Anhálózaton belüli inverter, más néven grid-tie inverter, a hálózatra kapcsolt fotovoltaikus (PV) rendszerek kulcseleme. Döntő szerepe van abban, hogy a napelemek által termelt egyenáramú (DC) villamos energiát váltóáramú (AC) villamos energiává alakítsa, amelyet a háztartás felhasználhat vagy visszatáplálhat a hálózatba.
Ebben a cikkben mélyebbre merülünk a hálózaton belüli inverterek műszaki vonatkozásaiban, előnyeikben és az off-grid inverterekhez való viszonyulásukban.
Mi az on-grid inverter?
A hálózaton belüli inverter egy olyan elektronikus eszköz, amely a napelemek által termelt egyenáramú áramot váltakozó áramú árammá alakítja, amelyet otthoni készülékek használhatnak, vagy visszatáplálhatnak a hálózatba. Ez a maximális teljesítménypont követés (MPPT) nevű folyamaton keresztül történik, amely érzékeli a napelem kimenetének megfelelő ideális feszültséget és áramot.
A hálózati invertereket úgy tervezték, hogy szinkronizálják az elektromos hálózat váltakozó áramának frekvenciáját és feszültségét. Ez lehetővé teszi számukra, hogy áramot vegyenek a villamosenergia-hálózatból, és pótolják a napelemek által termelt áramhiányt.
A hálózaton belüli inverterek különböző méretűek és típusúak, az egyetlen napelem panel kezelésére alkalmas mikroinverterektől a nagy központi inverterekig, amelyek képesek kezelni a tetőre vagy a földre szerelt napelemsorok által termelt villamos energiát.
Hogyan működik az On-Grid Inverter?
A hálózaton belüli inverter elsődleges funkciója az egyenáramú villamos energia váltóárammá alakítása, amelyet otthoni készülékek használhatnak, vagy visszatáplálhatnak a hálózatba. Ennek érdekében a hálózaton belüli inverterek három lépésből állnak:
1. MPPT vezérlés: A hálózatba kapcsolt inverter folyamatosan figyeli a napelemek feszültségét és áramát, és az MPPT vezérlésnek nevezett technikát alkalmazza a maximális teljesítmény előállításához szükséges ideális feszültség és áram meghatározására.
2. Egyenáram-váltóáram átalakítás: Az optimális feszültség és áramerősség azonosítása után a hálózati inverter a napelemek által termelt egyenáramú villamos energiát váltakozó áramúvá alakítja, amelyet háztartási készülékek használhatnak, vagy visszatáplálhatnak a hálózatba.
3. Hálózati szinkronizálás: A hálózaton belüli invertereket úgy tervezték, hogy szinkronizálják az elektromos hálózat váltakozó áramának frekvenciáját és feszültségét. Ez lehetővé teszi, hogy a napelemek által termelt áramhiányt a hálózatból történő áramfelvétellel pótolja.
Az on-grid inverter használatának előnyei
A hálózatra kapcsolt inverterek számos előnnyel rendelkeznek, amelyek népszerűvé teszik azokat a lakástulajdonosok körében, akik saját maguk termelnek napelemekkel villamos energiát. A hálózati inverter használatának néhány fő előnye:
1. Költségmegtakarítás: A hálózaton belüli inverterek általában olcsóbbak, mint a hálózaton kívüli inverterek, mivel nem igényelnek akkumulátorokat vagy egyéb energiatároló eszközöket.
2. Megnövelt hatásfok: A hálózatba kapcsolt invertereket úgy tervezték, hogy párhuzamosan működjenek az elektromos hálózattal, ami azt jelenti, hogy nagyobb hatásfokkal rendelkeznek, mint a hálózaton kívüli inverterek. Ez kevesebb áramveszteséget eredményez, ami pénzt takaríthat meg a lakástulajdonosoknak a havi villanyszámlájukon.
3. Hálózatmérés: Az Egyesült Államok egyes államai lehetővé teszik a hálózaton belüli inverterekkel rendelkező lakástulajdonosok számára, hogy részt vegyenek a net metering nevű programban. Ez a program lehetővé teszi a lakástulajdonosok számára, hogy a napelemekkel megtermelt többlet villamos energiát visszaadják a hálózatnak, hatékonyan csökkentve vagy megszüntetve havi villanyszámláikat.
4. Könnyű telepítés: Mivel a hálózaton belüli inverterekhez nincs szükség akkumulátorra vagy más energiatároló eszközre, könnyebb és olcsóbb a telepítésük a hálózaton kívüli inverterekhez képest.
Összehasonlítás az off-grid inverterekkel
A hálózaton kívüli invertereket a hálózaton belüli inverterekkel ellentétben úgy tervezték, hogy az egyenáramú elektromosságot váltakozó áramúvá alakítsák, amelyet otthoni készülékek használhatnak, vagy akkumulátorokban tárolhatók későbbi felhasználás céljából. Jellemzően olyan távoli területeken használják őket, ahol nincs hozzáférés az elektromos hálózathoz.
Az egyik fő különbség a kettő között, hogy a hálózaton kívüli inverterekhez akkumulátorokra vagy más energiatárolókra van szükség a napelemek által termelt többletenergia tárolására. Ez növelheti a napelemes rendszer összköltségét.
A hálózaton kívüli inverterek is több karbantartást igényelnek, mivel akkumulátorokra támaszkodnak az áramellátásban, amikor a napelemek nem termelnek áramot. Ezenkívül a hálózaton kívüli rendszerekben használt akkumulátorok élettartama is korlátozott, és rendszeresen cserélni kell őket.
Az on-grid inverterek jelentős szerepet játszanak a hálózatra kapcsolt napelemes rendszerek hatékony működésében. Amint láttuk, a hálózaton belüli inverterek használatának számos előnye van a hálózaton kívüli inverterekkel szemben, beleértve a megnövekedett hatékonyságot, a költségmegtakarítást és az olyan programokban való részvétel lehetőségét, mint a nettó mérés.
Ha azt fontolgatja, hogy napelemeket szerel fel a tetőre, fontos, hogy alaposan értékelje energiaszükségletét, és döntse el, hogy a hálózaton belüli vagy a hálózaton kívüli inverter a legjobb megoldás otthonában. Megfelelő tervezéssel saját maga állíthatja elő tiszta energiáját, és csökkentheti a hagyományos áramforrásoktól való függőségét.