Ce sunt invertoarele solare – clasificarea lor

Ce este un invertor solar?
Un invertor solar este una dintre cele mai importante părți ale unui sistem de energie solară. Un invertor solar transformă energia ieșită de la panourile solare într-o formă de energie electrică utilizabilă, pentru a fi utilizată în casă sau la locul de muncă.

Cum funcționează un invertor solar?
Un invertor solar funcționează prin preluarea curentului continuu variabil sau „DC” de la panourile solare și transformându-l în curent alternativ de 120V/240V sau „AC”.
Aparatele din casa dvs. funcționează pe AC, nu DC, motiv pentru care invertorul solar trebuie să modifice ieșirea DC care este colectată de panourile solare.
Pentru a fi puțin mai tehnic, soarele strălucește pe panourile solare (sau pe celulele fotovoltaice (PV)), care sunt formate din straturi semiconductoare de siliciu cristalin sau arseniură de galiu.
Aceste straturi sunt o combinație de straturi pozitive și negative, care sunt conectate printr-o joncțiune. Când soarele strălucește, straturile semiconductoare absorb lumina și trimit energia celulei fotovoltaice.
Această energie circulă și pierde electronii, iar aceștia se mișcă între straturile pozitive și negative, producând un curent electric cunoscut sub numele de curent continuu (DC).
Odată ce această energie este produsă, este fie stocată într-o baterie pentru utilizare ulterioară, fie trimisă direct la un invertor (acest lucru depinde de tipul de sistem pe care îl aveți).

Producția de energie din sistemul solar
Când energia este trimisă la invertor, aceasta este în format DC, dar casa dumneavoastră necesită AC. Invertorul preia energia și o trece printr-un transformator, care apoi trimite o ieșire de curent alternativ.
Invertorul, în esență, „păcălește” transformatorul să creadă că DC este de fapt AC, forțându-l să acționeze într-un mod ca AC – invertorul rulează DC prin două sau mai multe tranzistoare care pornesc și se opresc foarte repede și alimentează două parti diferite ale transformatorului.

Intr-un sistem fotovoltaic pentru uz casnic si nu numai gasim pe langa panourile fotovoltaice si un invertor sau mai multe.
Identificam mai multe invertoare la un sistem atunci cand acestea sunt ori puse in paralel ori in sisteme cu alimentare trifazica, atunci avem 3 puse fiecare pe catre o faza ( R S T ).

Invertoarele solare pot fi clasificate în cinci tipuri mari:

Invertoare OFF-Grid (autonome)

Invertoare OFF-Grid (autonome), utilizate în sisteme izolate în care invertorul își extrage energia DC din bateriile încărcate din sistemul fotovoltaic.
Invertoarele OFF-Grid pot functiona cu sau fara acumulatori(baterii). Daca un invertor are atasat un banc de acumulatori, acesta va fi incarcat in timpul zilei cand panourile fotovoltaice produc energie.
Daca o gospodarie este conenctata la sistemul electric national, acumulatorii se pot incarca si din sistemul national, invertorul avand posibilitatea sa fie setat in aceasta directie.
Bancurile de acumulatori sunt in general de 12V, 24V sau 48V.
În mod normal, invertoarele OFF-Grid(autonome) nu interacționează în niciun fel cu rețeaua de utilități și, ca atare, nu trebuie să aibă protecție anti-insulare.

Invertoare ON-Grid (grid-tie)

Invertoare ON-Grid (grid-tie), care potrivesc faza cu o undă sinusoidală furnizată de utilitate.
Invertoarele conectate la rețea convertesc puterea electrică DC în putere AC potrivită pentru injectarea în rețeaua companiei de utilități electrice.
Invertorul ON-Grid (grid tie) trebuie să se potrivească cu faza rețelei și să mențină tensiunea de ieșire puțin mai mare decât tensiunea rețelei în orice moment.
Un invertor modern de înaltă calitate cu legătură în rețea are un factor de putere unitar fix, ceea ce înseamnă că tensiunea și curentul său de ieșire sunt perfect aliniate, iar unghiul său de fază se află la 1 grad față de rețeaua de curent alternativ.
Invertorul are un computer de bord care detectează forma de undă curentă a rețelei de curent alternativ și emite o tensiune care să corespundă rețelei. Cu toate acestea, furnizarea de energie reactivă a rețelei ar putea fi necesară pentru a menține tensiunea în rețeaua locală în limitele permise.
În caz contrar, într-un segment de rețea cu putere considerabilă din surse regenerabile, nivelurile de tensiune ar putea crește prea mult în perioadele de producție ridicată, adică în jurul prânzului cu panouri solare.
Invertoarele ON-Grid sunt, de asemenea, proiectate pentru a se deconecta rapid de la rețea dacă rețeaua de utilități se defectează.
Aceasta este o cerință care asigură că, în cazul unei întreruperi de curent, invertorul de legătură la rețea se oprește pentru a preveni ca energia pe care o transferă să dăuneze oricăror lucrători de linie care sunt trimiși să repare rețeaua electrică.
Configurat corespunzător, un invertor de legătură la rețea permite unui proprietar de casă să utilizeze un sistem alternativ de generare a energiei, cum ar fi energia solară sau eoliană, fără recablare extinsă și fără baterii.
În cazul în care energia alternativă produsă este insuficientă, deficitul provine din rețeaua electrică.

Invertoare Hibride( inteligente)
Un invertor hibrid inteligent sau un invertor de rețea inteligentă este un invertor de energie solară care se conectează și la stocarea bateriei si la sistemul de utilitati si la un generator.
Invertoarele hibride sunt de obicei utilizate în aplicațiile de energie solară folosind energie regenerabilă pentru consumul casnic, în special pentru instalațiile solare fotovoltaice.
Electricitatea din panouri solare este generată numai în timpul zilei, cu vârf de generare în jurul prânzului.
Generarea fluctuează și este posibil să nu fie sincronizată cu consumul de energie electrică al unei sarcini.
Pentru a depăși acest decalaj între ceea ce se produce și ceea ce se consumă seara, când nu există producție solară de energie electrică, este necesară stocarea energiei pentru o utilizare ulterioară și gestionarea stocării și consumului de energie cu un invertor hibrid inteligent (rețea inteligentă).
Unii văd aceasta ca pe o nouă tehnologie, cu toate acestea, în unele părți ale lumii, aplicarea unor astfel de produse există încă din anii 1990.
Odată cu dezvoltarea sistemelor care includ surse regenerabile de energie și prețuri variabile ale energiei electrice, companiile private și laboratoarele de cercetare au dezvoltat invertoare inteligente pentru sincronizarea producției și consumului de energie.
Invertoarele hibride pot fi utilizate pentru aplicații off-grid sau on-grid. aceastea se pot seta de un inginer sau utilizator foarte simplu.
Pentru aplicațiile în rețea, invertorul poate alege între baterie, energie solară sau rețea/generator electric în mod dinamic pentru rularea sarcinilor locale și trebuie să ia decizii cu privire la momentul în care să încarce bateria.

Microinvertoare
După cum sugerează și numele, microinvertoarele sunt foarte mici (de dimensiunea unei cărți!) și raportul dintre panoul solar și microinvertoarele este de 1:1.
Avantajul unui microinvertor, printre altele, este că optimizează fiecare panou solar individual, ceea ce oferă mai multă energie (mai ales în condiții de umbră).  Acestea nu sunt inca destul de comune in tara noastra.

Invertoare centrale – de uz industrial
Un invertor central este imens și este cel folosit pentru sistemele care necesită sute de kilowați (sau chiar uneori megawați) de volum. Nu sunt pentru uz rezidențial și seamănă cu un dulap metalic mare, fiecare „dulap” fiind capabil să gestioneze aproximativ 500 kW de putere.
Ele sunt, în general, utilizate comercial pentru instalații la scară mare sau pentru fermele solare la scară de utilitate.