Päikesepaneelide süsteemide inverterite tüübid
Inverter on päikesepaneelide süsteemi "süda". Samal ajal kui päikesepaneelid püüavad päikesevalgust kinni ja muudavad selle alalisvooluks (DC), muundab inverter selle alalisvoolu vahelduvvooluks (AC), mida saavad kasutada kodumasinad ja kontoriseadmed või suunata võrku. Lisaks alalisvoolust vahelduvvooluks muundamisele täidavad tänapäevased inverterid ka muid olulisi funktsioone, näiteks süsteemi jõudluse jälgimine, ohutuskaitse tagamine ja energiatootmise optimeerimine. Kuna neil on oluline roll, aitab erinevat tüüpi inverterite mõistmine teil valida oma vajadustele ja eelarvele kõige sobivama konfiguratsiooni.
1. Keelmuundur (keelmuundur)
Ridade inverterid on elamute ja väikeste ja keskmise suurusega ärihoonete päikesepaneelide paigaldamisel kõige levinumad. Selles konfiguratsioonis on mitu päikesepaneeli järjestikku ühendatud, moodustades "stringi", ja stringi alalisvoolu väljund suunatakse ühte inverterisse.
Eelised:
– Kulud on paneelipõhise optimeerimisega süsteemidega võrreldes suhteliselt säästlikumad.
– Paigaldamine ja hooldus on lihtsamad, kuna peamised komponendid on tsentraliseeritud.
– Sobib ühtlase paneelide orientatsiooni ja minimaalsete varjudega katustele.
Puudus:
– Süsteemi jõudlus võib väheneda, kui üks paneelidest on varjutatud, määrdunud või selle jõudlus on erinev, kuna paneelid on järjestikku paigutatud.
– Jälgimine piirdub tavaliselt inverteri või stringi tasemega, mitte paneelide kaupa (kuigi mõned mudelid toetavad üksikasjalikumat jälgimist).
Ideaalne rakendus: laiade katustega ja suhteliselt ühtlase paneelide orientatsiooniga majad ning minimaalsed takistused, näiteks puud või kõrged hooned.
2. Mikroinverter (mikroinverter)
Mikroinverterid on paigaldatud igale paneelile (või mõlemale paneelile, olenevalt mudelist). Seega on igal paneelil oma inverter, mis muundab alalisvoolu vahelduvvooluks otse allika lähedal.
Eelised:
– Paneelipõhine optimeerimine: kui üks paneel on varjutatud, töötavad teised paneelid ikkagi optimaalselt, kuna nende teisendused on sõltumatud.
– Paneeli detailne jälgimine lihtsustab probleemsete paneelide tuvastamist.
– Paindlikum erineva suunaga katuste jaoks (nt osaliselt ida, osaliselt lääne suunas).
Puudus:
– Esialgsed kulud on kõrgemad kui nöörinverteritel.
– Kuna katusel on rohkem seadmeid, võivad potentsiaalsed hooldusvajadused ühiku kohta olla keerukamad (kuigi paljudel mikroinverteritel on pikad garantiid).
Ideaalsed rakendused: osalise varjutusega katused, keerukad katusekonstruktsioonid või kasutajad, kes soovivad kõige detailsemat jälgimist ja maksimaalset jõudlust iga paneeli kohta.
3. Võimsuse optimeerija + stringinverter (optimiseerimissüsteem)
See on populaarne hübriidkonfiguratsioon: iga paneel on varustatud võimsusoptimeerijaga (alalisvoolu-alalisvoolu seade), mis optimeerib paneeli väljundit eraldi, seejärel kogutakse kogu alalisvoolu väljund ja muundatakse see nöörimuunduri abil vahelduvvooluks.
Eelised:
– Kombineerib paneelipõhise optimeerimise eelised nagu mikroinverterid, kuid kasutab siiski tsentraliseeritud inverterit.
– Parem jõudlus osalise varjutuse korral kui tavalistel inverteritel.
– Jälgimine on üldiselt saadaval kuni paneeli tasemeni (sõltuvalt brändist ja ökosüsteemist).
Puudus:
– Kõrgem hind kui tavalistel inverteritel.
– Nõuab seadmete ühilduvust (optimeerijad ja inverterid on tavaliselt ühe kaubamärgi ökosüsteemis).
Ideaalne rakendus: Osaliselt varjutatud katustega kodud või ettevõtted, mis soovivad siiski tsentraliseeritud inverterit hõlpsaks vahetamiseks/hoolduseks.
4. Hübriinverter (hübriinverter)
Hübriid-inverterid on loodud nii päikesepaneelide kui ka akude jaoks. See tähendab, et nad saavad reguleerida energiavoogu paneelidest koormusele, akule või võrku ning kasutada akuenergiat koormuse varustamiseks ka siis, kui päikeseenergia tootmine on madal või elektrikatkestuse ajal (sõltuvalt varutoite funktsioonist).
Eelised:
– Akutoitel töötav, seega sobib energiasalvestussüsteemidele.
– Saab optimeerida päikeseenergia kasutamist (oma tarbimine), näiteks päevasel ajal ülejääki öösel kasutamiseks salvestades.
– Võib olla varustatud EPS/varutoite funktsioonidega kriitiliste koormuste jaoks voolukatkestuste ajal (vajab spetsifikatsiooni kontrollimist).
Puudus:
– Hinnad on üldiselt kõrgemad kui tavalistel võrguühendusega inverteritel.
– Keerulisem süsteemi ülesehitus: nõuab aku mahutavuse planeerimist, kaitset ja energiaprioriteetide seadmist.
Ideaalsed rakendused: Kasutajad, kes soovivad maksimaalset kokkuhoidu, soovivad akusid lisada kohe või tulevikus ning vajavad kriitiliste koormuste jaoks varutoidet.
5. Võrku ühendatud inverter (võrguühendusega inverter)
Võrku ühendatud inverterid töötavad sünkroonis PLN-i elektrivõrguga. Päikesepaneelide energiat kasutatakse koormuse toitmiseks ja üleliigse energia saab võrku tagasi suunata (sõltuvalt kohaldatavast võrgumõõtmisskeemist ja eeskirjadest). Üldiselt lülituvad võrguühendusega inverterid personali ohutuse tagamiseks võrgukatkestuste ajal välja (saarel töötamise vastane kaitse).
Eelised:
– Tõhus ja suhteliselt taskukohased kulud.
– Sobib kasutajatele, kes keskenduvad elektriarvete vähendamisele ilma patareideta.
– Hooldus pole nii keeruline kui akusüsteem.
Puudus:
– Elektrikatkestuse ajal elektrienergia mittevarustus ilma spetsiaalse varusüsteemita.
– Sõltub kohalikest elektrienergia impordi-ekspordi eeskirjadest.
Ideaalne rakendus: Kodu/kontor stabiilse PLN-varustusega, mille peamine eesmärk on vähendada elektrikulusid.
6. Võrguväline inverter (eraldiseisev inverter)
Võrguväliseid invertereid kasutatakse süsteemides, mis ei ole elektrivõrguga ühendatud. Tavaliselt on need ühendatud aku ja laadimiskontrolleriga (või integreeritud MPPT-ga inverteriga). Neid süsteeme kasutatakse tavaliselt kaugetes kohtades, taludes, väikesaartel või piirkondades, kus elekter pole saadaval või on sageli katkendlik.
Eelised:
– Sõltumatu, mitte võrgust sõltuv.
– Suudab pakkuda elektrienergiat piirkondades, kus PLN puudub.
Puudus:
– Nõuab akusid (märkimisväärsed kulud) ja hoolikat energiaplaneerimist.
– Piiratud mahutavus; kui tarbimine on suur, võivad salvestuskulud paisuda.
Ideaalsed rakendused: asukohad, kus puudub elektrivõrk või mis vajavad täielikku energiasõltumatust.
7. Mitmerežiimiline inverter (võrk + varutoide)
Mõned inverterid on konstrueeritud mitme režiimiga: need saavad töötada võrgus, laadida akusid ja toita kriitilisi koormusi võrgu katkestuste ajal. See sarnaneb hübriidkontseptsiooniga, kuid rõhutab tavaliselt üleminekuvõimalusi ja varukoormuse haldamist.
Eelised:
– Pakub nii kokkuhoidu (võrgus) kui ka vastupidavust (varutoide).
– Saab seadistada kriitiliste koormuste jaoks (valgustid, külmikud, sideseadmed).
Puudus:
– Kulud ja paigaldus on keerukamad.
– Nõuab eraldi varupaneeli või spetsiifilist konfiguratsiooni vastavalt ohutusstandarditele.
Ideaalne rakendus: Piirkonnad, kus aeg-ajalt esineb elektrikatkestusi, kuid kasutajad soovivad siiski PLN-iga ühendatud süsteemi.
Õige inverteri valimise kaalutlused
Inverteri valimine ei seisne ainult võimsuse arvus. Siin on mõned tegurid, mida arvestada:
1. Võimsus (kW) ja alalis-/vahelduvvoolu suhe
Üldiselt võib paneeli võimsus (alalisvool) olla veidi suurem kui inverteri võimsus (vahelduvvool), et maksimeerida päevatoodangut, kuid see peab jääma tootja soovitatud piiridesse.
2. MPPT-de arv ja stringi konfiguratsioon
MPPT (maksimaalse võimsuspunkti jälgimine) aitab inverteril leida optimaalse tööpunkti. Kui katusel on mitu suunda või erinevad kaldenurgad, võib olla väga kasulik inverter, millel on rohkem kui üks MPPT.
3. Varjutustingimused ja katuse keerukus
Kui varjutamist esineb sageli, tasub kaaluda mikroinverterit või võimsuse optimeerijat, kuna see säilitab teiste paneelide jõudluse.
4. Akuplaanid ja varutoite vajadused
Kui soovite, et süsteem jääks voolukatkestuse ajal sisse, valige hübriid-/mitmemoodiline süsteem akutoe ja EPS-/varutoite väljundiga.
5. Järelevalve ja garantii
Reaalajas jälgimine on kasulik, et tagada tootmise graafiku järgimine. Inverterite garantiid on erinevad, mis on oluline, arvestades päikesesüsteemide pikka eluiga.
Sulgemine
Inverter määrab, kuidas päikesepaneelide energiat töödeldakse, optimeeritakse ja kasutatakse. Ridade vaheldid sobivad lihtsate ja ökonoomsete paigalduste jaoks, mikroinverterid sobivad suurepäraselt keerukate katuseolude ja varjutuse korral, samas kui võimsuse optimeerimise süsteemid pakuvad "keskteed", optimeerides paneelide kaupa, säilitades samal ajal tsentraliseeritud inverteri. Energia salvestamise ja varundamise vajaduste jaoks on hübriid- või mitme režiimiga inverterid üha populaarsemad. Mõistes iga inverteritüübi omadusi ja sobitades need oma asukoha tingimuste ja kavandatud kasutusega, saate ehitada päikesepaneelide süsteemi, mis on tõhus, ohutu ja vastab teie pikaajalistele vajadustele.
Soovi korral saan teid aidata artikli tehnilisema versiooni loomisel (näidetega MPPT konfiguratsioonidest, alalisvoolu/vahelduvvoolu suhetest ja inverteri valiku stsenaariumidest 1.300 VA–5.500 VA kodu jaoks) või populaarsema versiooni blogi jaoks.
