Güneş enerjisi sistemleri ayrıca güneş panelleri tarafından üretilen doğru akımı alternatif akıma dönüştürmek için invertörler tarafından desteklenir. Güneş enerjisi sistemleri, şebekeyle bağlantılı veya şebeke olmadan verimli bir şekilde çalışmak için bir güneş invertörüne ihtiyaç duyar. Bugün şebeke bağlantılı invertör, fiyatı ve şebekeye bağlama yolları hakkında bilgi edineceğiz. Ancak ondan önce şebeke bağlantılı invertörün çalışma prensibiyle başlayacağız.
Şebeke Bağlantılı İnverter nedir ve işlevi nedir?
Güneş paneli sistemleri tarafından güneş enerjisinden yararlanmak için kullanılan elektronik bir bileşendir . Şebekeye bağlı invertör (GTI), güneş panelleri tarafından üretilen doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştürmek için güneş panellerine bağlanır. Şebeke sistemi pilsiz çalışır ve şebekeye bağlı invertörler güneş panelleri, rüzgar türbinleri ve hidroelektrik santralleri için kullanılabilir.
Şebeke bağlantılı invertörler, yerel elektrik jeneratörleri için yaygın olarak kullanılan 60Hz-50Hz arasındaki güç şebekesi frekansı için akımı uygun şekilde dönüştürebilir. Bir GTI, şebekeyle senkronize AC'ye dönüştürmek için bir güneş paneli dizisinden değişken düzenlenmemiş bir voltaj alır. Ancak şebeke kesildiğinde bir GTI, güç hatlarına elektrik beslemesini otomatik olarak durdurmalıdır.
Şebeke Bağlantılı İnverter Çalışma Prensibi Nedir?
Şebekeye bağlı bir invertörün çalışma prensibini öğrenmeden önce, devresini anlamanız gerekir . Devrenin bileşenleri kapasitörler (C), diyotlar (D), indüktörler (L), transformatörler (T) ve MOSFET'lerdir (Q) . Tüm süreç üç dönüşüm adımına ayrılmıştır. Şebekeye bağlı bir invertör, frekansını, genliğini ve dalgasını şebeke ile senkronize etmeli ve yüke sinüs dalgası akımı beslemelidir.
Not: Şebekeye bağlı invertör, çıkış voltajı şebeke voltajından yüksekse aşırı yüklenir. Daha düşükse, şebeke voltajı beslemek yerine emme işlemi yapabilir.
1st sahne
Bu noktada, doğru akım (DC) girişi 60 Hz alternatif akıma (AC) dönüştürülür. Giriş voltajı başlangıçta C2 (kondansatör), Q1 (MOSFET), L1 (indüktör) ve D1 (diyot) ile oluşturulan bir yükseltici dönüştürücü tarafından yükseltilir. 50V'tan daha yüksek bir fotovoltaik dizi için giriş doğru akım hatlarından biri topraklanmalıdır. Teorik olarak, iki hattan herhangi biri, genellikle negatif olanı, toprağa bağlanabilir.
Şebeke ile etkileşimli konfigürasyonlarda, doğru akım girişinin toprağa iletim yolu olması durumunda, alternatif akım çıkış iletkenleri doğru akımdan izole edilmelidir.
2inci aşama
Elde edilen alternatif akım daha sonra düşük frekanslı bir yükseltici transformatör tarafından gerekli seviyeye dönüştürülür. Bu, temelde bir H köprüsü olan, izolasyon dönüştürücülü, darbe genişliği modülasyonlu bir DC-DC dönüştürücü aşamasıdır. Bu aşama C3 (kondansatör), Q2-Q5 (MOSFET), T1 (transformatör), L2 (indüktör) ve D2-D5 (diyot) bileşenlerinden oluşur. 1000 watt'tan daha düşük güç seviyeleri için yarım köprü veya ileri dönüştürücü de kullanılabilir.
Çıkış AC invertörüne bir DC bağlantısı sağlanır ve değeri şebeke AC voltajının tepe değerinden daha yüksek olmalıdır . Örneğin, 120VAC için VDC >120° √2 = 168V olmalıdır, tipik olarak 180V ile 200V arasındadır ve 240VAC için 350-400 VDC gereklidir. Şebekeye bağlı invertörün çalışma prensibinde bir diğer önemli adım da budur.
Bazı ticari invertör modellerinde DC-DC bölümünde yüksek frekanslı bir transformatör yerine çıkış aşamasında düşük frekanslı (LF) transformatörler de kullanılır. Bu yöntemde giriş 60 Hz AC'ye dönüştürülür ve bir transformatör bunu gerekli seviyelere getirerek aynı anda izolasyon sağlar.
Not: Yalıtımsız tasarıma sahip fotovoltaik panellerden gelen iletkenler toprağa bağlanamaz.
Ancak, bir yükseltici T1 (transformatör) ile, dönüştürülen aşama (1. aşama) atlanabilir . Fakat bu, doğrultucularda ve FET'lerde voltaj yükselmelerine ve diğer istenmeyen etkilere yol açan büyük kaçak endüktansına neden olabilir. Bu durum çoğunlukla transformatörsüz sistemlerde görülür.
3. aşama
İkinci aşamada, AC'nin kalan kısmının çıkışına dönüştürülmesi için başka bir işlem daha içerir . Bu aşamada, DC'yi AC'ye dönüştürmek için başka bir tam köprü kullanılır. IGBT Q6-Q9 (MOSFET), C4 (kondansatör) ve L3 (indüktör). Bu aşamadaki MOSFET, PWM (darbe genişliği modülasyonu) modunda çalışan elektronik anahtarlar olarak görev yapar. Bu topografi için, anahtarlar kapalıyken akım için alternatif bir yol sağlayan antiparalel serbest geçiş diyotları gereklidir. H-köprüsünde farklı anahtarlar kullanılarak L3 (indüktör) üzerine pozitif, negatif veya sıfır potansiyel uygulanabilir. Daha sonra, çıkış LC filtresi, sinüs dalgası üretmek için yüksek frekanslı harmonikleri azaltır.
- Ek Endüktör: Devreler, yüklere ve hatta geri sınırlı bir akım akışına izin vermelidir. Bir GTE, şebeke çok empedanslı bir kaynak gibi davrandığından, bir voltaj kaynağı yerine akım kontrollü bir kaynak olarak çalışır. Bir L-Grid (ek kuplaj indüktörü), bir GTE ile ana hatlar arasında, ekstra AC voltajını emmek için kullanılır ve bu da darbe genişlik modülasyonu (PWM) tarafından üretilen akım harmoniklerini daha da azaltır.
Not : Akım döngüsüne ek kutupların eklenmesiyle sistemde kararsızlık olasılığı vardır.
Ayrıca Okuyun: Şebekeden Bağımsız Güneş Enerjisi Sistemlerinin Çalışma Prensibini Anlamak
Şebeke Bağlantılı İnverter Kurulumu İçin Hangi Bileşenler Gereklidir?
Şebeke bağlantılı invertör çalışma prensibini öğrendikten sonra bileşenleri hakkında bilgi edinin. Kurulumu ve bakımı kolay olan şebeke bağlantılı invertörler minimum ekipman ve ortalama bakım gerektirir. GTI kurulumu sırasında ihtiyaç duyulan birkaç yerinde bileşen ve kablolama aşağıdaki gibidir.
1. İzolatörler
Düşük voltajlı hassas kontrol devreleri (mikrodenetleyiciler) ile yüksek voltajlı bileşenler (güç transistörleri) arasında iletişimi sağladıkları için güneş enerjisi invertörlerinde kullanılan temel elektronik bileşenlerdir.
Ayrıca bakınız : En İyi 8 3000 Watt İnverter
2. Net Metre
Ev ile ana elektrik şebekesi arasındaki güç alışverişini izleyen bir izleme sistemi gibidir. Güneş paneli sistemlerinin sahiplerine güneş enerjisi sistemlerinden şebekeye verilen elektrik için hesap yapar ve kredi verir.
3. Koruma Birimi
Şebekeye bağlı invertörler, diğer dahili koruma fonksiyonlarının yanı sıra ada oluşumunu önleme korumasına da sahiptir. Ancak şarj kontrol cihazları, emniyet anahtarları ve kablolama gibi koruma cihazlarının eklenmesi, tüm sisteme ekstra bir güvenlik katmanı ekler.
4. Güneş Panelleri
Bunlar en önemli bileşenlerdir çünkü invertörler, güneş panelleri tarafından üretilen DC enerjisini, cihazların çalışması için uygun olan AC enerjiye dönüştürerek çalışırlar.
5. Kablolama
Güneş panellerine, ana elektrik paneline ve net ölçere bağlantı ile uygun kablolama gereklidir. Kablonun uzunluğu, genişliği ve kalitesi kullanıldıkları amaç için optimum olmalıdır. Bundan sonra, şebekeye bağlı invertörün şebekeye nasıl bağlanacağını görelim.
Ayrıca bakınız: 5000 Watt'lık İnverter Nasıl Bağlanır?
Şebeke Bağlantılı İnverter Şebekeye Nasıl Bağlanır?
Şebeke bağlantılı invertörü şebekeye bağlamadan önce anlamanız gereken birkaç şey var.
1. Sıklık
Şebeke frekansı 50 Hz'de tutulur ve bu frekans biraz değişir, ancak çoğunlukla 49.9 ile 50.1 Hz arasındadır.
2. Kök Ortalama Kare
Bu, 50 Hz sinyalinin voltajının RMS değeridir ve gerçek sinyal 325V'a kadar çıkar. Bu bilginin bilinmesi önemlidir çünkü bir invertör bağlanırken, fişlere akım akmasını sağlamak için çok yüksek sıcaklıklar üretilir. Şebekeye bağlı invertörün çalışma prensibi ve şebekeye bağlanması, bu faktörler hakkında derinlemesine bilgi gerektirir.
3. Gerilim Düşüşleri
Evdeki prizlere değişken voltaj uygulanır. Bu durum, konektörlerdeki, sigortalardaki, transformatörlerdeki ve kablolardaki dirençler ile diğer devre bileşenlerindeki voltaj düşüşünden kaynaklanır. Yakındaki büyük yükleri açıp kapatırken ani dalgalanmalar ve değişiklikler fark edeceksiniz. Şebeke voltajı çok daha değişkendir; örneğin, bazı yerlerde +%10/-%6 toleransla 230V olması gerekir.
Ayrıca Okuyun: Akü ve İnverter Arasına Sigorta Takmam Gerekiyor mu?
4. Sinüzoidal
Verilen sinyalin düzgün ve net bir sinüs dalgası olması gerekir , ancak sinüs dalgası döngüsünün belirli noktalarında, bazı doğrusal olmayan cihazlar güçlerini bazı noktalardan emerler. Bu, sinyalin mükemmel bir sinüs dalgası olmamasının nedeni olan bozulmaya yol açar. Bilgisayarlar, floresan lambalar, elektrikli süpürgeler ve diğer cihazlar doğrusal olmayan yüklerdir. İnvertörün şebekeye bağlanması için sinüs dalgasının korunması gerekir.
Şebekeye bağlı invertörün şebekeye nasıl bağlanacağı sorusunun cevabı ise, güç kaynağının veya invertörün frekansının, genliğinin ve fazının senkronize olması gerektiğidir. Ayrıca, yüke sinüzoidal bir akım beslemelidir. Aksi takdirde, çıkışın yüksek mi yoksa düşük mü olduğunu algılayamayabilir ve bu sorun yaratabilir. Sistem ile şebeke arasında, fazla alternatif akım voltajını absorbe etmek için başka bir kuplaj indüktörü (L-grid) bulunmalıdır. İnvertör ile üst-alt-yan duvar arasında ve iki invertör arasında yaklaşık 500 milimetre mesafe korunmalıdır.
Burada bağlantı adımlarını belirttim. Bu adımlarda bahsedilen şebekeye bağlı invertör Luminous Şebekeye Bağlı İnvertör'dür , ancak çoğu invertör benzer adımlara sahiptir.
Adım 1: Öncelikle ana güç kaynağını kapatın. AC dağıtım kutusundaki Alternatif Akım MCB'sini (minyatür devre kesici) kapatın.
Adım 2 : Ardından, invertörden gelen şebeke çıkış kablosunu AC dağıtım kutusuna bağlayın. Bağlantıyı yaparken şebekeye bağlı invertörün çalışma prensibini aklınızda bulundurun.
Adım 3 : Klima dağıtım kutusundan çıkan çıkış kablosunu klima MCB kutusuna bağlayın.
Adım 4 : Şimdi, AC MCB kutusu ile şebeke sayacı ve evdeki farklı cihazlar arasındaki bağlantı otomatik olarak kurulacaktır.
Not: Bu tür işler için teknisyen ve elektrikçi tutmanız önerilir.
Ayrıca bakınız: Hibrit İnverter Nasıl Çalışır?
Şebeke Bağlantılı İnverter Fiyatı Nedir?
Bir şebeke bağlantılı invertör fiyatı, watt değerine ve fazlarına ve seçtiğiniz şebeke bağlantılı invertör türüne bağlıdır. Genellikle, yaklaşık 911$ veya daha fazla harcama yapın şebeke bağlantılı bir invertör için. Ancak çoğunlukla invertörler güneş enerjisi sistemlerinin bir parçası olarak sağlanır ve tüm sistemin maliyetinin yaklaşık %20'sini oluşturabilir. Şebeke bağlantılı invertör çalışma prensibini öğrendikten sonra fiyat hakkında bilgi edinmek faydalıdır.
Ayrıca Okuyun: İnvertörleri Seri Bağlayabilir misiniz?
Şebeke Bağlantılı İnverter Çeşitleri Nelerdir?
Şebeke bağlantılı invertörleri anladıktan sonra, seçebileceğiniz tiplere bir göz atalım.
1. Merkezi invertörler: Çalışma prensibi olarak string invertörlere benzer ancak yüksek kapasite aralığına sahiptir. Çevresel hasarlara karşı dayanıklıdır ve büyük güneş enerjisi santralleri için uygundur.
2. Mikrometre : Bunlar, güneş panellerinin arkasından doğrudan doğru akımı alternatif akıma dönüştürerek çalışan en son teknolojik olarak gelişmiş cihazlardır. Herhangi bir kablo bağlı olmadığından paneller gölgelenmez. Mikrometreler, bireysel izleme sistemleri sunar ve gereksinimlere göre genişletilebilir. Bunlar, alan kısıtlamalı çözümler için en iyisidir ancak pahalıdır.
3. Güç optimize ediciler : Bunlar da güneş panellerinin arkasına takılır ve mikrometreler gibi çalışır. Sistem düzeyinde performansın yanı sıra bireysel panel izleme olanağı sunarlar. Güç optimize ediciler mikrometrelerden daha ucuzdur.
4. Seri İnvertörler : Şebekeye bağlı inverterlerin en yaygın türüdür. Seri inverterler seri olarak birbirine bağlanır ve her bir serinin işlevi Doğru Akımı (DC) Alternatif Akıma (AC) dönüştürmektir. Bu inverterler güvenilir ve uygun fiyatlıdır, çoğunlukla ticari ve küçük evler için uygundur.
Peki, bugün şebeke bağlantılı invertörün çalışma prensibini öğrendiniz, sanırım bu oldukça ilginçti. Şebeke bağlantılı invertörler için kullanılan bileşenler göz önüne alındığında, fiyatları belirlenebilir, ancak yere, üreticiye, markaya ve diğer faktörlere göre farklılık gösterebilir. Şebeke bağlantılı invertör şebekeye nasıl bağlanır? Bunun cevabı basit, sadece yukarıda belirtilen adımları izleyin ancak yine de kendi kendinize kurulum yapmanızı önermiyoruz.
