Napelemes rendszer nincs inverter nélkül. A következőkben röviden bemutatjuk, miért. Körbejárjuk, mi egyáltalán az inverter, hogy működik, milyen típusai vannak, mire kell figyelni kiválasztásakor és mit kell tudni az elhelyezéséről.
Mi az inverter?
Az inverter a napelemes rendszer fontos, egyszerre több szerepet is betöltő, központi eleme. Legfontosabb funkciója a napelemek által megtermelt alacsony feszültségű egyenáram átalakítása az elektromos eszközök működtetésére alkalmas, magasabb feszültségű váltakozó árammá. Az egyenáram enélkül nem táplálható be az elektromos hálózatba sem. Azaz, inverterre a közüzemi hálózathoz csatlakozó és a szigetüzemű rendszerek esetében is szükség van.
A korszerű napelemes inverterek emellett azonban további funkcióikkal is bírnak. Így például felügyelik, szabályozzák és optimalizálják is az áramtermelést, biztosítják a rendszer biztonságos működését, valamint a termelési adatok gyűjtését és kommunikációját is.
Hogyan működik az inverter?
Az inverter automatikusan működik, folyamatosan üzemkész állapotban felügyeli és vezérli a napelemek feszültségét és a rendszer működését, de hálózathoz csatlakozó rendszer esetében a közüzemi hálózat feszültségét és frekvenciáját is.
Amint kellő mértékű sugárzás éri a napelemeket és kellő feszültség indukálódik bennük, az inverter a szükséges feszültségű, frekvenciájú és jelalakú váltóárammá alakítja a napelemek felől érkező egyenáramot, majd továbbítja azt az épület elektromos hálózata és/vagy a közüzemi hálózat felé. Utóbbi esetben az inverter szinkronizálja is a közüzemi hálózattal az abba betáplált a villamos áramot, így biztosítva, hogy a hálózati és az abba általunk betáplált áram megegyező fázishelyzetű, feszültségű, frekvenciájú és jelalakú legyen (Magyarországon ez 230 Volt feszültséget, 50 Herz-es frekvenciát és szinuszos jelalakot jelent).
Eközben az inverter folyamatosan gyűjti és tárolja a termelési adatokat. Nem csupán megjeleníti őket kijelzőjén, de ezek akár ki is nyerhetőek belőle – beépített hálózati vagy wifi kapcsolat esetén akár távolról, okos eszközök használatával is. Ez különösen akkor praktikus, ha az inverter nehezebben megközelíthető helyen van felszerelve, például a tetőn vagy zárt padlástérben. Távkapcsolat megléte esetén az inverter a rendszer felett távfelügyeleti lehetőséget is biztosít.
A korszerű inverterek emellett optimalizálják is a termelést, biztosítva, hogy napelemek mindig a lehető legnagyobb teljesítményű energiát adják le. Például meg tudják oldani, hogy az árnyékolás miatt átmenetileg kisebb teljesítményű napelemek termelése felfüggesztésre kerüljön. Így a többi napelem termelése nem alkalmazkodik ezekhez, a rendszer összességében több áramot tud termelni.
Mitől biztonságos az inverterek működése?
Az inverter folyamatosan felügyeli a rendszer és a hálózat működését is, rendellenesség esetén azonnal leválasztja a rendszert és megszakítja a hálózatba való betáplálást. Áramszünet esetén különösen fontos ez, mivel így elkerülhető, hogy a hálózati hiba elhárítóit áramütés érje.
De az inverternek emellett biztosítania kell azt is például, hogy ne melegedjen túl. Ebben az esetben ugyanis csökkenne teljesítménye. Sőt, kritikus mértékű túlmelegedés esetén akár a készülék és a hozzá csatlakozó kábelek, szerelvények is károsodhatnának, rosszabb esetben pedig akár ki is gyulladhatna. Ennek érdekében az inverterek megfelelő hűtőegységekkel és –nyílásokkal, de egyes típusok teljesítménycsökkentő modullal is rendelkeznek. Ez kritikus esetben olyan mértékben csökkenti teljesítményüket, hogy a készülék ne lépje túl a megengedett hőmérsékletet.
Milyen napelemes inverterek vannak?
Nézzük meg, hogy milyen típusai vannak a napelemes invertereknek!
Szigetüzemű, hálózatra csatlakozó és hibrid inverterek
Üzemmód szempontjából szigetüzemhez alkalmas akkumulátor-, hálózatra csatlakozó és hibrid inverterek léteznek.
Szigetüzem esetén az inverternek a napelemek felől érkező egyenáramot kell az akkumulátorba töltenie, majd használati igény esetén közvetíteni és átalakítani a háztartási hálózat és eszközök számára. A közüzemi hálózathoz csatlakozó rendszer esetében nincs akkumulátor, az inverter a napelemek felől közvetlenül érkező áramot alakítja át a közüzemi hálózatba való betáplálás számára. A szigetüzemre alkalmas invertereknek nem, a hálózatra csatlakozó rendszerek invertereinek azonban eleget kell tennie a hálózatüzemeltető fentebb már említett elvárásainak. Mivel azonban utóbbi esetében nincs beépített akkumulátor, áramszünet esetén – hiszen ekkor a rendszer lekapcsol és termelés sincs – napelemek ide vagy oda, a háztartás villamos energia nélkül marad.
A hibrid inverterek ezt a problémát hidalják át azzal, hogy a napelemből érkező egyenáram váltóárammá alakítása mellett akkumulátor töltéséért és az azokból való energia kinyerésért is felelősek.
Egy- és háromfázisú inverterek
A közüzemi villamosenergia hálózathoz csatlakozó rendszerek esetében figyelembe kell venni a hálózati csatlakozás típusát: amennyiben egyfázisú, akkor csak egyfázisú inverter csatlakoztatható. Háromfázisú csatlakozás esetén vagy háromfázisú inverter, vagy fázisonként egy-egy egyfázisú inverter csatlakoztatható (összességében azonban ez költségesebb).
A fázisszámnak a rendszer méretezéséhez is köze van: az egyfázisú inverterek kisebb (~5 kW alatti), a háromfázisúak pedig nagyobb (~5 kW feletti) teljesítményű rendszerek működtetésére valók. Ez megint csak az adott épület/háztartás energia igényével függ össze: átlagos villamosenergia fogyasztás esetén a csalatkozás jellemzően egyfázisú (a háztartások többsége ilyen), háromfázisú csatlakozásra csak nagyobb fogyasztás (pl. elektromos fűtés, szauna, gépek működtetése) esetén van szükség.
Transzformátoros és transzformátor nélküli inverterek
Az inverterek választékát böngészve óhatatlanul belebotlunk a „transzformátoros”, de egyre inkább a „transzformátor nélküli” jelzőbe. Korábban az inverterek jellemzően mind transzformátoros kivitelben készültek – ezekben ugyanis a DC bemeneti feszültséget DC/AC transzformátor szinkronizálta össze a hálózati AC feszültséggel. Ezekre azonban csak a vékony rétegű napelemeknél van szükség, a mono- és polikristályos napelemeknél nem.
Ezért újabban, az ilyen napelemek nagyobb arányú elterjedésével párhuzamosan egyre elterjedtebbek a transzformátor nélküli inverterek, amelyekben a feszültség szinkronizálást tekercsekkel és kondenzátorokkal oldják meg. A transzformátor nélküli inverterek ára alacsonyabb, valamelyest jobb a hatásfoka (96-98% a 95-96%-kal szemben) és kisebb a súlya is.
Mikro inverter
A mikro inverter egy-egy napelemből származó egyenáram átalakítására és közvetítésére alkalmas, teljesítménye ennek megfelelően jóval kisebb (200-250 W-os). Gyakran arra használják, hogy egy-egy napelem mögé bekötve több mikro inverterrel kiváltsák a nagyobb kapacitású központi invertert, aminek az előnye az, hogy az egyes napelemek önállóan is szabályozhatóak és monitorozhatóak.
Így válasszon invertert!
A következőkben mutatunk néhány fontos dolgot, amit mérlegelni kell a megfelelő inverter kiválasztásakor.
Méret – nem csak a napelemek, az inverter kapacitása is számít!
Az inverter kiválasztásakor mindenekelőtt a napelemes rendszer teljesítményét kell figyelembe venni, amit az egyes panelek teljesítményének összege határoz meg (például 10 db 300 Wp teljesítményű panelből álló rendszer névleges teljesítménye 3 kWp). Kisebb háztartási méretű erőművek esetében jellemzően egy invertert alkalmaznak, többre csak nagyobb rendszereknél van szükség.
Az inverter kiválasztásakor fontos szempont, hogy az inverter névleges kimeneti váltóáram (AC) teljesítménye a napelemek felől érkező egyenáram (DC) névleges teljesítményének (PPV) 80 és 120%-a közé essen. Nagyobb kapacitású – és ezért drágább – invertert csak akkor érdemes választani, ha tudjuk, a közeljövőben bővítjük a rendszert (ekkor viszont meg tudjuk spórolni az újbóli engedélyeztetés és telepítés költségét). Kisebb kapacitású inverternél azonban előfordulhat, a készülék a termelési csúcsidőszakokban nem tudja átvenni a napelemek által megtermelt energia teljes mennyiségét, azaz nem tudjuk kihasználni a rendszer teljesítményét.
Bármilyen inverter használható? Nem!
A közüzemi hálózathoz csatlakozó napelemes rendszerek esetében csak a területileg illetékes szolgáltató (DÉMÁSZ, ELMŰ-ÉMÁSZ, E.ON) által elfogadott invertert lehet használni. Enélkül a rendszert a szolgáltató nem engedélyezi. A jóváhagyott inverter típusok listája elérhető a szolgáltatatók honlapján.
Egy- vagy háromfázisú csatlakozású legyen az inverter?
Ezt a kérdéskört kicsit fentebb már érintettük; a kérdést alapvetően az dönti el, háztartásunk egy- vagy háromfázisú hálózati kapcsolattal rendelkezik, ez határozza ugyanis meg a választandó inverter típusát is.
Hol van az inverter helye?
Az invertereket jellemzően úgy tervezik, hogy kül- és beltérben is elhelyezhetőek legyenek, a hőmérséklet és a páratartalom vonatkozásában is széles tartományt bírjanak. Mégis, érdemes elhelyezésüknél kellő körültekintéssel kell eljárni, mert a negatív hatások élettartamukat és a rendszer működését, teljesítményét is rontják.
Általános szabály, hogy az inverter csak megfelelően szilárd, függőleges síkú falra szerelhető, és kerülni kell, hogy zárt szekrénybe kerüljön (ilyen esetben biztosítani kell a megfelelő szellőzést és hőelvezetést), illetve biztosítani szükséges, hogy a hűtést szolgáló levegő nyílásai szabadon maradjanak, ne legyen körbe építve és közvetlen közelében ne legyen más hőt leadó eszköz.
Kültéren, bár jellemzően kellően szigeteltek, mégis érdemes őket úgy elhelyezni, hogy lehetőleg ne érje őket se eső, se hó, se közvetlen napsugárzás.
Beltéren pedig kerülendő, hogy olyan helyiségbe kerüljenek, ahol vegyszereket, savakat, sókat használnak vagy tárolnak (ezek párolgó gőzei károsak a készülék számára) vagy amelyek porosak (különösen, ha ott vezetőképes fém részecskék is előfordulhatnak – a barkácsműhely is kerülendő tehát).
A szerelhetőség és hozzáférhetőség kedvéért érdemes könnyen megközelíthető helyre telepíteni, de úgy, hogy kisgyermekek és illetéktelenek ne tudjanak hozzáférni. Szintén hasznos, ha ez valamilyen félreeső hely/helyiség, ahol nem veszélyezteti például labdajáték.
Végül, az inverter működése nem teljesen zajmentes, ezért nem érdemes sem lakótérbe, sem olyan helyre helyezni, ahol zavaró lehet akár saját magunk, akár például szomszédaink számára.
Mennyibe kerül egy inverter, milyen hosszú az élettartama?
A napelemes rendszer egyik legköltségesebb része az inverter. Átlagosan a teljes költség 20-25%-ába kerül, de minél kisebb a rendszer, ez az arány annál nagyobb. Ára ugyanis elsődlegesen az inverter kapacitásától függ, aminek illeszkednie kell a rendszer méretéhez. 1kW-os invertert 120-150 ezer forintért is kapni már, az 50kW-os ára már 1,5-2 millió forint körüli. Az át természetesen függ a márkától (pl. Froinus, Huawei, SMA, SolarEdge) és típustól is – mindkét vonatkozásban széles választékkal találkozunk.
Az inverterek élettartama jellemzően rövidebb a napelemekénél. Bár a tapasztalatok megoszlanak és vannak jobban teljesítő darabok, érdemes azonban arra számítani, hogy 10-15 évente cserélni kell őket. Árulkodó lehet ebben a vonatkozásban, hogy a gyártók mekkora garanciát vállalnak: ma ez jellemzően 5 év, amit ugyanakkor sok esetben meg is lehet hosszabbítani.
Általános jó tanács
Az inverterek kiválasztása esetében is kérjük ki egy megbízható szakember, vállalkozás tanácsát, ne menjünk egyedül a saját fejünk után!
Gyakran Ismételt Kérdések
Az „inverter” szó az áram átalakítására vonatkozik: az ilyen készülék elsősorban a napelemek által megtermelt egyenáram váltóárammá való átalakítását végzi.
Az inverterek a napelemes rendszerekben a napelemek és a villamos hálózat közötti összekötő szerepet töltik be. Legfontosabb feladataik: a napelemek által megtermelt egyenáram átalakítása váltóárammá, a biztonságos és automatikus üzemelés biztosítása, a működéssel kapcsolatos információk megjelenítése és továbbítása (adatkommunikáció).
Üzemmód szerint megkülönböztetünk szigetüzemhez és hálózathoz kapcsolódó rendszerhez alkalmas, valamint a kettőt ötvöző hibrid invertereket, a hálózati kapcsolat vonatkozásában egy- és háromfázisú invertereket, valamint az egyes napelem táblákhoz csatlakoztató mikro invertereket.
