Invertoare pentru panouri fotovoltaice

După cum sa precizat mai sus invertoarele sunt utilizate pentru conversia tensiunii de curent continuu în curent alternativ. Forma tensiunii de ieșire a unui invertor poate fi dreptunghiulară, trapezoidală sau sinusoidală. Invertoarele conectate la rețea au o tensiune de ieșire sinusoidală cu un raport de distorsiune scăzut. Tensiunea de intrare a invertorului depinde de obicei, de puterea invertorului, pentru o putere mică, de aproximativ 100, tensiunea este de 12 până la 48 V. În cazul invertoarelor conectate la rețea, intervalul obișnuit de tensiune de intrare este de la 200 la 400 V sau chiar mai mult.

Invertoarele conectate la rețea pot fi conectate în paralel atunci când sunt necesare puteri mai mari. Pentru sistemele mari sunt disponibile pe piață invertoare trifazate. Invertoarele care conectează un sistem fotovoltaic și rețeaua publică sunt proiectate special, permițând transferuri de energie către și de la rețeaua publică. În funcție de principiul de funcționare, se disting mai multe tipuri diferite de invertoare, cum ar fi invertoarele centrale pentru o gamă largă de puteri de până la 100 kW sau chiar mai mult, invertoare de string și invertoare de module.

Invertoarele centrale sunt utilizate în centralele fotovoltaice mari. Unele invertoare pot fi conectate conform criteriului master-slave, în care invertorul următor pornește numai atunci când este disponibilă suficientă radiație solară sau în cazul unei defecțiuni a invertorului principal. Invertoarele conectate la serii de module sunt utilizate în aplicații cu gamă largă de putere, permițând o funcționare mai fiabilă. Invertoarele de module, uneori denumite și microinvertoare, sunt utilizate în sistemele fotovoltaice de mici dimensiuni. Astfel de soluții sunt aplicabile și la sisteme mai mari, însă, în practică, se utilizează soluții mai ieftine de invertoare centrale sau de invertoare de string. Sunt disponibile invertoare cu design special pentru sistemele off-grid sau hibride. În cele mai multe cazuri, un invertor performant include electronica de reglare a sarcinii, și nu doar invertorul. Invertoarele moderne sunt cele mai sofisticate dispozitive electronice implementate în sistemele fotovoltaice. Pe lângă electronica de înaltă fiabilitate, care trebuie utilizată, trebuie să se acorde mare atenție și protecției împotriva trăsnetului. Invertoarele se bazează pe circuite cu microprocesoare, clasice sau RISC, și pe tranzistori MOS, IGBT sau SiC de putere.

În sistemele fotovoltaice, există o gamă largă de opțiuni pentru invertoare, iar pe lângă modelele on-grid și off-grid, există și un tip hibrid care combină avantajele ambelor soluții. Aceste invertoare hibride sau multi-mode oferă un sistem flexibil de alimentare cu energie, adaptându-se la nevoile tale.

Invertoare On-Grid (Conectate la rețea)

Invertoarele on-grid sunt cele mai comune și sunt conectate direct la rețeaua electrică. Acestea transformă energia produsă de panourile solare în curent alternativ (AC), utilizabil în locuință sau pentru a fi livrat înapoi în rețea, generând venituri din surplusul de energie.

Avantaje:

• Eficiență crescută – Nu necesită baterii, iar costurile de întreținere sunt reduse.
• Alimentare în rețea – Energia suplimentară este returnată în rețea, cu potențial de venituri din compensarea energiei.
• Costuri reduse – Fără necesitatea bateriilor, sistemul este mai ieftin de instalat și întreținut.

Dezavantaje:

• Dependența de rețea – Dacă apare o pană de curent în rețea, și sistemul se oprește pentru siguranța lucrătorilor.
• Permis de conectare – Este necesar un permis pentru conectarea la rețea.

Invertoare Off-Grid (Independente de rețea)

Invertoarele off-grid nu sunt conectate la rețeaua electrică și sunt ideale pentru locații izolate. Energia produsă de panouri este stocată în baterii, iar inverterul transformă energia din aceste baterii în curent alternativ, care poate fi folosit în gospodărie.

Avantaje:

• Independență completă – Nu depinzi de rețea, fiind ideale pentru zonele izolate sau cele cu întreruperi frecvente de curent.
• Flexibilitate – Permite instalarea unui sistem solar complet independent.

Dezavantaje:

• Costuri mai mari – Necesită baterii pentru stocare, ceea ce adaugă un cost suplimentar.
• Capacitate limitată – Bateriile au o capacitate limitată, ce poate restricționa disponibilitatea energiei.

Invertoare Hibride (Multi-Mode)

În plus față de modelele on-grid și off-grid, există și invertoarele hibride sau multi-mode, care combină ambele tipuri de funcționare, oferind o soluție flexibilă și fiabilă.

Cum funcționează un inverter hibrid? Un inverter hibrid are capacitatea de a:

• Se conecta la rețea (mod on-grid): Energia generată de panouri este utilizată pentru consumul propriu, iar surplusul este livrat în rețea.
• Încarcă baterii și le utilizează (mod off-grid): În caz de pană de curent sau atunci când este necesar, energia stocată în baterii poate fi folosită pentru a alimenta gospodăria, similar unui inverter off-grid.
• Comutare automată între moduri: Invertoarele hibride comută automat între modurile on-grid și off-grid, asigurând continuitatea alimentării cu energie.

Avantaje ale invertoarelor hibride:

• Independență și siguranță: Oferă continuitate în alimentarea cu energie chiar și în cazul întreruperilor de curent.
• Optimizarea consumului de energie: Permite stocarea și utilizarea energiei în funcție de necesități, maximizând utilizarea energiei proprii și reducând dependența de rețea.
• Flexibilitate: Se adaptează la diferite condiții și cerințe.
• Posibilitatea de a returna energia în rețea: În cazul în care bateriile sunt încărcate, surplusul de energie poate fi returnat în rețea.

Dezavantaje ale invertoarelor hibride:

• Costuri mai mari: Sunt, de obicei, mai scumpe decât invertoarele on-grid sau off-grid standard.
• Sistem mai complex: Având o structură mai complexă, aceste sisteme pot fi mai greu de instalat și întreținut.

Când să alegi un inverter hibrid?

• Dacă îți dorești continuitate în alimentarea cu energie în caz de pană de curent.
• Dacă vrei să maximizezi consumul propriu de energie și să reduci dependența de rețea.
• Dacă plănuiești să adaugi un sistem de stocare a energiei pe termen lung.
• Dacă locuiești într-o zonă cu întreruperi frecvente de curent sau cu instabilitate a rețelei.

Invertoarele hibride sunt o soluție modernă și eficientă, combinând avantajele celor on-grid și off-grid. Deși costurile inițiale sunt mai mari, acestea pot aduce economii pe termen lung prin optimizarea consumului de energie și asigurarea continuității alimentării cu energie în caz de pană de curent. Alegerea unui inverter hibrid este ideală atunci când dorești flexibilitate și siguranță suplimentară în alimentarea cu energie. Este important să consulți un specialist pentru a alege tipul de inverter cel mai potrivit nevoilor tale și pentru a optimiza proiectul sistemului tău fotovoltaic.