Inverters - Αντιστροφείς

Ο μετατροπέας ρεύματος-τάσεως (αντιστροφέας-inverter) βρίσκεται ανάμεσα στο ηλιακό πάνελ και το δημόσιο δίκτυο ρεύματος και βασικές του δραστηριότητες είναι να καθορίζει το σημείο λειτουργίας των πάνελ, να ελέγχει το δίκτυο και να μετατρέπει το συνεχές ρεύμα (DC) που παράγεται από το ηλιακό πάνελ σε εναλλασσόμενο (AC), για να το εισάγει στη συνέχεια στο δημόσιο δίκτυο ρεύματος. Από αυτή ακριβώς τη διαδικασία εξαρτάται και η απόδοση του φωτοβολταϊκού συστήματος.

Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια παράγουν συνεχές ρεύμα, ενώ τα φορτία καταναλώνουν εναλλασσόμενο ρεύμα. Γι’ αυτό, για την μετατροπή της ισχύος στα φωτοβολταϊκά συστήματα χρησιμοποιούνται οι αντιστροφείς (inverters) συνεχούς σε εναλλασσόμενο (DC/AC).

Σκοπός των συστημάτων μετατροπής ισχύος είναι η κατάλληλη ρύθμιση των χαρακτηριστικών του παραγόμενου ρεύματος, ώστε να καταστεί δυνατή η τροφοδοσία των διάφορων καταναλώσεων.

Τα σημαντικότερα κριτήρια για την επιλογή του αντιστροφέα είναι:

* η αξιοπιστία

* η ενεργειακή απόδοση
* οι αρμονικές παραμορφώσεις
* το κόστος και
* η συμβατότητα με τις τεχνικές απαιτήσεις της ΔΕΗ

Σε ένα τυπικό φωτοβολταϊκό σύστημα ο αντιστροφέας ή οι αντιστροφείς τοποθετούνται σε στεγασμένο χώρο σε απόσταση από τα φωτοβολταϊκά πλαίσια.

Η επιλογή και η συνεργασία του αντιστροφέα με τα φωτοβολταϊκά πλαίσια είναι καίριας σημασίας για τη σωστή λειτουργία του συστήματος και για τη μέγιστη δυνατή ετήσια ενεργειακή απόδοση του συστήματος (kWh/έτος).

Τα χαρακτηριστικά των αντιστροφέων που αξίζει να αναφερθούν, είναι:

* το μεγάλο εύρος τάσης εισόδου (200-750V) που τους επιτρέπει συνεργασία με μεγάλη ποικιλία φωτοβολταϊκών πλαισίων

* η άριστη προσαρμογή στις απαιτήσεις της ΔΕΗ

* το ειδικό σύστημα παρακολούθησης του δικτύου της ΔΕΗ για την αξιόπιστη απενεργοποίηση σε περίπτωση διακοπής από τη ΔΕΗ, και

* οι αποδόσεις, μέχρι και 98% για τους αντιστροφείς χωρίς μετασχηματιστή και μέχρι 97% για τους κεντρικούς αντιστροφείς.

Οι μετατροπείς ρεύματος ή τάσεως (inverters) διακρίνονται σε αντιστροφείς με μετασχηματιστή και αντιστροφείς χωρίς μετασχηματιστή.

Οι αντιστροφείς με μετασχηματιστή (Μ/Σ) έχουν καλύτερη γαλβανική απομόνωση και μεγάλο εύρος τιμών θερμοκρασίας (έως τους 50° C), ενώ μειώνεται η έγχυση DC (ο inverter με Μ/Σ δεν έχει καθόλου έκχυση DC). Ένας αντιστροφέας με Μ/Σ έχει χαμηλότερη απόδοση, αλλά προσφέρει μεγαλύτερη ασφάλεια. Επίσης, ο αντιστροφέας με Μ/Σ είναι ίσως πιο βαρύς και πιο δύσκολος στην εγκατάσταση. Ωστόσο, υπάρχουν εταιρείες που παράγουν αντιστροφείς (π.χ. SMA) που διαθέτουν inverters που είναι πιο "μαζεμένοι" σε όγκο και βάρος (π.χ. με High Frequency Μ/Σ).
Το αν ο αντιστροφέας χρειάζεται να έχει Μ/Σ καθορίζεται από τη φωτοβολταϊκή γεννήτρια. Αν, δηλαδή, ο κατασκευαστής χρειάζεται γείωση (π.χ. φωτοβολταϊκά τεχνολογίας thin film) πρέπει να μπει με Μ/Σ. Οι High Frequency έχουν ελάχιστα μειονεκτήματα και σχέση με τους αντιστροφείς χωρίς Μ/Σ (transformerless).

Στις εφαρμογές χωρίς μετασχηματιστή, οι αντιστροφείς/μετατροπείς διαθέτουν όλες τις δυνατότητες για τη χρησιμοποίησή τους με νέες τεχνολογίες (π.χ. την τοπολογία H5), έχοντας παράλληλα χαμηλότερο βάρος.