Napelem-inverter: eszköztípusok, modellek áttekintése, csatlakoztatási sajátosságok

A napelemes rendszerek világszerte óriási léptekkel fejlődnek. A Nemzetközi Energiaügynökség éves jelentésében megjegyezte, hogy 2016-ban az üzembe helyezett naperőművek száma először haladta meg a szénerőművekét.

A napenergia-rendszer szíve a napelem-inverter, amelynek feladata az egyenáram váltóárammá alakítása. Elmondjuk, hogyan válassza ki a készülék optimális változatát, és hogyan szerelje fel szakszerűen. Ajánlásaink figyelembevételével kifogástalanul működő mini erőművet építhet.

Napelem-inverterek típusai

Inverter nélkül a napkollektoros rendszer által termelt energija teljesen haszontalan lenne a háztartási szükségletek kielégítésére. Háromféle inverter létezik a felhasználás típusa szerint:

• önálló;
• hálózati;
• multifunkciós.

Az első típusú invertereket «off grid» jelöléssel illetik. Közvetlenül a napelem-modulhoz vannak csatlakoztatva, egy független fotovillamos rendszer részei, és semmilyen kapcsolatban nem állnak a külső elektromos hálózattal. Teljesítményük 100 és 8000 W között váltakozik.

A szinkron vagy hálózati inverterek a központi villamosenergija-ellátó rendszerrel szinkronban működnek. Az «on grid» jelölésű átalakítók nemcsak átalakító szerepet töltenek be, hanem korrigálják a hálózat olyan paramétereit is, mint az amplitúdóesések, a frekvenciamutatók és egyebek.

Ha a külső hálózatban hibák észlelhetők, az inverter automatikusan kikapcsol. Az ilyen inverterek az elektromos energiát akkumulátorokban tárolják.

Ha a házban használt készülékek összteljesítménye kisebb, mint a napelemes erőmű potenciális lehetőségei, akkor a megtermelt elektromos energia feleslege a külső elektromos hálózatba kerül. Ha viszont a teljesítmény nem elegendő a háztartási készülékek normál működéséhez, akkor külső betáplálás történik.

Az inverter váltakozó feszültség oldali paramétereit a fogyasztó elektromos hálózatához csatlakoztatott összes készülék összteljesítmény-felvétele alapján határozzák meg. Az egyenáram oldali invertert a napelemek névleges teljesítménye alapján választják ki.

Feszültség hiányában a tápfeszültség a feltöltött akkumulátorról érkezik. Abban az esetben, ha a rendszer nem tartalmaz akkumulátorokat, a napelemes erőmű által termelt energia a közös hálózatba kerül.

A hálózati fotovoltaikus inverterek nagy hatékonysággal használják fel a napelemekből nyert energiát. Ezek az áramellátás stabilitásának garanciái, és magas, 90%-ot meghaladó hatásfokkal rendelkeznek.

A hibrid vagy többfunkciós inverter megbízható berendezés. Egyesíti az első két átalakító tulajdonságait, és sok beállítási lehetőséggel rendelkezik. Ez a legjobb választás egy házi napelemes erőműhöz, de a legdrágább is.

Az összes létező napelemes invertert fajtákra osztják a kimeneti feszültség alapján. Ettől a paramétertől függően lehetnek szinuszosak és négyszögletesek. Mivel az elsőnél a kimeneti feszültség nagysága majdnem megegyezik a hálózati feszültséggel, ez jó választás, ha a házban érzékeny műszaki berendezések találhatók.

A feszültség állandó értéke biztonságot garantál az otthoni elektromos berendezések számára. Grafikusan az ilyen szinuszos típusú inverter kimenő jelének alakja tiszta szinuszhullámként jelenik meg.

A berendezések működése során a négyszögjel legjobb formája a tökéletes szinusz. Ez különösen fontos a távközlési berendezések, orvosi műszerek, nagy pontosságú mérőeszközök esetében, ezért az összetett inverterek magas ára ellenére ebben az esetben nincs más választás. A gyártók a kimenő jel alakjára vonatkozó információkat a jellemzők között tüntetik fel.

A négyszögletes vagy nem szinuszos átalakítók a szinuszosokkal ellentétben négyszög alakú impulzusok formájában adják ki a jelet, az úgynevezett módosított szinuszhullámot. Az ilyen típusú inverterek nem használhatók bizonyos terhelésekhez, de az aktív teljesítményt használó készülékekhez megfelelőek.

Az átalakító kiválasztásának szempontjai

Az olyan napelemes rendszerelem kiválasztásakor, mint az inverter, nemcsak a kimenő jel alakja, hanem a teljesítménye is fontos. A szakemberek azt javasolják, hogy a napelemeket olyan átalakítókkal szereljék fel, amelyek névleges teljesítménye 25–30%-kal meghaladja a házban lévő készülék összteljesítményét.

Figyelembe kell venni továbá a több, nagy indítási teljesítményű készülék egyidejű bekapcsolásakor fellépő terhelést is.

Az inverter kiválasztásának további szempontja a hatásfoka, ami a kísérő folyamatok energiaveszteségét határozza meg. A modelltől függően értéke eltérő, 85–95% között van. Az optimális választás a legalább 90%-os hatásfokú inverter.

Az inverterek lehetnek egyfázisúak és háromfázisúak. Az előbbiek alacsonyabb árúak, de választásuk akkor indokolt, ha a fogyasztás kevesebb mint 10 kW. A feszültségük 220 V, frekvenciájk 50 Hz. A háromfázisú inverterek feszültségtartománya szélesebb: 315, 400, 690 V.

A minőségi berendezések gyártói kimeneti transzformátorokkal szrerelik fel termékeiket. Öszefüggés van az inverter súlya és műszaki jellemzői között – ha minden kg tömegre 100 W teljesítmény jut, akor a transzformátor be eépítve a kapcsolásába.

A rendszerben lévő inverterek száma is eltérő lehet. Ebben a kérdésben a következő ajánlásokat érdemes követni: ha a napelemek teljesítménye nem haladja meg az 5 kW-ot, akkor egy inverter elegendő egy ilyen rendszerhez. Nagyobb teljesítményű napelemekhez 2 vagy több inverterre lehet szükség. Optimális, ha minden 5 kW-ra jut egy inverter.

Az olyan hálózatban, amely a szabványos villamosenergiát és a napelemek által biztosított energiát egyesíti, hibrid invertereket alkalmaznak. Az eszköz felépítésének jellemzőiről és kiválasztásának szabályairól az általunk ajánlott cikk tájékoztatja Önt.

A konverterek eltérhetnek egymástól az áramkörök, a kimeneti jel alakja és más meghatározó paraméterek tekintetében. Egyes konverterek töltőberendezéssel vannak felszerelve. Ha az egyik inverter meghibásodik, a rendszer nem állítja le a működését.

Az inverter csatlakoztatásának sajátosságai

A napelemes inverter helyes csatlakoztatásától függ az egész napenergia-rendszer hatékonysága. A legfontosabb szabály: az egyenáramot továbbító kábelnek minimálisan megengedett hosszúságúnak és maximális keresztmetszetűnek kell lennie.

Ha a fogyasztó távol van a napelemektől, akkor a 220 V-os váltakozó áramot szállító elektromos kábelt hosszabbítással kell meghosszabbítani. Az inverter és a napelem közötti vezeték hossza 3 m-en belül kell, hogy legyen, és semmiképpen sem lehet több.

A legjobb megoldás, ha az inverter a napelem közelében van elhelyezve. Különösen szigorú feltételeket kell betartani a 0,5 kW-ot meghaladó teljesítményű inverterek csatlakoztatásakor.

A vezetékek csatlakoztatásának szilárdnak kell lennie, mivel a nem elég szoros csatlakozás szikrázást okozhat, ami tűz forrása lehet. Független inverter telepítésekor az objektum zavartalan áramellátásának biztosítása érdekében az egyenáramú áramkört automatikus megszakítókkal kell felszerelni.

Az inverter csatlakoztatásakor a legjobb megoldás a hibrid típusú bekötés alkalmazása, mind egyen-, mind váltakozó áramon. Az elv alapja a konverter bekapcsolásának speciális sorrendje. Miután az akkumulátorok feltöltődtek, a napelem-vezérlő kapcsolja be.

Ez a megoldás javítja a berendezés működésének minőségét. Azokban a régiókban, ahol gyakran áramszünet van, vagy olyan házakban, amelyek olyan területeken találhatók, ahol felhős időjárás az uralkodó, ez a változat nagyon hatékonyan működik.

Invertermodellek áttekintése

A napelemekhez való konvertereket számos gyártó gyártja, mind hazai, mind külföldi. Az összes berendezés eltérő jellemzőkkel, minőségi szintekkel, saját funkciókkal és technikai lehetőségekkel rendelkezik.

Orosz gyártó inverterei

A 800 – 1200 W teljesítményű termékek széles választékát gyártja az orosz MAP „Energia” gyártó.

A cég több invertercsaládot gyárt:

1. Tiszta szinuszos jelalakú szinuszinverterek – MAP SIN.
2. Szinuszos átalakítók az akkumulátorokból történő további energia kinyerésének funkciójával – MAP HYBRID.
3. Háromfázisú inverterek – MAP HYBRID 3 fázis.

Az ezen cég által gyártott inverterek minden típusú akkumulátort képesek tölteni. Ehhez nagy teljesítményű töltőberendezéssel rendelkeznek.

A cég eredménye a rekordteljesítményű inverter – 20 kW, amely a legnagyobb, 25 kW-os terhelést is bírja. Ez a modell képes megbízható áramellátást biztosítaní egy nagy családi háznak, számos készülékkel.

A MAP «Energia» invertereket nemcsak magánháztartásokban, hanem számos iparágban is használják. Alkalmazzák őket az orvostudományban, az építőiparban, meteorológiai állomásokon.

A Schneider Electric Conext átalakítói

A francia Schneider Electric vállalat olyan invertereket gyárt, amelyek kiváló üzemeltetési tulajdonságokkal rendelkeznek, így különböző éghajlati körülmények között is használhatók.

A magas korrózióálló korbuszbevonat lehetővé teszí a sós ködteszt síkeres elvégezését. Ezek napelemekhez készültek, amelyeket magánházak tetőire és társasházak tetőire is szerelnek.

A gyártó sokféle módszerrel és teszttel ellenőrzi berendezései megbízhatóságát. A Conext inverterek szerkezetében nincsenek elektrokémiai kondenzátorok, ami a hosszú élettartam garanciája.

A Conext inverterek hatásfoka még maximális terhelés mellett is 97,5%. Egyes modellek elosztóblokkal vannak felszerelve, így nincs szükség külső elektromos kapcsolószekrény szerelésére.

A termékek széles választéka lehetővé teszi a megfelelő modell kiválasztását a 3–20 kW teljesítményű napenergia-rendszerekhez.

A TBS Electronics inverterei

Ez a holland cég, amely 1996 óta van jelen a piacon, gyárt kisteljesítményű és nagyobb teljesítményű szinuszos átalakítókat a Poversine napelemekhez, 175 és 3500 W névleges teljesítménnyel.

A képen egy professzionális Powersine PS3500-24 inverter modell látható. Használható fűtéskazánok, szivattyúk, számítógépek és más kis terhelések folyamatos áramellátásának biztosítására. Megbízható elektronikával és nagyon erős fémházzal rendelkezik.

A Powersine sorozatra jellemző a tiszta szinuszos kimenet, így ezen inverterek használata garantálja a nagy érzékenységű készülékek szakszerű és hosszú távú üzemeltetését. A berendezés védelemmel rendelkezik rövidzárlat, hőmérséklet-ingadozás és túlterhelés ellen. Ezekkel az inverterekkel akár 500 V-ig terjedő terhelések is indíthatók olyan indítóerővel, amely a névleges értéket tízszeresen meghaladja.

Kostal hálózati inverterek

A cég innovatív, kiváló minőségű invertereket gyárt, amelyek teljesítménye 1,5-től 20 kW-ig terjed, egy- és háromfázisú kivitelben egyaránt. A felépítés része egy automatikus váltóáramú kapcsoló, MPPT nyomkövetők, monitor, S0 számláló és számos egyéb opció az alapfelszereltség részeként. Mindez lehetővé teszi az inverter beépítését az okosotthon-rendszerbe.

A Kostal inverterek üzemeltetése és telepítése egyaránt egyszerű. A beépített panel informatív és áttekinthető, lehetővé teszi a működésének nyomon követését.

A ház anyagának kiváló minőségének köszönhetően a konvertert kültéren és beltéren egyaránt telepítik. Az összeszerelés Európában történik, így a minőség megfelel az európai szabványoknak. A gyártó 5 év garanciát vállal.

A tajvani ABi-Solar inverterek

Ezek a Tajvanon gyártott inverterek hazai piacunkon az SL/SLP sorozatú autonóm konverterek, az autonóm-hálózati hibrid inverterek (HTP) és a HT hibrid sorozat formájában képviseltetik magukat.

Az autonóm konverterek napelem-töltésvezérlőkkel vannak felszerelve. Ez a berendezés hármas funkcióval rendelkezik: inverterként, vezérlőként és töltőberendezésként működik.

A konstrukció része egy folyadékkristályos kijelző, amely lehetővé teszi a naperendszer fő paramétereinek nyomon követését. Az SL/SLP inverterek hatásfoka körülbelül 93%. Az SLP modellekben porvédelem található.

A költségvetési változathoz tartozik az ABi-Solar HTP új sorozatának invertere. Csak akkumulátorral működik. Különösen népszerű a HT sorozat, amely egy- és háromfázisú hibrid invertereket foglal magába, kiváló összeszerelési minőséggel.

Az SL0912 és SL1524 konverterek szintén a budget kategóriába tartoznak. Két üzemmódban működnek: háztartási szünetmentes tápegységként és napelemekkel. Két feszültségtartó módjuk van: 180-260 V és 100-300 V.

A második mód megnöveli az akkumulátorok élettartamát azáltal, hogy kevesebbet használja őket, de csak olyan berendezéseket tud táplálni, amelyek nem túl érzékenyek az áram minőségére.

Az ABi-Solar SL 1012 PWM inverter 800 W teljesítményű. A kimeneti áram tiszta szinusz hullámú. Alkalmas a napelemek által termelt elektromos energia zöld tarifa szerinti értékesítésére.

Az ABi-Solar inverterek lehetőséget biztosítanak az akkumulátorok üzemi hőmérséklet-tartományának növelésére és a töltési-kisütési folyamat automatizálására.

A GoodWE hálózati inverterei

Ez a kínai vállalat különböző teljesítményű hálózati invertereket gyárt és alacsony áron szállít a piacra. Az inverterhez egy speciális programot mellékelnek, amely lehetővé teszi a napenergia-rendszer kiszámítását a napelemek égtájakhoz és más tájékozódási pontokhoz viszonyított elhelyezkedésének figyelembevételével.

Lehetőség van az inverter működésének megfigyelésére táblagépen vagy okostelefonon keresztül, de előtte telepíteni kell egy erre a célra kifejlesztett alkalmazást Android operációs rendszeren.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Itt a forgalmazó cég menedzsere mesél az inverter kiválasztásának alapelveiről:

Ebben a videóban az inverter csatlakoztatásának kérdése kerül megvilágításra:

A fotovoltaikus hálózati inverter, mint a napenergia-rendszer elengedhetetlen része, lehetővé teszi a teljes függetlenséget a központosított áramellátástól és az energiaárak emelkedésétől.

A hálózati átalakítót is tartalmazó „okos rendszerek” elérhetővé, megbízhatóvá és irányíthatóvá teszik az energiafogyasztás folyamatát. Eközben a ház kényelme semmilyen módon nem sérül.

Szeretné elmondani, hogyan építette meg saját mini áramtermelőjét napelem-inverterrel? Rendelkezik értékes információkkal a témában, amelyek hasznosak lehetnek a weboldal látogatói számára? Kérjük, írjon megjegyzéseket az alábbi blokkban, tegyen közzé fotókat és tegyen fel kérdéseket.