Diferența dintre invertoarele pentru sisteme fotovoltaice

Probabil ai în vedere opțiunea de a instala un sistem fotovoltaic și este important să știi că pe langă panouri acesta mai conține alte elemente importante care asigură buna funcționalitate a sitemului. Una din piesele care are un rol vital în acest sens, este invertorul.  

Un invertor transformă energia produsă de modulele fotovoltaice, din curent continuu în curent alternativ care este folosit în rețelele de distribuție, precum și de consumatorii dintr-un imobil. Acesta mai are rolul de a asigura buna funcționare a sistemului, stabilizând curentul alternativ, având funcții de monitorizare și diagnosticare și conținând elemente de protecție. 

În continuare vei afla care este diferența dintre invertoarele folosite în industria energiei fotovoltaice, abordând mai multe aspecte relevante.

1. Diferența dintre invertoare conform nivelului de putere

Pentru a fi eficient, un sistem fotovoltaic trebuie să producă energia necesară locuinței tale. Un instalator autorizat ANRE va determina numărul de panouri necesar pentru a atinge această putere. Ulterior, panourile vor fi conectate la un invertor cu o putere similară sau ușor mai mare decât cea produsă de panouri.

De exemplu, dacă un sistem va avea puterea de 4 kW, atunci se poate instala un invertor de 5 Kw. Sau dacă va avea puterea de 7,3 kW, atunci va fi instalat unul de 8 kW. Prin urmare, diferența dintre invertoare e dată de puterea pe care trebuie să o aibe panourile pentru a fi eficiente.

Branșamentul electric al locuinței trebuie, de asemenea, să fie adaptat pentru a suporta puterea nominală a instalației. Desigur, pentru a obține o imagine clară a capacității necesare, este esențial să consulți unu specialist certificat. Dar un calcul foarte simplificat îți poate forma o idee despre cam ce putere va trebui să aibă un racord la rețeaua principală de distribuție, iar dacă ai nevoie de mai multe informații poți accesa atricolul nostru care explică ce este un branșament electric.  

Pentru un racord monofazat la o tensiune de 230 V, un sistem de 5 kW va avea un curent de aproximativ:

Astfel, racordul la rețea monofazat este recomandat să suporte cel puțin 21,7 A, plus un mic factor de siguranță. Dacă avem o protecție (siguranță) de 25 A sau 32 A, aceasta ar trebui să fie potrivită pentru a suporta sistemul.

Pentru un racord trifazat, puterea se distribuie pe cele trei faze. Dacă presupunem că distribuția este echilibrată, fiecare fază va suporta aproximativ o treime din putere. Deci, la o tensiune de 400 V (tensiunea dintre două faze), curentul pe fiecare fază va fi:

Așadar, un racord trifazat care poate suporta cel puțin 7,2 A pe fiecare fază, plus un mic factor de siguranță, va fi adecvat pentru un sistem de 5 kW.

2. Diferența dintre invertoare conform caracteristicilor de ieșire

Invertoarele se diferențiază și prin tipul de undă pe care îl produc: sinusoidală pură sau modificată. Aceste unde exprimă variația cantității de curent electric în timp.

Expresia ”distribuție echilibrată” folosită mai sus se referă la unda sinusoidală pură. Acesta arată o variație ca o curba netedă și fluidă, care oscilează regulat deasupra și sub linia de bază. Invertoarele cu acest tip de undă, pot alimenta orice fel de dispozitiv indiferent de sensibilitatea acestuia, precum dispozitivele medicale de precizie. Aceste tipuri de invertoare sunt preferate în industria fotovoltaică.

Unda sinusoidală modificată arată o variație în trepte, ca o înșiruire de linii orizontale, negative sau pozitive, legate de tranziții verticale abrupte. Invertoarele cu acest tip de undă pot alimenta doar anumite tipuri de aparate precum laptopuri sau televizoare. Aceste tipuri de invertoare folosite în domeniul fotovoltaic reprezintă o sursă mai economică. 

3. Diferența dintre invertoare conform modului de încărcare

În funcție de conexiunea la rețeaua de distribuție a locuinței tale, diferența dintre invertoare se explică prin modul în care acestea alimentează consumatorii. Ele pot fi monofazate sau trifazate. Un invertor monofazat este potrivit pentru majoritatea locuințelor, în timp ce un invertor trifazat este mai potrivit pentru aplicații industriale sau pentru sarcini mari.

Invertoarele monofazate sunt conectate la un branșament cu o singură fază, format dintr-un conductor activ și unul neutru. Acest tip de racord la rețea este folosit pe scară largă pentru locuințe, având o tensiune de 230 V.

Puterea unui invertor monofazat poate fi de până la 6 kW sau de până la 10 kW dacă se folosesc două invertoare înseriate.

Invertoarele trifazate sunt conectate la un branșament cu trei faze, format din trei conductori activi și unul neutru. Având o tensiune de 400 V între faze și 230 V între o fază și neutru. Este folosit mai ales de companii pentru a alimenta motoare electrice, echipamente industriale și alte sarcini mari.

Puterea unui invertor trifazat nu este limitată, înserierea acestora poate pleca de la 3 kW, cu excepția celor hibride care sunt limitate la 10 kW. Motivul limitării este datorat faptului că un sistem hibrid trifazat va funcționa pe o singură fază în timpul întreruperii de curent. 

Un rol esențial în momentul în care are loc o întrerupere de curent îl are modulul de siguranță, cunoscut și sub denumirea de Backup Box, care va transmite curentul de la panouri sau baterii doar către consumatorii critici, care sunt legați la aceeași fază. Se creează astfel o insularizare a sistemului, adică o detașare de la rețeaua electrică căzută, pentru a evita injectarea curentului în rețea și a pune în pericol angajații companiei de distribuție care fac reparații în acel moment. Deconectarea automată este obligatorie conform normelor impuse, pentru toate tipurile de sisteme conectate la rețea.

4. Diferența dintre invertoare conform tipului de sistem

Deși multe invertoare noi sunt capabile să gestioneze orice tip de sistem, prin echiparea pe care o au, le poți totuși diferenția astfel: invertoare care sunt compatibile cu stocarea în baterii, battery ready, sau invertoare fără compatibilitate.

Invertoarele battery ready se potrivesc oricărui tip de sistem Off-Grid sau Hibrid și pot fi instalate și pe un sistem On-Grid care ulterior poate fi transformat în Hibrid. Însă trebuie menționat, explicând în același timp ceea ce spuneam mai sus despre limitarea la 10 kW, că în România un sistem monofazat On-Grid și Hibrid, și de asemenea un sistem trifazat Hibrid nu pot depăși conform reglementărilor în vigoare limita de 10 kW. Aceste reglementări sunt impuse în mare parte din rațiuni de stabilitate a rețelei, securitate și planificare extinderi.

Invertoarele specifice doar sistemelor On-Grid, fără capabilitate de stocare, pot fi folosite fără limitare de putere deoarece depind de rețeaua electrică și dispun de oprire automată în cazul în care se produce o cadere de tensiune. 

Componentele unui invertor Huawei battery ready monofazat

În imaginea de mai sus este prezentată, conform fișei tehnice publicate de producător, principalele componente din care este format un invertor compatibil cu baterii.

• PV1 / PV2 sunt exemplificate ca fiind conexiunile a două stringuri formate din panouri
• DC Switch este comutatorul de deschidere sau întrerupere curent continuu venit de la panouri
• DC SPD este un dispozitiv de protecție împotriva supratensiunilor în curent continuu
• Imput / Output EMI Filter sunt dispozitive concepute pentru a reduce sau elimina interferențele electromagnetice dintr-un circuit electronic, ajutând la protejarea echipamentelor sensibile și la menținerea performanței acestora.
• MPPT1 / MPPT2 sunt regulatore de încărcare utilizate pentru a regla tensiunea și curentul de intrare ale panourilor astfel încât sistemul să funcționeze la punctul de putere maxim în orice moment
• Battery este de fapt reprezentarea punctului de conexiune al invertorului cu o baterie
• DC / AC Converter este dispozitivul care transformă curentul continuu în curent alternativ
• Output Isolation Relay este un dispozitiv care se folosește pentru a separa sau izola circuitele electrice. Întrerupe sau conectează un circuit, atunci când este activat, izolând astfel echipamentele sau componentele de sursa de alimentare
• AC SPD este un dispozitiv care lucrează prin conexiune la înpământare, special conceput pentru a proteja echipamentele electrice împotriva supratensiunilor temporare prin intrerupere sau deviere
• L / N este conexiunea monofazată la branșament, L fiind conductorul activ și N cel neutru. La trifazat schema este L1 / L2/ L3/ N
• PE este conductorul de împământare.

Conform tuturor celor documentate mai sus, poți ajunge la concluzia că diferența dintre invertoare este dată în principal de puterea pe care acestea o pot procesa și de tipul de racord la rețea pentru care sunt fabricate. O altă caracteristică de diferențiere a invertoarelor este reprezentată de posibilitatea de a fi sau nu conectate la baterii. Alegerea unui invertor potrivit ține de experiența unui instalator certificat ANRE, pentru a beneficia de un sistem durabil, care să funcționeze optim.