Şebeke Bağımsız İnverterler

20 Ağustos 2009

Güneş enerjisi elektrik sistemlerinde solar fotovoltaik panellerde Doğru Akım (DC) üretilir. Şebekeye bağlantısı olmayan ve akülerden yararlanılan şebeke bağımsız sistemlerde de akülerde DC elektrik enerjisi depolanır. Konutlarda ve işyerlerinde kullandığımız elektriksel cihazlar ise 230 Volt Alternatif Akımla (AC) çalışırlar. Şebekeden bağımsız solar elektrik sistemlerde, akülerde depolanan DC elektrik enerjisini, AC elektriğe dönüştürmek üzere şebeke bağımsız inverterler kullanılır.

Bir şebeke bağımsız inverterin görevi tükettikleri enerji miktarları birbirinden çok farklı olan yükleri beslemektir. Düzensiz bir şekilde elektrik enerjisi tüketen endüstriyel cihazlar, konutlarda kullanılan elektriksel aletler ve hassas elektronik ekipmanlar gibi farklı karakterdeki yüklerin hepsi inverter tarafından beslenebilir.

Bir şebeke bağımsız inverter aşağıdaki gereksinimleri ne kadar yerine getirebiliyorsa o kadar kaliteli sayılır.

• Çıkışındaki alternatif akım sinusoidal yapıda olmalı, gerilimi ve frekansı kararlı stabil olmalıdır.
• Çevrim verimi kısmi yüklerde bile yüksek olmalıdır.
• Buzdolabı gibi motor yüklere sahip cihazların kalkışlarında rastlanan yüksek güçleri karşılama yeteneği yüksek olmalıdır.
• Batarya gerilim dalgalanmalarına karşı toleranslı olmalıdır.
• Otomatik yük denetleme özelliği ile stand – by kayıplarını minimuma indirmelidir.
• Çıkış tarafındaki olası kısa – devre hasarlarına karşı koruma önlemleri olmalıdır.
• Elektromanyetik uyumluluğu (EMI) yüksek olmalıdır.
• Çıkışındaki harmonik bileşenleri düşük olmalıdır.
• Şok gerilim koruması olmalıdır.
• Çift taraflı çalışmalıdır. ( AC’den DC’ye de dönüşüm yapmalı, böylece akülerin jeneratör gibi bir AC kaynakla beslenmesi mümkün olmalıdır).

SMA Sunny Island	Mastervolt Kombi	Studer HPC

İnverterler ürettikleri AC’nin şekline göre 3’e ayrılırlar.

Sinüs Dalga İnverterler

Yukarıda sıralanan gereksinimleri en iyi karşılayan inverter tipidir. PWM (Pulse Width Modulation) modülasyon tekniğini kullanırlar. Hassas elektronik yükleri beslemek için idealdirler. Kare dalga ve modifiye sinüs dalga inverterlerle karşılaştırıldıklarında karmaşık yapılarından dolayı daha pahalıdırlar.

Modifiye Sinüs Dalga İnverterler

Kaliteli bir modifiye sinüs dalga inverter yukarıdaki özelliklerin bir çoğunu karşılayabilir ama hepsini değil. Sinüs dalga inverter için gereken elektronik teknikler olgunlaştıkça üreticiler modifiye sinüs dalga inverter üretimini terk etmektedirler. Ama ülkemizde hala en çok üretilen inverter cinsidir. Eğer güneş enerjisi elektrik sisteminizde modifiye sinüs inverter kullanmak niyetindeyseniz, inverterinizi hassas yüklerinizi ne kadar başarıyla besleyebileceğine dikkat etmeniz gerekir.

Kare Dalga İnverterler

Kare dalga inverterler oldukça yaygın ve ucuzdurlar. Doğru akım 50 Hz frekanslı kare şekillere bölünerek alternatif akıma dönüştürülür ve bir transformatör yardımıyla 230 Volta yükseltilir. Verimleri oldukça düşüktür ve güneş enerjisi solar PV sistemleri için önerilmezler. Hassas yüklere zarar verebilirler.

Şebeke Bağımsız Fotovoltaik Sistemler İçin Uygulama Kriterleri

12 ve 24 Volt DC sistemler büyük çaplı yükleri beslemekte yetersiz kalırlar ve ayrıca bu gerilimleri uzun mesafelere kayıpsız taşımak imkansızdır. Ayrıca kullandığımız elektriksel aletlerin hemen hemen tamamı AC gerilimlerle çalışmak üzere tasarlanmışlardır. Genellikle LED aydınlatma gibi küçük yükleri DC gerilimle beslemek, büyük yüklere de AC gerilim vermek uygundur. Güneş enerjisi panellerinden gelen elektriğin tamamını inverterle AC’ye çevirmek ideal bir çözüm değildir. Küçük yüklerin mümkünse DC olarak inverterden bağımsız beslenmesi, inverterin stand – by konumunda daha uzun kalmasını sağlar. Böylece inverter kayıpları azaltılmış olur. DC ve AC yükleri ayrı ayrı beslemek daha düşük kapasiteli yani daha ucuz bir inverterin seçilmesini sağlar.