Инвертор FSP XPERT KS 2K для солнечных панелей
В России «зеленые» инверторные системы, то есть те, которые используют энергию солнца или ветра, распространяются не слишком высокими темпами. В первую очередь это связано с тем, что наш климат не позволяет в полной мере использовать энергию солнца хотя бы 250 дней в году, а удаленность большинства населенных пунктов от прибрежной зоны и обилие еще не вырубленных лесов не благоприятствует полноценному использованию энергии ветра. Но все-таки, пусть и мелкими шажками, но современные технологии получения «дармовой» энергии проникают и в сознание потребителей, и на полки магазинов. А ведь такие системы будут весьма интересны не только в «глухих» селах или в качестве страховки от перебоев с электропитанием на дачных участках. Зачастую такие системы могут пригодиться в фермерских хозяйствах, которые обладают большими площадями земли. Есть и другие потребители. Скажем, пчеловоды, которые выехали на точок, где до ближайшего населенного пункта… ну очень далеко, а качать мед надо уже сейчас, чтобы освободить сотовые рамки для поддержания непрерывного сбора меда. Конечно, все это можно сделать вручную, но летом зачастую важен каждый час, а порой и минута. Да и физические силы не бесконечны. Тут на помощь приходят именно такие, автономные источники питания. И как приятный бонус — у вас всегда будет горячая вода, свежеприготовленная еда и постоянная связь с внешним миром, поскольку для всего этого нужна энергия, которую можно получить, используя солнечную батарею (или ветряк) с инвертором. Это только один пример, но их можно найти множество.
Именно поэтому все более широкое применение в быту находят универсальные инверторы, которые способны не только преобразовывать энергию солнца или ветра в электрическую энергию, но и подзаряжать аккумуляторные батареи. Это позволяет получить автономную систему питания, которая к тому же может подключаться к обычной электрической сети (скажем в ночное время, когда тариф минимальный, а в дневное — отдавать ее тем или иным устройствам), а также служить надежным источником бесперебойного питания различной техники. Именно такой универсальный инвертор мы и рассмотрим на примере модели FSP XPERT KS 2K . Однофазные инверторы содержат встроенный ШИМ контроллер заряда аккумуляторов от солнечных модулей. Эти устройства объединяют в себе функции инвертора, контроллера заряда от солнечных батарей и сетевого зарядного устройства. Встроенный ЖК-дисплей позволяет просматривать и конфигурировать основные параметры станции, а эффективность преобразования энергии составляет 93%. Модели серии инверторов XPERT KS выпускаются с различной выходной мощностью — от 1 KVA (800 Вт) до 5 KVA (4000 Вт). Если менее мощные модели рассчитаны скорее на летний загородный дом или дачу, то две самые старшие модели есть в модификациях, как для единичного использования, так и для параллельного соединения, что значительно увеличивают возможности системы по расширению доступной мощности. Это в теории позволяет использовать их для полноценного питания дома для круглогодичного проживания. Правда здесь все опять-таки упирается в источники энергии и их эффективность, поэтому мы расскажем о самом инверторе FSP XPERT KS 2K, а вопросы по эффективности альтернативных «зеленых» источников энергии в нашей стране, оставим на будущее.
FSP XPERT KS 2K
Инвертор FSP XPERT KS 2K представляет собой довольно большую (100×272×355 мм) и тяжелую (6,4 кг) коробку, которая предназначена для установки на стену дома. Для этого на нижнем основании устройства предусмотрены несколько отверстий. Крепить инвертор необходимо таким образом, чтобы вокруг него было свободное по полметра с каждой из сторон. Стоит отметить, что к нам эта модель поступила без упаковки, поэтому о том, что идет в комплекте с устройством судить достаточно сложно. Однако, поскольку большинство подключаемых кабелей предполагают соединение на закручивающихся клеммах, даже если в поставке нет необходимых кабелей, заставить работать этот инвертор можно.
Вся подводка и выходы выполнены в нижней части корпуса. Здесь расположен тумблер включения/выключения устройства, кнопка RESET и разъем RJ-45 фактически являющийся COM-портом для подключения к компьютеру. Также на задней крышке, помимо решетки для свободного прохода воздуха, предусмотрены специальные отверстия для проводов входа/выхода. Все они подписаны, чтобы исключить возможность случайных ошибок при монтаже.
Под задней крышкой инвертора FSP XPERT KS 2K находятся как разъемы для подключения запитывающих и потребляющих устройств. Все они дополнительно подписаны и рассчитаны на весьма большие токи (максимальный ток заряда, например, может достигать значения в 50 А). Поскольку в процессе работы инвертор выделяет тепло, то на заднюю стенку выведены два простых, но надежных вентилятора, работающих от 12 В. Они отводят тепло от пассивных радиаторов охлаждения и трансформаторов.
Крепить FSP XPERT KS 2K следует на той высоте, чтобы вам было удобно настроить работу всей системы в целом. Настройка осуществляется довольно просто.
На небольшом, но весьма информативном экране отображаются все необходимые параметры — какие устройства подключены в качестве питающих, происходит ли зарядка аккумуляторов, насколько заряжены батареи и сколько потребляют присоединенные устройства. Если что-то пошло не так, то на меню отображается код ошибки, полное описание которой и способы устранения описаны в отдельном руководстве. Его можно скачать на сайте компании (к сожалению, оно только на английском языке).
При подключении внешнего источника питания в виде солнечных панелей, инвертор показывает их параметры, а также стабилизирует заряд аккумуляторов в зависимости от текущей ситуации. Также на экране приведена текущая схема питания нагрузки или же заряда аккумуляторов. Нельзя не отметить тот факт, что даже при выключенном устройстве, но подключенных солнечных батареях или, же наличии другого внешнего питания, батареи, подключенные к FSP XPERT KS 2K, будут автоматически заряжены до максимального состояния. Это несколько странно, так как получается что при подключенных батареях и выключенном основном тумблере, устройство оказывается всегда включенным, за исключением питания самой нагрузки.
Название устройства и его основные параметры указаны на наклейке, которая расположена на правой стороне. Здесь же, как и на левой боковой стороне сделаны щели для отвода излишнего тепла при работе инвертора.
Основные параметры инвертора FSP XPERT KS 2K
Также необходимо отметить некоторые особенности инвертора FSP XPERT KS 2K: настраиваемый ток заряда в зависимости от сферы применения; настраиваемый приоритет входного канала (сеть AC или солнечные панели); автоматическое восстановление системы при отключении электросети; интеллектуальное ЗУ блока батарей (на базе ШИМ контроллера) для оптимальной работы батарей, а также возможность дистанционного управления (опционально).
Солнечная панель Himin HG-200S/Bb
Поскольку более или менее полноценно проверить работоспособность инвертора невозможно без солнечной батареи, то она была предоставлена в наше распоряжение вместе с FSP XPERT KS 2K. Панель Himin HG-200S/Bb производится в Китае и имеет параметры, которые указаны на этикетке, наклеенной с обратной стороны. Она достаточно тяжелая (почти 15 кг) и имеет габариты 1580×808×35 мм. При этом ее возможности довольно высоки: максимальный ток — 5,31 А, а максимальное напряжение — 37,7 В. Иными словами, ее мощность составляет около 200 Вт. Но все это, конечно, весьма условно и зависит не только от светового потока, который на нее падает, но и от его спектра и температуры окружающей среды.
Сама солнечная панель составлена из множества отдельных элементов, подключенных в две основные шины, которые объединяются в двухконтактный выходной кабель.
Разъемы для подключения солнечной батареи весьма специфические и поэтому при покупке всей системы или сразу после нее, когда вы точно определитесь с тем, что и где будет установлено, вам следует приобрести дополнительные удлинители с соответствующими разъемами и рассчитанными на большие токи.
Кроме солнечной панели, в комплекте с FSP XPERT KS 2K к нам поступили и две фирменные батареи FSP1270 (12 В, 7 А*ч). Увы, эти батареи подходят лишь для беглого теста, так как сам инвертор предполагается использовать с аккумуляторами большей емкости — 100 А*ч и выше.
В ходе экспериментов было выявлено, что скорость заряда батарей от солнечных панелей очень сильно варьируется от внешних факторов — тень, наличие солнца в зените, облачности и влажности воздуха. Да, в среднем за несколько часов (при хороших, но не идеальных условиях) две батареи FSP1270 заряжаются полностью, но их суммарная емкость составляет всего 14 А*ч, в то время как для заряда предполагаемых для использования аккумуляторов должен пройти как минимум день, а то и два. По всей видимости, максимальная мощность солнечной батареи может быть получена только при идеальных условиях, а в реальности напряжение и ток заряда варьируется достаточно сильно.
Поскольку сам по себе инвертор, который преобразует постоянное напряжение аккумуляторов в переменное напряжение для питания нагрузки, достаточно стандартен и используется в большинстве современных ИБП, никаких претензий к его работе вывялено не было. На выходе у этой модели имеется чистая синусоида с частотой 50 Гц. Увы, из-за слабых аккумуляторов, подключить что-то мощное к этой модели не представлялось возможным. Например, подключение галогенной лампочки мощностью 300 Вт, провоцировало ошибку низкий уровень напряжения аккумуляторных батарей. Скорее всего, при подсоединении нормальных новых батарей такого эффекта не будет.
Выводы
Инвертор FSP XPERT KS 2K вызвал двоякое впечатление. По его работе и функционалу особенных претензий быть не может, так как по сути это традиционный источник бесперебойного питания типа Line-Interactive. Основное отличие от ИБП в наличии ШИМ контроллера, позволяющего работать с солнечными панелями. Протестировать работу контроллера заряда от солнечных батарей не представляется возможным, так как подключаемые солнечные панели являются этаким черным ящиком, работа которого зависит от множества внешних факторов. Ветрогенераторы же имеют свой контроллер, который преобразует энергию ветра в электрический ток. Они подключаются к FSP XPERT KS 2K как обычный внешний источник питания, типа стандартной электросети. Безусловно, «зеленые» технологии постепенно попадают в массы, однако многие из них имеют ряд недостатков. Так, например, стоимость готового решения на базе инвертора зависит от задач коечного потребителя, и может в разы превышать стоимость самого контроллера. Ко всему прочему, выбор подключаемых компонентов также влияет на конечную стоимость. Так например, использование свинцово-кислотных аккумуляторов не вполне уместно с данными системами, так как ресурс свинца составляет порядка 1000 циклов (2-3 года). Рациональнее использовать литиевые аккумуляторы, которые становятся всё более доступны (но всё ещё в 2-3 раза дороже за А*ч) и имеют ресурс в районе 20000 циклов.
Что касается возможного применения такого типа контроллеров, то благодаря выбору входного напряжения AC/DC, их можно использовать как с солнечными панелями, так и с ветрогенераторами и другими источниками альтернативной энергии, как на ветреном побережье, так и на солнечном юге. При наличии питающей сети 220 В с двух- или трех-тарифным счётчиком возможно использовать систему для заряда батарей ночью по дешёвому тарифу, а расходовать эту электроэнергию в дневное время.
В заключении стоит отметить, что стоимость самого FSP XPERT KS 2K составляет около 30 тыс. рублей, в то время как стоимость предложенной солнечной панели — 150 долл. США. Аккумуляторные батареи емкостью 100 А*ч в среднем стоят около 10 тыс. рублей. То есть по факту, минимальный полноценный комплект на базе этого контроллера, обойдется в 50 тыс. рублей.
