Az inverter jelentése és felhasználási területei

Az inverter olyan elektromos eszköz, mely az egyenáramot váltóárammá alakítja át. Az energiát ehhez a legtöbb esetben akkumulátor vagy napelemek biztosítják.
 

Napelemes rendszereknél az inverter főalkatrész, hiszen az egyenáramot megfelelő feszültségű és frekvenciájú váltóárammá alakítják. A legkorszerűbb inverterek még több feladatot is elláthatnak: pl.optimalizálják az áramtermelést, biztonsági és védelmi funkciókat látnak el, illetve akár adatgyűjtést és távfelügyeletet is végeznek.
 

Az akkumulátorról történő energiafelhasználás pedig akkor jellemző, ha például a villamos hálózattól távol, akksiról kell működtetni egy gépet.
 

Bár háztartásoknál ritkább, de középületeknél és vállalkozásoknál az áramkimaradás esetére telepített akkumulátorok vagy UPS-ek egyenáramát is inverter alakítja át az épület villamos hálózatába.

Az inverter részei

Az inverterek két fő egységből állnak, melyeket DC/DC, illetve DC/AC konverternek neveznek.
 

A DC/DC konverter bemenetére kötik rá az egyenáram forrását, ez transzformátor segítségével 320-400 Voltos egyenáramot állít elő, és eltárolja a kondenzátorában. Közben kezeli a túlfeszültséget és a melegedést is.
 

A DC/AC konverter fő feladata a beszerelt tranzisztorok segítségével az 50 Hz-es frekvenciájú, 230 V-os effektív értékű váltóáram előállítása. A kimeneten adja le a háztartási eszközök számára is felhasználható feszültséget.

Az otthonokban az inverterek két fő területen jelennek meg. Az első a már említett napelemes rendszer, a másik pedig a modern klímaberendezések.

Az inverteres klímák a fűtéshez és hűtéshez használják fel ezt a részegységet, ahol a bejövő, kis frekvenciájú váltóáramot az inverter egyenárammá alakítja át, második lépésben pedig következik a váltóárammá való visszaalakítás. Ezek a hűtő-fűtő egységek nagy népszerűségre tettek szert napjainkban, mivel sokkal egyszerűbbekké váltak.
 

A napelemes rendszer az áramátalakításhoz használja fel az invertert. A napelemek alacsony feszültségű egyenáramot alakítanak ki ez nem megfelelő a háztartási gépeknek vagy berendezéseknek. Az inverter megnöveli a feszültséget és váltóárammá alakítja át az energiát, így az már közvetlenül elfogyasztható. Ha az adott napelemes hálózat a felesleges áramot visszatáplálja a közműhálózatba, akkor szintén ennek az eszköznek a feladata, hogy a hálózat aktuális állapotának megfelelő áramot állítson elő.
 

Az inverterek más helyeken is kulcsfontosságúak, a szünetmentes tápegységek vagy UPS-ek sem működhetnének nélkülük. Ezek főleg ipari vagy intézményi felhasználásra készülnek. A fő feladatuk, hogy áramkimaradás esetén addig biztosítsák az energiát, míg a lassabb generátorok be nem indulnak. A nagyméretű akkumulátorok egyenáramát ilyenkor is inverterek alakítják át váltóárammá.

A napelemes rendszerekben különféle típusú inverterek használhatók fel. Ezek kiválasztása függ a megvalósítás típusától, az igényektől és az anyagi lehetőségektől is.
 

Standard string inverter

A standard string inverter angol kifejezés a több sorosan kötött napelem, füzér mellé elhelyezett invertert jelenti. Ez az egyik leggyakrabban használt típus, mely közvetlenül a napelemből érkező egyenáramot alakítja át, és küldi tovább váltóáramként a hálózatba.
 

Előnyei:

●       nagyon sok modell létezik belőle a piacon, így mindenféle található a beépítéshez

●       az egyik legmegbízhatóbb és kiforrottabb rendszer

●       magasfokú hatékonyság, olcsón

●       lehetővé teszi a távmonitoringot

Hátrányai:

●       önállóan nem építhető be mellé akkumulátor, szükséges hozzá egy akkumulátor inverter is

●       az MPPT (munkapont követő rendszer) nem érhető el panel-szinten

●       nem támogatja a napelem elemenkénti monitorozását
 

Micro inverter

A mikro inverter sokkal kisebb, mint az átlagos inverter. Utóbbi jellemzően 1,5 és 5 kW teljesítménnyel üzemel, míg mikro kivitel általában 200-250 W-os.

A napelemes rendszernél a mikro invertereket a napelem panelek mögé kötik be, és mindegyik egy-egy részegységért felelős. Ezzel elkerülhető, hogy egy központi, nagyobb inverterre legyen szükség.

Előnyei:

●       mivel minden napelem önállóan szabályozható, így egyetlen panel teljesítménye nem rontja le az egész rendszerét

●       támogatja panelszintű MPPT-t

●       elérhető a napelem panelszintű monitorozása

●       alacsony feszültség, biztonságosabb

Hátrányai:

●       ugyanakkora rendszernél sokkal drágább a sok kis mikro inverter felhasználása

●       bonyolultabb felszerelés

●       magasabb karbantartási költség a több egység miatt

Battery inverter

A battery inverter az akkumulátor mellé bekötött inverter, és feladata a tárolóegységbe juttatni, illetve onnan kivenni az energiát. Gyakran használják együtt a füzérrendszerű napelemeknél beszerelt inverterrel.

Előnyei:

●       régóta használt típus, így megbízható és tartós

●       könnyen beszerelhető már létező napelemes rendszerekbe

Hátrányai:

●       utólagos beszerelését gyakran engedélyeztetni kell

●       már meglévő rendszerbe kötve drágább megoldást jelent, mint egy hibrid inverter felhasználása az első telepítés során

Hybrid inverter

A hibrid inverter a stringek mellé bekötött általános célú inverter és az akkumulátor inverter keresztezése. Nemcsak a napelemből érkező egyenáramot tudja váltóárammá alakítani, hanem felelős az akkumulátor betáplálásáért és az abból történő áramkivételért.

Előnyei:

●       olcsóbb és egyszerűbb megoldás, mint egy-egy általános célú és akkumulátor inverter együttes bekötése

●       akkumulátor nélkül is beszerelhető, így annak megvásárlása ráér később is

Hátrányai:

●       mivel kettős feladata van, ezért kevésbé lehet hatékony, mint a két fentebb említett inverter együttese

Grid-tie inverter

A rácskötés-inverter a közüzemi hálózathoz csatlakozik és összeköti azt az alternatív egységekkel, pl. a szolár panellel (de beköthető hidro- vagy szélüzemű rendszerekbe is). Átalakítja és azonnal továbbítja az energiát az otthoni hálózatra.

Az invertert úgy kell méretezni, hogy az illeszkedjen a napelem teljesítményéhez. Az ajánlás az, hogy az inverter AC oldali feszültsége 80-120% között legyen a napelem DC oldali feszültségének. Ha ez nem megfelelően történik, akkor napsütéses időben, amikor a panelek sok energiát termelnek, az inverter esetlegesen nem tudja a teljes energiát átvenni, és annak egy része elveszik.

Az inverter elhelyezéséhez a legmegfelelőbb az olyan helyiség, mely védett a nedvességtől és megfelelően hűvös. A túl magas külső hőmérséklet hatására az eszköz túlmelegedhet, és nem működik optimálisan, illetve élettartama csökkenthet. A tűző napsütéstől akkor is védeni kell, ha zárt helyen található.

A kiépítés során figyelni kell a hatályos jogszabályokra. Ha az inverter az előírásnál távolabb található a napelemtől, akkor a rendszerbe kell építeni a lekapcsolásért felelős kézi kapcsolót, mely további költséggel és munkával jár.

Ezeknek a javaslatoknak a betartása nagyon fontos, mert az inverter korai meghibásodása jelentős költséget jelent. A megfelelő üzemeltetéssel viszont meghosszabbítható az élettartama, így akár évekkel is kitolható a csere időpontja.