарядка займет 8–10 часов, независимо от мощности инвертора. Литиевые аккумуляторы (LiFePO4) способны принимать огромные токи. Если инвертор выдает зарядный ток 50 Ампер, он полностью зарядит батарею LiFePO4 на 100 А·ч всего за 2 часа.
Инверторы мощностью от 1 кВт и выше оснащены вентиляторами активного охлаждения. Они включаются, когда инвертор сильно нагружен или идет активная зарядка аккумуляторов высокими токами. В эти моменты уровень шума может достигать 45–60 дБ, что сопоставимо с работой вытяжки или громким разговором. Ставить мощный инвертор в спальне или жилой комнате крайне не рекомендуется. Оптимальное место для установки — коридор, кладовая, утепленный балкон или закрытый щиток с вентиляцией.
Простые портативные инверторы с розетками на корпусе (например, на 600–1000 Вт), которые подключаются напрямую к клеммам одного аккумулятора, можно использовать самостоятельно. Однако мощные системы на 3–5 кВт, которые интегрируются в квартирный электрощит (с установкой автоматов перекидного типа, УЗО, правильным обжимом толстых DC-кабелей и организацией заземления), должен устанавливать только квалифицированный электрик. Ошибка при монтаже может привести к короткому замыканию, пожару или встречному напряжению из городской сети, которое сожжет инвертор.
