A napelem inverter - a napelemek központi egysége, lelke!

Fronius gyártmányú napelem inverter

A napelemes technológia komplex rendszer, amely a napelemmodulokon kívül a tartómechanikát, kábelezést, biztonsági földelést, villámvédelmet, transzformátorokat, kommunikációs rendszert, árammérő órákat és az invertereket is tartalmazza.  A napelem rendszer egyik legfontosabb alkotóeleme kétségtelenül a napelem inverter. Az inverterek felelősek a napelem által előállított egyenfeszültségű villamos energiának, hálózatunknak megfelelő váltóárammá alakításáért. Információkat közölnek ugyanakkor nemcsak a termelt áram mennyiségéről, de képesek részletes adatok továbbítására az áramtermelés mértékéről is. Általános értelemben az inverter védelmi funkciót is ellát, hiszen gondoskodik a váltóáramnak a villamos hálózat értékeihez való szinkronizálásáról. Természetesen a legkülönbözőbb műszaki paraméterekkel rendelkező napelem inverterek nem egyformán befolyásolják rendszerünk teljesítményét. Mivel létfontosságú, hogy saját napelemes rendszerünkhöz alapos körüljárás után válasszuk ki a megfelelő invertert, így röviden összefoglaljuk a technológia működésének legfontosabb alapelveit, illetve az alkalmazott típusok leglényegesebb ismertetőjegyeit.

 

Inverterek hatásfoka

SMA gyártmányú napelem inverter

SMA gyártmányú napelem inverter

A napelem inverterek alapvetően két technológia alkalmazásával – transzformátorral valamint transzformátor nélkül – épülnek. Az újabb termékeket a transzformátor nélküli inverterek jelentik, amelyek rendszerint ugyan nagyobb hatásfokkal dolgoznak, ám vékonyrétegű napelemekhez korlátozott mértékben alkalmazhatók. A vásárolt inverter adatlapján egyébiránt minden esetben megtaláljuk azt a százalékban megadott hatásfok értéket, amelyről leolvasható az inverter működése és az átalakítás során bejövő áramból elveszett energia mennyisége. Bár a napjainkban használt inverterek alsó hangon 94-95 %-os hatásfokkal dolgoznak, a termék típusának megválasztása előtt érdemes közölnünk a napelemes rendszerünk paramétereit.

 

Az inverterek főbb típusai és a jövő kilátásai…

Inverterek az élet számtalan területén használatosak.  Önmagában már a napelem rendszerekben használt inverterek között is három fő típust – sziget üzemű inverterek, hálózatra kapcsolt inverterek, hibrid inverterek – különböztet meg a szakma.

A szigetüzemű inverterek legfontosabb ismertetőjegye, hogy általában az akkumulátorok feszültségének átalakítására használatosak.  A szigetüzemű invertek típusai között széles a választék, ám a napelem rendszerek kivitelezői a legolcsóbb típusoktól – a nem szinuszos kimenet miatt – óva intenek.  A kategóriába tartozó inverterek legnagyobb hányada természetesen fel van szerelve a megfelelő védelmi funkciókkal. Ezek közül legfontosabbak az akkumulátorok élettartamára pozitív hatást gyakorló „mélykisütés elleni” védelmet biztosító, valamint a túlterhelés és a rövidzárlat elleni védelmet adó kiegészítők.  Az árban kedvezőbb inverterekből ezek hiányozhatnak, ellenben az összetettebb – így drágább – konstrukciók akár az akkumulátor töltésére, esetleg a szerkezet programozására is gond nélkül képesek.

SMA Tripower napelem inverter

SMA Tripower napelem inverter

Az igény szerint egy-, két- és háromfázisú hálózati invertereket a napelemek által termelt egyenáram váltakozó árammá alakítására, valamint a villamos hálózatba történő betáplálására fejlesztették ki. Az invertereknek ez a típusa „intelligensen” reagál olyan esetekben is, amikor a napelemek különböző fényerősséggel vagy éppen hőmérsékleti paraméterekkel rendelkező környezeti viszonyokkal találkoznak. Az inverterek napelem-oldalán ugyanis egy olyan áramkör található, amely minden esetben az adott környezeti viszonyok között legoptimálisabb helyet keresi, lehetővé téve ezzel, hogy a rendszer a lehető legjobban tudja hasznosítani a napelemek által előállított energiát. A hálózati inverterek nemcsak az áramerősség mérésére képesek. A ki- és bemeneti oldalon egyebek mellett adatokat szolgáltatnak a feszültség és az ellenállás értékeiről, sőt információt adnak a rendszer adott időegységen belüli működéséről valamint a használat során előforduló hibákról is. A hálózati inverterek kimeneti részén ráadásul rengeteg védelmi funkció beépítésre kerül, amely védi az egész rendszert, a hálózatot és természetesen az utóbbin esetleg dolgozókat. Nem véletlen, hogy a kategóriába tartozó inverterek hiba, bármilyen zavar vagy éppen áramkimaradás észlelése esetén azonnal leállnak. A védelmi funkciónak köszönhetően viszont az energiaellátás biztonsága szempontjából a rendszer nem kifogástalan, hiszen áramkimaradás előfordulása esetén a rendszer is kikapcsol. Részben utóbbi kiküszöbölése érdekében fejlesztették ki a napjainkban széles körben terjedő hibrid invertereket. A technológia ugyanis képessé vált a szigetüzemű- és a hálózatra kapcsolt inverterek műszaki paramétereinek ötvözésére. Üzemelésük során nem kizárólag az energia villamos hálózatba történő visszatáplálását valósítják meg, de vezérlik az akkumulátorokat, sőt „kommunikálnak” számos más a napelem rendszerhez tartozó eszközzel is. A hálózati inverterekkel ellentétben ezek a típusok már gond nélkül alkalmasak az energiaellátás biztonságának garantálására, mivel a fogyasztóknak áramkimaradás esetén az akkumulátorok működésbe léptetésével biztosítják az áramot. A hibrid inverterek nélkül a rohamosan terjedő „Smart-home” funkcionálása szinte elképzelhetetlen.

 

A méretről…

A szakemberek szerint a beépítésre kerülő napelemek összteljesítménye szabja meg az inverterek méretezését. Az energiaterhelés mértéke alapján a legkülönbözőbb felépítésű inverterek szerezhetők be. Míg a kisebb rendszerek működtetésére – például egy családi ház – akár az egyfázisú inverterek is képesek, addig a nagyobb rendszerek üzemeltetése már háromfázisú invertereket feltételezhet. Egy elfogadható minőségű hálózati inverter rendszerint 2 kW-nál indul és bár fellelhetők a piacon ennél kisebb inverterek is a vonatkozó érték csökkenésével egyenesen arányosan nő az 1 Wattra jutó költség is. Egy napelem rendszer kiszolgálása érdekében erősen ajánlott a megfelelő teljesítményű inverter alkalmazása, hiszen utóbbi döntően a jó hatásfok előfeltétele.

 

Ár, élettartam, garancia…

A komplett napelemes rendszerünk összköltségnek az inverter ára közel 20-30%-át teszi ki. Amennyivel kisebb a napelemes rendszer, az inverter ára annál nagyobb hányadát fogja jelenteni a teljes költségnek. A gyártók szerint egy komplett napelemes rendszer közel negyedszázadra készül. Mivel a ma hozzáférhető – valamint 5 évre szóló garanciával megvásárolható – napelem inverterek élettartama minden esetben 12-16 év között mozog, egy cserével minden körülmények között számolnunk kell még a legjobb esetben is.

 

Hozzászólás

Az email címet nem jelenítjük meg sehol.