Az inverter működése

Az inverter a napelemes rendszer szíve és lelke. Nélküle hiába minden erőfeszítés, hiába a sok befektetés, hiába dolgoznak a panelek. Az inverter ugyanis a panelek által megtermelt energiát alakítja át a háztartás számára hasznos energiává. Az inverter működése tehát kulcstényező. Vegyük sorra, mit kell tudni róla!

Hogyan működik a napelem?

A napelempanel működésének célja, hogy a napfény energiáját alakítsa át villamos energiává, vagyis árammá, amit aztán a háztartás is hasznosítani tud. A panelek legfontosabb összetevője valamilyen félvezető; általában kristályos szilícium, ami a nap sugarainak hatására villamos energiát képes létrehozni. Ez a folyamat azzal jár, hogy elektromos tér keletkezik, a létrejött és szabaddá vált elektronok mozogni kezdenek. Így születik meg az elektromosság.

Az, hogy a beeső sugarak mekkora százaléka tud hasznosulni, azt a hatásfok határozza meg. Ezt egy százalékos értékben fejezik ki és a napelemek egyik legfontosabb mutatójaként tartják számon. A legnépszerűbb és leginkább elterjedt panelek általában 19-21%-os hatásfokra képesek, ami a minőségi és megbízható paneleket illeti.

A napelemekből érkező energia egyenáram, ami a cél szempontjából nem megfelelő. Ezt ugyanis nem tudjuk közvetlenül hasznosítani elektromos gépek üzemeltetésére, fűtésre, világításra. Ehhez kell az a váltakozó áram, amit az inverter hoz létre az egyenáramból.

Az inveter működése

Az inverter szerepe tehát abban ragadható meg, hogy a napelem által termelt egyenáram váltakozó árammá alakuljon át és a hálózattal kompatibilis legyen. Az transzformáció eredményeképpen 50 Hz frekvenciájú, 230 V-os feszültségű áram jön létre, ami illeszkedik a hálózathoz.

Az inverter típusai

Az invertereket többféle szempont szerint is csoportosíthatjuk, ezek közül a leggyakoribb az üzem, a fázis szám és a jelalak szerint megkülönböztetés. Nézzük ezeket részletesen!

Inverter típusok az üzem alapján

Alapvetően itt két típusról kell említést tenni: vannak az úgynevezett hálózatba tápláló inverterek és vannak a szigetüzemű rendszer inverterek. Ezt a napelem rendszer fajtája határozza meg, ha a cél az, hogy a rendszer a hálózatról lekapcsolódva, attól függetlenül tudjon működni, akkor a szigetüzemű a jó választás. Fontos azonban megjegyezni, hogy itt számolni kell egy jelentős tétellel, méghozzá az akkumulátorok összegével. Ha viszont az esetleges egyenetlenségeket szeretnék a napelem rendszer tulajdonosai kiegyengetni, és nem akarnak plusz költségeket az akkumulátorok beszerzésével, akkor a hálózatra kapcsolódó inverter a legjobb választás.

A hálózatba tápláló inverter működése tehát azon alapszik, hogy csatlakozik a közműhálózathoz. Mivel a napelem panelek által termelt energia nem egyenletes, ezért ezek a speciális inverterek szenzoraikkal figyelik a hálózati áram változásait és ennek megfelelően küldik a rendszerbe a napelemek által megtermelt és átalakított áramot.

A szigetüzemű napelemes rendszer fontos tartozéka az akkumulátor, ami adott esetben igen költséges tud lenni. Tény, hogy ilyenkor teljesen le lehet kapcsolódni a villamos közművekről, ennek azonban ára van, ami forintban mérendő.

Ebben a konstrukcióban az inverter az akkumulátorokból származó áramot alakítja át, így tehát egy zárt hálózat jön létre. Ebben az esetben fontos megvizsgálni, hogy az üzemeltetett készülékeknek mekkora a teljesítményigénye.

Említést kell még tenni az úgynevezett hibrid inverterekről is, melyek még csak most bontogatják szárnyaikat a piacon. Ezek a szerkezetek az energiát képesek eltárolni bizonyos szinten, ebben hasonlítanak a szigetüzemű inverterekhez, de a központi hálózatra is csatlakoznak. Így, ha beáll egy áramszünet és a központi rendszer lekapcsol, akkor az eltárolt energiát a rendszer hasznosítani tudja.

Inverter típusok fázisszám alapján

A fázisszám szerinti két fő inverter típust különböztetünk meg: létezik egyfázisú inverter és háromfázisú inverter. Régebben 5kW volt a határ, ami alatt egyfázisú, felette pedig kizárólag háromfázisú invertert lehetett telepíteni. Ma már a szigorításoknak köszönhetően a határérték csökkent, 3kW lett. Ami azt jelenti, hogy a 3 kW-os vagy ennél nagyobb napelemes rendszerek működéséhez mindenképpen feltétel a háromfázis megléte és így a háromfázisú inverteré is.

Inverter típusok jelalak alapján

Az inverterek egy harmadik csoportosítási módja, ha jelalak szerint teszünk különbséget. Ezek alapján beszélhetünk trapéz, tisztán szinuszos, módosított szinuszos és négyszög jelalakról. Itt alapvetően fontos, hogy ha valaki szeretne a hálózathoz csatlakozni, akkor kizárólag tisztán szinuszos invertert választhat, mert ez egyezik meg a hálózat jelalakjával. Ellenkező esetben csak szigetüzemű rendszerbe illeszthetők be.

Mekkora inverterre van szükség?

Az inverter méretének helyes megválasztása a hatékony üzemelés szempontjából igen lényeges kérdés. Nem mindegy ugyanis, hogy hány darab és milyen teljesítményű inverterre van szükség. Egy átlagos fogyasztású családi ház esetén legtöbbször elegendő egy jól méretezett szerkezet, de ahol nagyobb az energiaigény, nagyobb a rendszer, ott több inverterre is szükség lehet.

Az inverter kiválasztásánál alapvető kérdés, hogy mekkora teljesítményt kell kiszolgálni. A napelemes panelek típusuktól és az egyéb körülményektől függően képesek egy bizonyos teljesítményre. Ezeket összeadva kapjuk meg a rendszer teljes teljesítményét, vagyis azt, amivel az inverternek el kell majd bánni.

Példának okáért vegyünk egy 5 kW-os napelem rendszert! Ebben az esetben a 390 Wp-es panalek közül 13 darabra van szükség, amelyek így összességében 5,07 kWp-et tudnak. Itt fontos megjegyezni, hogy az inverterek úgy vannak kalibrálva, hogy némi túlterhelést (15-20%-ot) könnyedén elviselnek. Így, bár az inveterek teljesítményét egészre kerekítik, nem kell attól tartani, hogy egy kicsit nagyobb teljesítmény miatt megadja magát.

A megfelelő inverter kiválasztása szaktudást, hozzáértést és tájékozottságot követel. Éppen ezért, ha egy mód van rá, akkor minden esetben érdemes szakértők segítségét kérni. Ők a gépek teljesítménye, az ingatlan, a napelemes rendszer és a körülmények sajátosságai alapján pontosan ki tudják számítani, hogy mire is van szükség.

Hol a helye az inverternek?

Az inverter elhelyezése több módon is lehetséges, arra azonban minden esetben ügyelni kell, hogy a szerkezetet könnyen meg lehessen közelíteni, ha esetleg szerelésre, karbantartásra van szüksége. Szerencsés, ha az inverter függőleges pozícióban áll, ha meg kell dönteni, akkor azt maximum 10%-os szögben lehet.

Olyan hely a legideálisabb az inverter számára, ami se nem túl hideg, se nem túl meleg, és védve van az időjárási tényezőktől, például az esőtől, jégtől, erős napfénytől. E szempontokat figyelembe véve az előszoba, kazánház bizonyul legjobb választásnak.

Az inverter tehát bizonyos értelemben a napelemes rendszer legfontosabb eleme. Nélküle hiába minden erőfeszítés, a megtermelt áram nem tud hasznosulni. Alapvetően határozza meg a napelemes rendszer teljesítményét, ami pedig arra van hatással, hogy a fejlesztésbe befektetett összeg milyen gyorsan térül majd meg. Mivel ilyen fontos szerepe van, így a napelemes rendszer megtervezésénél is gondolni kell rá, a kiválasztására pedig megfelelő figyelmet kell fordítani.