Miért van szüksége inverterre a napelemes rendszerhez?

A napelemes rendszerhez inverterre van szükség, amely a panelek által gyűjtött egyenáramot (DC) váltakozó árammá (AC) alakítja. Ezenkívül ezek az inverterek több más funkciót is ellátnak otthonában, és el kell végezniük a szükséges karbantartási feladatokat is.

Az inverter mérete kritikus szempont egy hatékony napelemes-plusz akkumulátoros rendszer kialakításakor. Egy kisebb inverter hatékonyságveszteséget szenvedhet a DC-ről AC áramforrássá történő átalakítás során, ami a működés során hatékonyságveszteséget eredményezhet.

Mi az az inverter?

Az inverterek az egyenáramot (DC) váltakozó árammá (AC) alakítják. Ez lehetővé teszi, hogy az elektronikus eszközöket közvetlenül az otthonokban a váltakozó áramot biztosító konnektorokba lehessen csatlakoztatni; az egyenárammal ellentétben a váltakozó áram mindkét irányba áramolhat, ezért a hatékony működéshez megfelelően kell csatornázni.

Az inverter úgy működik, hogy egy mikroprocesszoron keresztül vezérel egy sor kapcsolót, és sokkal magasabb frekvencián kapcsol, mint a legtöbb háztartási készülék (50-60 hertz a legtöbb háztartási eszköz esetében), hogy közel szinuszos hullámokat állítson elő 3% alatti teljes harmonikus torzítással (THD).

A teljesítmény-inverter hatásfokát úgy számítják ki, hogy a kapcsolási veszteségeket levonják a teljes bemeneti teljesítményből, majd ezt a számot vagy egyenáramú kimeneti teljesítményként, vagy euró hatásfokértékként teszik közzé.

Az inverterek minden napenergia-rendszer lényeges elemei, amelyek a napelemek által termelt energiát olyan villamos energiává alakítják, amelyet mind az otthonok, mind a vállalkozások felhasználhatnak. A hagyományos "string" inverterek összekapcsolják az összes napelemet, hogy egyszerre vegyék fel az összes egyenáramú kimenetüket; egyre többen választják a közvetlenül az egyes panelekre csatlakoztatott mikroinvertereket a hatékonyabb termelés és a tartalék energiaellátás érdekében, ha a hálózat leállna; jellemzően hőmérséklet-érzékelővel védik ezeket az eszközöket a túlmelegedéstől.

Az inverterek az egyenáramú (DC) villamos energiát váltakozó áramú (AC) villamos energiává alakítják.

A napelemes rendszerekben az inverterek a napelemek egyenáramú energiáját váltakozó áramúvá alakítják, amelyet a háztartási készülékek és az elektronika hasznosítani tud. Emellett megvédik az otthoni berendezéseket és vezetékeket áramkimaradás esetén; megakadályozzák az áram átvitelét a külső távvezetékekre a hálózati áramkimaradások során; és lehetővé teszik, hogy a hálózatra csatlakoztatva nettó energia krediteket (kedvezményeket a villanyszámlán a felesleges napenergia visszaszállításáért az áramszolgáltatónak) kapjon.

Az inverterek nagyszámú tranzisztor (vagy félvezető) gyors be- és kikapcsolásával működnek. Ahogy az egyes tranzisztorpárok különböző időközönként kinyílnak és bezáródnak, az elektromos áramuk ennek megfelelően emelkedik és csökken; létrehozva egy úgynevezett szinuszhullámot. Az így kialakuló hullámforma a hullámzó dombokéhoz hasonlít.

Az egyenáram csak egy irányba áramlik, míg a váltakozó áram másodpercenként többször váltakozik. Az inverter az egyenfeszültséget (általában 12, 24 vagy 48 volt) a szabványos 120 vagy 240 voltos, 60 hertzes váltakozó feszültségre alakítja át.

Az inverterek az általuk átalakított energiát akkumulátorokban tárolhatják vészhelyzet vagy csúcsigény esetén. Az inverterek továbbá megújuló energiát hasznosító rendszerekben is alkalmazhatók a szélturbina vagy a vízenergia-generátor teljesítményének a rendszerben lévő más eszközök által felhasználható váltakozó áramú villamos energiává történő átalakítására.

Az inverterek akkumulátorokban tárolhatják az áramot.

A napelemek a napfényt arra használják, hogy elektronokat szabadítsanak fel a szilíciumlapkákból, elektromos áramot létrehozva. Sajnos ezt az egyenáramot (DC) a legtöbb háztartási készülék nem tudja felhasználni; ezért a napelemes rendszerhez inverterre van szükség, amely a háztartásban használható váltakozó áramra alakítja át.

Az inverterek több funkciót is ellátnak, amelyek segítik a napelemes rendszer működését. Például figyelik a panelfeszültséget, hogy megállapítsák a modulok maximális kimeneti teljesítményszintjét, így elkerülhető, hogy a húrok túl magasan fussanak, és ezáltal csökkenjen a rendszer teljes energiatermelése. Ezenkívül az inverterek rendszerhiba elleni védelmi funkciókkal rendelkeznek, amelyek felismerik és lekapcsolják, ha valami baj van a panelekkel vagy a vezetékekkel, és azonnal lekapcsolják a rendszert, ha valamelyik esetben meghibásodik.

Az intelligens inverterek a hálózattal való kommunikáció egy újabb szintjét biztosítják. A hálózathoz kapcsolt napelemes rendszerekhez csatlakoztatott inverterek képesek érzékelni a frekvencia és a feszültség eltéréseit a szabványos értékektől, és különböző módon reagálnak; egyesek ellenállhatnak a kisebb zavaroknak; ha az eltérés túl sokáig fennáll, akár le is kapcsolhatnak a hálózatról, és teljesen leállhatnak.

Más inverterek szükség esetén reaktív energiát szolgáltatnak a hálózatnak, segítve annak egyensúlyát és megkönnyítve a közműszolgáltatók munkáját. Ezen túlmenően ezek az inverterek a felesleges napenergiát visszaengedik a hálózatba - a nettó energiahitelek révén pénzt takarítanak meg a villanyszámlán!

Az inverterek képesek kommunikálni a hálózattal.

A napenergia egyre szélesebb körű felhasználásával exponenciálisan megnőtt annak jelentősége, hogy az inverterek kommunikáljanak a hálózattal. Tájékoztatniuk kell azt, ha a termelésük meghaladja a fogyasztást, hogy jóváírást kaphassanak. Képesnek kell lenniük arra is, hogy a teljesítményt megváltoztassák, amint más termelés és kereslet változik - ez a szempont a hálózaton automatikus termelésszabályozásként ismert.

Az inverterek egyéb hálózati szolgáltatásokat, például feszültség- és frekvenciaválaszadást biztosítanak. A hálózaton a feszültség (az elektromos töltést előrevivő erő) és az áram (a töltött részecskék áramlása) folyamatosan ingadozik. Az inverterek olyan funkciókkal vannak felszerelve, amelyek mindkettőt fázisba szinkronizálják, így a csatlakoztatott eszközök számára "valóságosabbá" válik a teljesítményük, amelyet el tudnak nyelni.

Hasonlóképpen, napelemes rendszerekkel kombinálva az inverterek segíthetnek az akkumulátoroknak reagálni a hálózati feszültség ingadozásaira azáltal, hogy a feszültség kiugrásakor vagy csökkenésekor módosítják a kimenő teljesítményt - segítve ezzel az akkumulátorok és más hálózati berendezések védelmét a károsodástól vagy meghibásodástól.

Az inverterek közvetlenül beléjük épített vagy tartozékként csatlakoztatott kommunikációs berendezéseken keresztül kapcsolódhatnak a hálózathoz, közvetlenül egy internetes átjáróra vagy felügyeleti hardverre küldve információkat saját energiatermelésükről és felhasználásukról, hogy a tulajdonosok, a közműszolgáltatók és a hálózat automatizálási rendszerei nyomon követhessenek mindent, ami bennük történik.