У паспорті інвертора ККД вказують великими цифрами — 97, 98 % і навіть більше. Але в реальній системі втрати складаються з кількох частин: перетворення енергії, живлення власної електроніки та втрат на шляху через батарею. Для мережевого інвертора важливе одне, для гібридного й автономного — інше. Розберемося, які цифри дивитися і як вони впливають на рахунки та автономність.
Максимальний і зважений ККД
Максимальний ККД — значення в найвигіднішій точці: при певній потужності (часто 30–60 % від номіналу) і оптимальній вхідній напрузі. У цій точці інвертор працює недовго, бо сонце змінюється протягом дня.
Європейський ККД (Euro η) враховує, що більшу частину часу інвертор недовантажений. Це зважене середнє шести режимів: 5 % потужності з вагою 0,03, 10 % — 0,06, 20 % — 0,13, 30 % — 0,10, 50 % — 0,48 і 100 % — 0,20. Зазвичай він на 0,5–1 пункт нижчий за максимальний. Є й американський аналог — CEC з іншими вагами. Порівнювати інвертори коректно саме за зваженим ККД.
У даташиті також буває ККД MPPT на рівні 99,5–99,9 %. Це точність пошуку точки максимальної потужності, а не ефективність перетворення, і плутати їх не варто (докладніше — у статті що таке MPPT).
Від чого залежать втрати
- Навантаження. У будь-якого інвертора є постійні втрати — на керування, драйвери, вентилятори. На малій потужності вони стають помітною часткою.
- Вхідна напруга. Найвищий ККД — поблизу номінальної напруги входу; стрінг, напруга якого біля нижньої межі MPPT, працює з більшими втратами.
- Температура. Гарячий інвертор втрачає більше, а вище певної температури знижує потужність.
- Схема. Безтрансформаторні моделі ефективніші за низькочастотні з масивним трансформатором; високовольтні батареї дають менші струми й менші втрати, ніж 48-вольтові.
Власне споживання на холостому ходу
Мережевий інвертор уночі засинає й споживає кілька ват або менше — про нього можна не турбуватися. Гібридний і автономний працюють цілодобово: навіть без навантаження вони тримають на виході 230 В і живлять контролер, дисплей, модуль зв'язку. Для моделей на 3–8 кВт типово від 20–30 до 60–80 Вт, у низькочастотних буває більше. Автомобільний інвертор, залишений увімкненим, бере з акумулятора 0,3–1 А.
Здається, небагато? Порахуймо: 50 Вт × 24 год = 1,2 кВт·год на добу. Якщо інвертор працює від батареї на 5 кВт·год, чверть її ємності щодоби йде лише на роботу вхолосту. За рік — понад 400 кВт·год.
Приклад: мале і велике навантаження
Візьмімо інвертор із власним споживанням 40 Вт і змінними втратами близько 4 %.
- Навантаження 2000 Вт: з батареї йде 2000 + 80 + 40 = 2120 Вт, реальний ККД ≈ 94 %.
- Навантаження 100 Вт (уночі працюють лише роутер і холодильник): 100 + 4 + 40 = 144 Вт, реальний ККД ≈ 69 %.
Висновок: нічне навантаження на 100–200 Вт інвертор обслуговує неефективно, і власне споживання може з'їсти майже стільки ж енергії, скільки самі прилади. Для розрахунку автономії враховуйте обидві складові (як — у статті скільки працюватиме інвертор від акумулятора).
Шлях через батарею
Енергія, що пройшла через акумулятор, перетворюється кілька разів: заряд (95–97 %), зберігання в батареї (для LiFePO₄ близько 95 %), розряд і перетворення в 230 В (94–96 %). Разом виходить 85–90 %. Тож у гібридній системі вигідніше споживати сонячну енергію одразу вдень, ніж «пропускати» її через батарею.
Що шукати в даташиті
- Max. efficiency / Euro efficiency — максимальний і зважений ККД; порівнюйте другий.
- Battery charge / discharge efficiency — ККД шляху через батарею в гібридів.
- No-load consumption, self-consumption — споживання без навантаження; night consumption — нічне споживання мережевих моделей.
- Power saving, ECO mode — режим, у якому інвертор без навантаження «засинає» і лише періодично перевіряє, чи з'явилося споживання. Він різко знижує власні втрати, але не підходить для роутера чи холодильника з електронікою: мале навантаження інвертор може не помітити.
Як зменшити втрати
- Не беріть інвертор із великим запасом «про всяк випадок»: 10 кВт для навантаження 300 Вт — це зайві постійні втрати.
- Забезпечте вентиляцію: прохолодний інвертор працює ефективніше й не знижує потужність.
- Для дачі, де вночі майже нічого не працює, шукайте модель із низьким холостим споживанням або вимикайте інвертор.
- Підбирайте кількість панелей у стрінгу так, щоб робоча напруга була ближчою до номінальної напруги входу.
Мережеві інвертори з високим зваженим ККД — у розділі мережеві інвертори, моделі для систем без мережі — серед автономних інверторів. Як підібрати потужність без зайвого запасу — у статті Як розрахувати потужність інвертора.
