Inverterek

Miért van szükség feszültségátalakító használatára és melyek a legfontosabb funkciói?

A termelt energia hasznosítása: A fotovoltaikus panelek egyenáramot (DC) termelnek, míg a legtöbb háztartási készülék és az elosztóhálózat váltakozó áramot (AC) használ. A feszültségátalakító a panelek egyenáramát váltakozó áramra alakítja át, ami lehetővé teszi, hogy a termelt villamos energia felhasználható legyen a szokásos háztartási készülékekben és az elektromos hálózaton keresztül elosztva. Egyszerűen fogalmazva, inverter nélkül nem használhatná fel a megtermelt energiát.

Energiahatékonyság: Az inverter biztosítja, hogy a fotovoltaikus rendszer által termelt villamos energia megfeleljen a feszültség, a frekvencia és az áram minőségére vonatkozó szabványoknak. Ezek szükségesek a biztonságos és hatékony csatlakozáshoz az otthoni vagy a közcélú elektromos hálózathoz.

Biztonság: A feszültségátalakítók beépített biztonsági funkciókkal rendelkeznek, amelyek megvédik a rendszert a túlzott feszültségtől, a rövidzárlattól vagy más lehetséges elektromos problémáktól. A hálózaton bekövetkező áramkimaradás esetén automatikus rendszerlekapcsolást is biztosíthatnak a visszatáplálás megelőzése és a hálózat karbantartóinak védelme érdekében.

Számos modern inverter lehetővé teszi a fotovoltaikus rendszer teljesítményének felügyeletét és ellenőrzését. A felhasználók nyomon követhetik, hogy a rendszerük mennyi energiát termel, és néha módosíthatják a beállításokat a teljesítmény optimalizálása érdekében.

Hogyan osztályozzák az invertereket

A fázisok száma szerint

• Egyfázisú
• Háromfázisú

Felhasználási típus szerint

• Hálózati (hálózati) inverterek
• Hálózaton kívüli (sziget) inverterek
• Hibrid inverterek

Az egyfázisú invertereket elsősorban kisebb szigetrendszerekben használják. Általában csak a legfeljebb 3 kW teljesítményű készülékekhez használják őket. Az egyfázisú invertereket gyakran használják kisebb vagy lakossági fotovoltaikus rendszerekben. Hatékonyak és ideálisak olyan rendszerekhez, amelyek nem igényelnek összetett többfázisú vezérlést vagy nagy energiakapacitást.

Aháromfázisú inverterek nagyobb fotovoltaikus rendszerekhez alkalmasak. Ahol nagy mennyiségű megtermelt napenergia hatékony feldolgozására és elosztására van szükség.

A háromfázisú inverterek ideálisak nagyobb fotovoltaikus létesítményekhez, például kereskedelmi épületekhez, ipari létesítményekhez vagy nagyméretű lakóparkokhoz, ahol fontos a nagy mennyiségű energia hatékony elosztása. A háromfázisú rendszerek az egyfázisú rendszerekhez képest jobban alkalmasak nagy teljesítmény nagyobb távolságok közötti, kisebb veszteségekkel járó átvitelére. A háromfázisú inverterek hozzájárulnak a nagyobb feszültségstabilitáshoz és az elektromos hálózat fázisai közötti egyenletesebb terheléseloszláshoz. Ez segít a feszültségstabilitási problémák minimalizálásában és csökkenti a fázistúlterhelés kockázatát.

Hálózati

A hálózatra kapcsolt invertereket, más néven on-grid vagy grid-tie invertereket úgy tervezték, hogy a fotovoltaikus rendszert a közcélú elektromos hálózathoz csatlakoztassák. Fő feladatuk a fotovoltaikus panelekből származó egyenáram (DC) átalakítása a villamosenergia-hálózati szabványoknak megfelelő váltakozó árammá (AC).

• A hálózati inverterek optimalizálják a fotovoltaikus rendszer teljesítményét, és biztosítják, hogy a termelt villamos energia megfeleljen a hálózat feszültség- és frekvenciakövetelményeinek.
• Általában nem tartalmaznak akkumulátorokat vagy energiatároló képességeket.
• Ideális választás olyan otthonok és vállalkozások számára, amelyek napenergiával szeretnék csökkenteni villanyszámlájukat, miközben többletenergiát szolgáltatnak a hálózatba (amennyiben az áramszolgáltató ezt engedélyezi).
• Nem rendelkeznek energiatároló képességgel, így nem szolgáltatnak áramot hálózati áramkimaradás esetén.

A hálózati inverterek megfelelő konfiguráció esetén lehetővé teszik, hogy tulajdonosaik összetett rendszer és akkumulátorok nélkül használhassanak alternatív energiatermelő rendszert, ebben az esetben napenergiát. Ha olyan helyzet áll elő, amikor ez az alternatív energia nem elegendő, akkor a hiányt a villamosenergia-hálózatból vonhatja le.

Hálózaton kívüli

A hálózaton kívüli vagy off-grid feszültségátalakítók az elosztóhálózathoz való csatlakozás nélkül működnek. A feszültségátalakító tehát egy akkumulátorhoz van csatlakoztatva, amelyből energiát vesz, és egyenáramból váltóárammá alakítja azt. Az ilyen rendszerek átalakítói nemcsak az energiaátalakítást, hanem az akkumulátorok hatékony töltését és kisütését is biztosítják, így folyamatos energiaellátást biztosítanak a napfény nélküli időszakokban is.

Hibrid

Ezek a feszültségátalakítók ötvözik a hálózati és a szigetüzemű átalakítók előnyeit. Ez azt jelenti, hogy képesek energiát tárolni és ugyanakkor energiát venni az elosztóhálózatból, vagy oda küldeni. Ugyanakkor előnyben részesítik a napenergiát, és csak akkor kapcsolnak át az elosztóhálózatra, amikor az akkumulátorok egy bizonyos szintre lemerülnek. A hibrid inverterek legnagyobb előnye, gyakran használt funkciója, hogy képesek szabályozni a hálózatból vagy az akkumulátorokból vett energiát.

Hogyan válasszunk feszültséginvertert

Mivel az egész rendszer kulcsfontosságú eleméről van szó, nem javasoljuk, hogy spóroljunk a minőségen, vagy alulértékeljük a megfelelő inverter kiválasztását. Nem elég nagy teljesítményű fotovoltaikus paneleket választani, mert azok teljesítménye és jó működése végső soron a rendszer egyéb összetevőitől függ, különösen a feszültséginvertertől, amely az egész erőmű legfontosabb eleme.

A megfelelő invertert ezért optimálisan kell a fotovoltaikus erőműhöz igazítani. Megfelelő arányt kell fenntartani a fotovoltaikus rendszer teljesítménye és a feszültséginverter teljesítménye között. Hiba akkor lép fel, ha az inverter teljesítménye kisebb, mint a panelek teljesítménye. Ilyen esetben a megtermelt energia elveszik. A megfelelő feszültségváltó képes kezelni a napelemek teljesítményét, ugyanakkor megakadályozza az energiapazarlást.

Az átalakító hosszú távú terhelésének körülbelül a teljesítmény 80%-ának kell lennie. Ha a hosszú távú használata inkább a 80% és 100% közötti teljesítmény felső határán belül van, akkor lerövidül az élettartama.