В паспорте инвертора КПД указывают крупными цифрами — 97, 98 % и даже больше. Но в реальной системе потери складываются из нескольких частей: преобразования энергии, питания собственной электроники и потерь на пути через батарею. Для сетевого инвертора важно одно, для гибридного и автономного — другое. Разберёмся, какие цифры смотреть и как они влияют на счета и автономность.
Максимальный и взвешенный КПД
Максимальный КПД — значение в самой выгодной точке: при определённой мощности (часто 30–60 % от номинала) и оптимальном входном напряжении. В этой точке инвертор работает недолго, потому что солнце меняется в течение дня.
Европейский КПД (Euro η) учитывает, что большую часть времени инвертор недогружен. Это взвешенное среднее шести режимов: 5 % мощности с весом 0,03, 10 % — 0,06, 20 % — 0,13, 30 % — 0,10, 50 % — 0,48 и 100 % — 0,20. Обычно он на 0,5–1 пункт ниже максимального. Есть и американский аналог — CEC с другими весами. Сравнивать инверторы корректно именно по взвешенному КПД.
В даташите также бывает КПД MPPT на уровне 99,5–99,9 %. Это точность поиска точки максимальной мощности, а не эффективность преобразования, и путать их не стоит (подробнее — в статье что такое MPPT).
От чего зависят потери
- Нагрузка. У любого инвертора есть постоянные потери — на управление, драйверы, вентиляторы. На малой мощности они становятся заметной долей.
- Входное напряжение. Самый высокий КПД — вблизи номинального напряжения входа; стринг, напряжение которого у нижней границы MPPT, работает с большими потерями.
- Температура. Горячий инвертор теряет больше, а выше определённой температуры снижает мощность.
- Схема. Бестрансформаторные модели эффективнее низкочастотных с массивным трансформатором; высоковольтные батареи дают меньшие токи и меньшие потери, чем 48-вольтовые.
Собственное потребление на холостом ходу
Сетевой инвертор ночью засыпает и потребляет несколько ватт или меньше — о нём можно не беспокоиться. Гибридный и автономный работают круглосуточно: даже без нагрузки они держат на выходе 230 В и питают контроллер, дисплей, модуль связи. Для моделей на 3–8 кВт типично от 20–30 до 60–80 Вт, у низкочастотных бывает больше. Автомобильный инвертор, оставленный включённым, берёт из аккумулятора 0,3–1 А.
Кажется, немного? Посчитаем: 50 Вт × 24 ч = 1,2 кВт·ч в сутки. Если инвертор работает от батареи на 5 кВт·ч, четверть её ёмкости ежедневно уходит только на работу вхолостую. За год — больше 400 кВт·ч.
Пример: малая и большая нагрузка
Возьмём инвертор с собственным потреблением 40 Вт и переменными потерями около 4 %.
- Нагрузка 2000 Вт: из батареи уходит 2000 + 80 + 40 = 2120 Вт, реальный КПД ≈ 94 %.
- Нагрузка 100 Вт (ночью работают только роутер и холодильник): 100 + 4 + 40 = 144 Вт, реальный КПД ≈ 69 %.
Вывод: ночную нагрузку в 100–200 Вт инвертор обслуживает неэффективно, и собственное потребление может съесть почти столько же энергии, сколько сами приборы. При расчёте автономии учитывайте обе составляющие (как — в статье сколько проработает инвертор от аккумулятора).
Путь через батарею
Энергия, прошедшая через аккумулятор, преобразуется несколько раз: заряд (95–97 %), хранение в батарее (для LiFePO₄ около 95 %), разряд и преобразование в 230 В (94–96 %). Вместе получается 85–90 %. Поэтому в гибридной системе выгоднее потреблять солнечную энергию сразу днём, чем «пропускать» её через батарею.
Что искать в даташите
- Max. efficiency / Euro efficiency — максимальный и взвешенный КПД; сравнивайте второй.
- Battery charge / discharge efficiency — КПД пути через батарею у гибридов.
- No-load consumption, self-consumption — потребление без нагрузки; night consumption — ночное потребление сетевых моделей.
- Power saving, ECO mode — режим, в котором инвертор без нагрузки «засыпает» и лишь периодически проверяет, не появилось ли потребление. Он резко снижает собственные потери, но не подходит для роутера или холодильника с электроникой: малую нагрузку инвертор может не заметить.
Как уменьшить потери
- Не берите инвертор с большим запасом «на всякий случай»: 10 кВт для нагрузки 300 Вт — это лишние постоянные потери.
- Обеспечьте вентиляцию: прохладный инвертор работает эффективнее и не снижает мощность.
- Для дачи, где ночью почти ничего не работает, ищите модель с низким потреблением на холостом ходу или выключайте инвертор.
- Подбирайте количество панелей в стринге так, чтобы рабочее напряжение было ближе к номинальному напряжению входа.
Сетевые инверторы с высоким взвешенным КПД — в разделе сетевые инверторы, модели для систем без сети — среди автономных инверторов. Как подобрать мощность без лишнего запаса — в статье Как рассчитать мощность инвертора.
