Mi az inverter? A napelemes rendszer legfontosabb eleme

Mi az inverter? Miért van rá szükség? Milyen feladatokat végez el a napelemes rendszerben? Milyen típusai vannak, és melyik miért jó? Aki napelemes rendszer telepítésén gondolkozik, minden bizonnyal feltette már magának a fenti kérdéseket. Ezért ebben a cikkben a napelem inverterek összehasonlítása mellett megválaszoljuk a legfontosabb kérdéseket is. 

Mi az inverter?

Ezzel az eszközzel alapvetően két területen találkozhatunk nap mint nap: a napelemes rendszerek és a klímaberendezések esetében. A cikkben szereplő inverter napelem rendszerekhez tartozó változatként értendő.  Elmondható róluk, hogy működési alapelve szerint a  beérkező egyenáramot váltóárammá, vagyis szinuszos  váltakozóárammá alakítja. Ez a váltóáram használható a háztartás minden területén: ez szükséges a világításhoz, az elektromos eszközökhöz és minden, házkörüli berendezéshez. A napelemes rendszer motorjaként szolgáló eszköz azonban nemcsak ebben lehet segítségünkre. Az átalakítás mellett optimalizálja az áramtermelést, folyamatos ellenőrzés alatt tartja a rendszert, hogy az műszaki és biztonsági szempontból is megbízhatóan üzemeljen. De elvégzi a távfelügyeletet és folyamatosan monitorozza a rendszer adatait. 

Hogyan épül fel?

Az inverterek alapvetően két részegységből állnak: a DC/DC illetve a DC/AC egységekből. A DC/DC konverter fogadja a napelemek által megtermelt energiát, és a transzformátor segítségével ezt 320 V (három fázis esetén 400 V) egyenárammá alakítja. Az egyenáram ezután a kondenzátorban várja, hogy felhasználásra kerüljön.  Ha szükség van az áramra, a DC/AC konverter lép működésbe: a tranzisztorok működtetésével 230 V váltóáramot termel az addig eltárolt egyenáramból, amit így már felhasználhatnak a háztartási eszközeink. 

Hogyan csoportosíthatjuk az invertereket?

A piacon ma már rengeteg márka létezik. Ezek közül a legismertebb talán a Fronius inverter, a Huawei inverter vagy akár a Solaredge inverter is. Azonban a márkák termékei is többféleképpen csoportosíthatók. Így például a működési egységeik alapján is megkülönböztethetünk transzformátoros és transzformátor nélküli típusokat. A transzformátoros inverter galvanikus leválasztás mellett működik, ami nagyobb biztonságot ad a rendszer számára. Működésével biztosított, hogy az egyenáram soha ne kerülhessen a felhasználói, vagyis a váltóárami oldalra. A transzformátoros változatok általában drágábbak és nehezebbek, mint az anélküli társaik, és kisebb hatásfokkal is üzemelnek. 

A piacon elérhető különböző típusok

• • String inverter

    A string típusú inverter a legelterjedtebb inverterek egyike Magyarországon, de Ázsiában és Európában is. Nagy beépítési volumene miatt ezt nevezzük hagyományos inverternek is. A string esetében lánckötés, helyesen fogalmazva sorba kötés valósul meg a rendszerbe szerelésekor, vagyis az inverter nem képes a napelemek egyedi, vagyis elemenkénti teljesítményét, hőmérsékletét vagy más, egyedi paraméterét felügyelni. A negatívum mellett azonban sok a pozitívum is. Hiszen ez az egyik legmegbízhatóbb és  legismertebb típus, így számos gyártó jó minőségű terméke közül válogathatunk. A nagy kínálat mellett pénztárcabarát is, ráadásul mindehhez nagy hatékonyság társul. 

• • Mikro inverter

    A mikro típus a string típusnál jóval kisebb teljesítményre képes. Míg a string esetében megszokott 1,5-5kW közötti a teljesítmény, a mikro esetében ez nem elérhető, ezek a típusok mindössze 200-250 W körüli teljesítmény mellett üzemelnek. A mikrok általában egy-egy napelemért felelnek, így a rendszerelemek egyedi működése, egyedi teljesítménye és hőmérséklete pontosan felügyelhető. Mivel azonban minden részegységhez külön-külön mikro inverterre van szükségünk, a bekerülési költsége jóval nagyobb, így ezek használatával a rendszerben alkalmazott inverter árak hatványozódhatnak, ezzel együtt a karbantartási költségek is megnőnek, hiszen a több egységből álló rendszerben több a meghibásodási lehetőség is. 

• • Akkumulátor inverter

    Az akkumulátor vagy battery inverter azt szolgálja, hogy a megtermelt áramot eljuttassa a tárolóegységbe, és ha szükség van a megtermelt energiára, onnan később kinyerje azt. Általában string inverterrel működtetik, és lehetőség van utólagos beszerelésre is, igaz, az utólagos telepítése is engedélyhez kötött. Az sem elhanyagolható szempont, hogy az így megvalósított szigetüzemű működés drágább, mintha azt egy hibrid modellel valósítanánk meg.

• • Hibrid inverter

    A hibrid típus – ahogy az a nevéből is adódik – egy hagyományos inverter és egy akkumulátor inverter fúziója, amely lehetővé teszi, hogy a fel nem használt áramot egy későbbi időpontra eltároljuk. Magyarországi piacra lépése csak néhány évvel ezelőttre tehető, ezért használata még nem terjedt el annyira, mint a string típusé. 

• • Off-grid inverter

    Az egyik legkevésbé ismert változat itthon az off-grid megoldás, hiszen hazánkban kevés helyen valósul meg a szolgáltatótól független, teljesen sziget üzemű rendszer használata. Általában tanyák, közművek nélküli telkek és ingatlanok, de hajók és lakóautók esetében találkozhatunk ilyen rendszerrel, ahol nem vehető igénybe közüzemi villamos hálózat. Mivel az ilyen típusú rendszerek jóval drágábbak, mint a hálózatba visszatáplálhatók, ráadásul a pontos tervezés itt elengedhetetlen, hiszen az egyedi fogyasztási igények későbbi változásait ez a rendszer nem tudja lekövetni. Ráadásul a megtermelt áram tárolását is akkumulátorokkal kell megoldanunk, ez adja a napelemes rendszer magasabb bekerülési költségét. 

Akkumulátoros vagy anélküli?

Típusait tovább csoportosíthatjuk aszerint, hogy akkumulátoros vagy anélküli inverterekről beszélünk. Magyarországon jellemzően akkumulátor nélküli verziókat vásárolunk, hiszen a rendszer döntő többsége az áramszolgáltató hálózatára táplálja vissza a felesleges áramot, így nincs szükség az akkumulátorokra. Amerikában azonban az akkumulátoros modellek jellemzőek, hiszen itt leginkább szigetüzemű működés mellett használják a napelemeket. A hibrid modellek egyszerre képesek a hálózatba való visszatáplálásra és a megtermelt áram tárolására is, így egyre népszerűbbé válnak a mai piacon. 

Egyfázisú vagy háromfázisú?

Megkülönböztethetjük fázisszám alapján is a piacon létező típusokat, így egyfázisú és háromfázisú inverterekkel is találkozhatunk. Egyfázisú esetén az ingatlan villamoshálózata egyfázisú, így ehhez természetesen egyfázisú inverter kapcsolható. Fontos, hogy tudjuk, hogy 2021. április 30-ától új szabályozás lépett életbe, így ettől az időponttól számítva egy fázisra már csak 2,5 kVA teljesítményű invertert csatlakoztathatunk. Ha nagyobb teljesítmény szükséges a fogyasztásunkhoz, érdemes már a telepítés előtt bővítenünk a hálózatot. Ha pedig a háztartás már háromfázisú villamoshálózattal rendelkezik, két út áll előttünk: vagy háromfázisú verziót vásárolunk, vagy fázisonként egy-egy egyfázisú invertert építünk be.