Какая разница между on-grid и off-grid инверторами?

В зависимости от архитектуры системы различают сетевые (on-grid) инверторы и автономные (off-grid) инверторы. Первые работают с подключением к центральной электросети, тогда как вторые обеспечивают полную независимость от нее. Понимание разницы между этими типами инверторов крайне важно для правильного проектирования и эксплуатации солнечных станций. От выбора типа инвертора зависит, сможет ли ваша система продавать излишки энергии в сеть или обеспечивать резервное питание при отключениях, сколько она будет стоить и как быстро окупится. В этой статье рассмотрим принцип работы, технические характеристики, плюсы и минусы он- и оф-грид инверторов, сравним их стоимость и окупаемость и дадим рекомендации по выбору оптимального решения.

Основы работы

Принцип работы сетевого (on-grid) инвертора

Сетевой инвертор подключается к внешней электросети и работает синхронно с ней. Он преобразует постоянный ток от солнечных панелей в переменный ток, который сразу подается в домашнюю электросеть и/или общую энергосистему. Такой инвертор не использует аккумуляторные батареи – избыточная энергия днем просто передается во внешнюю сеть (например, по “зеленому” тарифу или через механизм нет-метеринга).

Главной особенностью он-грид системы является то, что она не может работать без наличия центральной сети. Если напряжение в сети исчезает (авария, отключение), сетевой инвертор автоматически отключается ради безопасности и не питает дом.

Таким образом, он-грид инвертор выполняет роль преобразователя и стабилизатора: он согласовывает фазу и частоту выходного тока с параметрами центральной сети и обеспечивает максимально возможный отбор мощности от солнечных панелей. Избыток энергии учитывается двунаправленным счетчиком и компенсируется поставщиком электроэнергии. В результате дом потребляет электричество от солнца, когда оно есть, а ночью или при недостаточной солнечной выработке – автоматически берет энергию из внешней сети.

Принцип работы автономного (off-grid) инвертора

Автономная система, напротив, работает изолированно от общей электросети. Солнечные панели через контроллер заряда заряжают аккумуляторные батареи, а инвертор преобразует постоянный ток батарей в переменный для питания локальных потребителей. Фактически автономный инвертор создает “мини-сеть” – собственный источник переменного тока стандартного напряжения для дома или объекта. Такая система обязательно оснащается аккумуляторами, которые накапливают избыток энергии днем для использования ночью или во время пасмурной погоды. Когда солнца достаточно, панели покрывают текущее потребление и заряжают батареи; при недостаточной солнечной выработке инвертор берет недостающую энергию из аккумуляторов. Если же батарея разряжена и солнца нет, автономная система требует резервного источника (генератора) или остается без питания. В отличие от сетевого, оф-грид инвертор работает как самостоятельный источник переменного тока и поддерживает стабильные 220 В, 50 Гц для питания приборов, независимо от состояния центральной сети. Он также имеет функции контроля напряжения и частоты, чтобы обеспечить качественное электропитание чувствительных приборов. Схема типичной автономной СЭС сложнее: кроме панелей и инвертора, включает аккумуляторный блок и контроллер заряда, которые вместе управляются инвертором. Ниже приведена упрощенная схема конфигураций off-grid и on-grid систем:

Сравнение схем автономной (Off-Grid) и сетевой (Grid-Tie) солнечных систем

В оф-грид системе панели через контроллер заряжают батареи, а инвертор питает дом автономно. В он-грид системе инвертор напрямую подает переменный ток в дом и сеть; избыток учитывается счетчиком.

Таблица сравнения основных технических характеристик оф-грид и он-грид инверторов:

Основные плюсы и минусы on-grid и off-grid инверторов

Стоимость и окупаемость

Стоимость оборудования

Как было отмечено, автономные системы обходятся значительно дороже из-за аккумуляторных батарей и дополнительной электроники. Если сетевой инвертор стоит условно $0.2–0.4 за ватт мощности, то автономный аналог может стоить $0.3–0.6 за ватт + стоимость аккумуляторов (которая сопоставима со стоимостью панелей). Например, средняя цена бытового сетевого инвертора 5 кВт составляет ~800–1000 $, тогда как автономный инвертор той же мощности – ближе к 1200–1500 $. Но главная разница – необходимость батарей для оф-грид: аккумуляторная батарея на 5–10 кВт·ч может стоить еще несколько тысяч долларов.

Конечно, это усредненные оценки для определенного масштаба, но тренд очевиден: автономность требует больших инвестиций. К дополнительным затратам стоит отнести и монтаж более сложной системы (установка аккумуляторов, инвертора, распределительных устройств), стоимость проектирования и пусконаладки системы с АВР. Сетевая СЭС проще в установке и часто поставляется “под ключ” с минимальными дополнительными затратами. Однако для он-грид систем могут возникать другие статьи расходов: например, плата за подключение к сети по “зеленому тарифу”, стоимость двунаправленного счетчика, оформление разрешительной документации. В Украине подключение домашней СЭС к сети (нет-метеринг) требует замены счетчика на современный и заключения договора с облэнерго, что тоже может требовать времени и средств.

Дополнительные компоненты

В автономной системе обязательно закладывается запас средств на аккумуляторные батареи. Их цена зависит от типа (литий-ионные дороже, но долговечнее; AGM аккумуляторы дешевле, но с меньшим ресурсом) и необходимой емкости. Также нужны контроллеры заряда (если не встроены) – MPPT-контроллер хорошего производителя на 100–150 А может стоить несколько сотен долларов. Для безопасности автономной системы нужны предохранители, автоматические выключатели, система управления батареями (BMS, особенно для литиевых АКБ), что тоже влияет на общую стоимость. Нередко в состав оф-грид системы входит резервный бензогенератор, чтобы подстраховаться на случай длительной непогоды – это еще +$500–1000 к бюджету. Сетевая система, напротив, из дополнительного оборудования требует разве что защитную автоматику (от перенапряжений, молниезащиту) и, возможно, отдельный счетчик генерации для контроля. Все остальное за нее “делает” центральная сеть.

Анализ окупаемости

Главный доход от сетевой СЭС – экономия на электроэнергии и выплаты по “зеленому тарифу”. При тарифе 4,32 грн/кВт·ч (по состоянию на 2025 год, если не изменится) для домохозяйства с потреблением 300 кВт·ч/мес СЭС 5 кВт стоимостью $5500–6000 экономит 15,550 грн/год (с учетом инфляции и роста тарифов), возвращая вложения за 6–7 лет. По “зеленому тарифу” ($0.16/кВт·ч в прошлом, предположим $0.10–0.12 в 2025 году) окупаемость может быть быстрее.

Для оф-грид системы окупаемость зависит от альтернативы. Если сравнивать с дизель-генератором (10 кВт·ч/сутки, 2 л топлива по 60 грн = 43,800 грн/год с учетом цен 2025 года), то автономная СЭС за $11,000–13,500 окупается за 8–10 лет (без учета замены батарей каждые 8–10 лет за $2200–3500). В экономике с первого дня – вы избегаете огромных затрат на подключение. Но в общем случае для городского домовладения с доступной сетью оф-грид – это скорее про энергетическую независимость, а не про финансовую выгоду. Как метко отмечают эксперты, сетевые системы “окупаются” дешевыми счетами, а автономные “окупаются” спокойствием и свободой от внешней энергосистемы.

Выводы

Сетевые и автономные инверторы существенно отличаются по принципу работы и сфере применения.

Он-грид инвертор работает совместно с центральной сетью: преобразует солнечную электроэнергию и максимально отдает ее в домашнюю или внешнюю сеть, не накапливая излишков. Он характеризуется высоким КПД, меньшей стоимостью и простотой, но не обеспечивает резервного питания при отключениях.

Оф-грид инвертор, напротив, действует как автономный источник: питает потребителей от батарей и не требует внешней сети.

Это дает энергетическую независимость и резерв, однако за высокую цену – эффективность системы ниже, начальные вложения и операционные затраты выше. Выбор между этими решениями зависит от приоритетов пользователя. Для большинства домовладельцев в городах сетевой инвертор будет выгоднее благодаря быстрой окупаемости и простоте. Он позволяет существенно сократить расходы на электроэнергию и получать доход от продажи излишков, хотя и не защитит от блэкаута. Автономный инвертор – оптимален для тех, кому критически важно иметь свет при любых обстоятельствах (удаленные объекты, объекты без инфраструктуры, места с регулярными отключениями) или кто ставит на первое место независимость от энергокомпаний. В таком случае пользователь готов смириться с большими затратами ради энерго независимости. Нередко решением становится компромисс – гибридные инверторы, сочетающие преимущества обоих типов, но и их стоимость промежуточная.

Таким образом, ключевое различие: он-грид инверторы работают “в тандеме с сетью” и выигрывают в экономической эффективности, тогда как оф-грид работают “соло” и выигрывают в автономности. Каждый тип инвертора имеет свою нишу. Для городских условий со стабильным электроснабжением и целью сэкономить деньги на коммунальных платежах – сетевой инвертор является наиболее выгодным выбором. Для условий, где сети нет или на первом плане стоит безопасность электропитания – автономный (или гибридный) инвертор окупит себя в виде обеспечения вашего комфорта и независимости.

Надеемся, это детальное сравнение поможет вам сделать обоснованный выбор и спроектировать солнечную энергосистему, полностью соответствующую вашим потребностям.