Solutii inovative Tehnologii panouri solare

Invertorul – element cheie al sistemelor fotovoltaice

Pe termen mediu și lung, sistemele fotovoltaice reprezintă o alegere esențială în direcția obținerii de energie electrică. Captarea luminii solare prin intermediul panourilor fotovoltaice este una dintre cele mai curate și mai sigure pentru mediu forme de obținere a energiei regenerabile. 

 

Unul dintre elementele fundamentale care permite transformarea radiației luminii solare în energie electrică utilizabilă în cadrul sistemelor de panouri solare este invertorul solar. Iată de ce, în cadrul acestui articol, vom explora rolul esențial al invertorului solar în funcționarea sistemelor fotovoltaice și impactul său asupra eficienței acestora.

 

Cu un rol cheie în convertirea energiei solare într-o formă utilizabilă pentru case, clădiri și rețele electrice, funcționarea invertorului solar devine o problemă esențială în demersul obținerii de energie regenerabilă. Vom aduce în prim plan, în rândurile ce urmează, elementele de bază despre ce este, ce înseamnă și ce face un invertor solar, evidențiind principiile de bază ale funcționării sale și importanța acestei componente în transformarea energiei solare în electricitate disponibilă pentru consum.

 

Fie că ai de gând să apelezi la servicii profesionale de proiectare de panouri fotovoltaice și deja ai în plan o operațiune de instalare de panouri fotovoltaice, fie că este vorba doar de a apela la servicii de mentenanță pentru panourile fotovoltaice deja instalate, cunoașterea detaliilor cât mai amănunțite despre funcționarea invertorului și tipurile de invertoare solare este recomandată. De aceea, continuă să citești acest articol până la final și extrage informațiile de care ai nevoie. 

 

1. Ce este și ce înseamnă un invertor solar de tensiune sau curent? – definiție

Blog - 1 invertorul - panouri fotovoltaice pe acoperisul unei case

În esență, un invertor solar – ca definiție tehnică – reprezintă o componentă esențială a unui sistem fotovoltaic, responsabilă pentru conversia energiei solare din curent continuu (DC), generat de panourile fotovoltaice, în curent alternativ (AC), care este utilizat pentru a alimenta diverse dispozitive electrice și electronice sau chiar pentru a furniza curent în  rețele electrice.

 

În ceea ce privește funcționarea invertorului, așa cum vei vedea și în cuprinsul acestui articol, acesta este un dispozitiv electronic complex care transformă energia electrică generată de panourile solare din forma sa primară, curentul continuu, într-o formă de energie electrică pe care o putem utiliza în mod obișnuit, curent alternativ. De asemenea, invertorul ca principiu de funcționare, reglează tensiunea și frecvența electrică pentru a se potrivi cu parametrii rețelei electrice sau ai dispozitivelor conectate.

 

Prin urmare ceea ce face un invertor solar se bazează pe două etape principale: conversia DC către AC și, apoi, controlul calității semnalului generat. Procesul începe cu transformarea energiei solare captate de panourile fotovoltaice în energie electrică de tip DC. Invertorul preia acest curent continuu și îl convertește într-un flux de curent alternativ utilizabil, cu o tensiune și o frecvență corespunzătoare.

 

Invertorul solar este piesa centrală a proiectării panourilor fotovoltaice, deoarece, în cadrul acestui sistem, asigură adaptarea și transformarea energiei captate de panourile solare într-o formă de energie utilizabilă. Fără un invertor eficient și potrivit sistemului fotovoltaic instalat, energia solară colectată nu ar putea fi utilizată în mod eficient pentru alimentarea echipamentelor obișnuite sau pentru a fi integrată în rețelele electrice.

 

O evoluție notabilă în acest domeniu constă în dezvoltarea tehnologiei invertorului, cu un accent crescut pe eficiență și durabilitate. Noile tehnologii încearcă să maximizeze randamentul conversiei și să reducă pierderile de energie, contribuind astfel la optimizarea performanței sistemelor fotovoltaice.

2. Află ce face și la ce se folosește un invertor solar: principiu de funcționarea și importanța în cadrul sistemelor de panouri solare

Blog - 2 invertorul - panouri fotovoltaice pe o casa

Intrând acum în detaliu în explicarea a ceea ce este, ce face și la ce se folosește un invertor solar de tensiune sau de curent merită să trecem împreună în revistă câteva elemente esențiale:   

 

  • Funcționarea de bază a invertorului solar în conversia energiei

Invertorul solar, așa cum ai văzut deja, reprezintă piesa centrală a unui sistem fotovoltaic având un rol central în transformarea energiei solare captate de panourile fotovoltaice din forma de curent continuu (DC) într-o formă de energie electrică utilizabilă, și anume curentul alternativ (AC). Această conversie este esențială pentru orice proiect de instalare de panouri fotovoltaice, deoarece majoritatea aplicațiilor și rețelelor electrice utilizează curentul alternativ.

 

  • Impactul invertorului solar asupra performanței sistemului fotovoltaic

Calitatea și eficiența invertorului solar au un impact semnificativ asupra performanței generale a sistemului fotovoltaic. Un invertor eficient nu doar convertește energie într-un mod optim, ci și maximizează randamentul conversiei, reducând pierderile de energie și asigurând că energia electrică produsă este de calitate și potrivită pentru utilizare.

 

  • Adaptabilitate și sincronizare

Un alt aspect esențial al invertorului solar este capacitatea sa de a se adapta și sincroniza cu parametrii rețelei electrice sau cu dispozitivele la care este conectat. Acest lucru asigură utilizatorii că energia produsă este livrată într-o formă compatibilă și sigură pentru utilizare, fără a perturba sau a compromite funcționarea dispozitivelor conectate.

 

  • Optimizarea producției de energie

Prin intermediul unor tehnologii și algoritmi avansați, unele invertoare sunt capabile să optimizeze producția de energie în funcție de condițiile de lumină și de cerințele de utilizare. Astfel, aceste dispozitive contribuie la maximizarea utilizării potențialului energetic al sistemelor fotovoltaice, îmbunătățind eficiența și rentabilitatea acestora.

Astfel, rolul invertorului solar în cadrul sistemelor fotovoltaice este crucial pentru transformarea și adaptarea energiei solare într-o formă de energie utilizabilă, eficientă și compatibilă. O selecție adecvată a modelului de instalat și utilizarea corectă a invertorului pot influența semnificativ performanța, durabilitatea și viabilitatea pe termen lung a unui sistem fotovoltaic.

3. Tipuri de invertoare solare care transforma curentul continuu în curent alternativ

În funcție de anumiți parametri tehnici, există mai multe tipuri de invertoare solare care pot fi integrate la instalarea de panouri fotovoltaice în sistemele respective. Să analizăm, pe rând, fiecare tip de invertor solar:

 

  • Invertoare solare cu undă sinusoidală pură

Invertoarele cu undă sinusoidală pură sunt considerate unele dintre cele mai avansate și eficiente tipuri de invertoare disponibile pe piață. Ele produc un semnal de curent alternativ care replică cu precizie unda sinusoidală a rețelei electrice tradiționale. Acest lucru le face ideale pentru dispozitivele sensibile la calitatea energiei, cum ar fi echipamentele electronice sofisticate sau aparatele medicale.

 

  • Invertoare cu undă modificată

Invertoarele cu undă modificată sunt mai accesibile din punct de vedere al costurilor și sunt folosite în aplicații mai generale. Cu toate acestea, semnalul de curent alternativ produs este mai puțin pur în comparație cu unda sinusoidală, ceea ce poate duce la o performanță mai slabă a anumitor dispozitive electronice.

 

  • Invertoare solare de rețea (Grid-Tie sau On-grid):

Aceste invertoare sunt proiectate să funcționeze conectate la rețeaua electrică. Ele preiau curentul continuu de la panourile solare și îl convertesc în curent alternativ, care poate fi utilizat direct în casă sau trimis înapoi în rețea.

Sunt ideale pentru prosumatori care au în vedere proiectarea panourilor fotovoltaice pentru a vinde sau injecta excedentul de energie electrică către rețeaua națională de transport obținând reduceri corespunzătoare ale facturilor de la furnizorul de energie.

 

  • Invertoare hibride

Aceste tipuri de invertoare pot funcționa atât în modul conectat la rețea, cât și în modul off-grid (izolat de rețea). Sunt utile mai ales pentru instalații fotovoltaice plasate în zonele cu alimentare electrică nesigură sau în cazul în care se dorește un anumit grad de autonomie energetică.

Blog - 3 invertorul - tehnicieni lucrand la instalarea de panouri fotovoltaice pe acoperisul unei case

Invertorul solar hibrid este o soluție inovatoare care combină avantajele unui invertor solar clasic cu flexibilitatea unui invertor de baterie într-un singur dispozitiv. Acesta poate fi utilizat atât în modul conectat la rețea, cât și în modul off-grid (izolat de rețea). În plus, poate stoca energia produsă de panourile solare în baterii pentru a fi utilizată ulterior.

În comparație cu invertorul solar clasic, invertorul hibrid oferă următoarele beneficii majore :

  • Flexibilitate. Invertorul hibrid poate fi utilizat atât în modul conectat la rețea, cât și în modul off-grid (izolat de rețea).
  • Economie. Invertorul hibrid poate stoca energia produsă de panourile solare în baterii pentru a fi utilizată ulterior, ceea ce poate reduce costurile de energie. Invertorul hibrid poate reduce costurile de energie prin stocarea energiei în momentele de vârf. 
  • Fiabilitate. Invertorul hibrid poate fi utilizat ca o sursă de alimentare de rezervă în cazul în care rețeaua electrică se întrerupe.
  • Eficiență. Invertorul hibrid poate fi utilizat pentru a optimiza utilizarea energiei solare și pentru a reduce dependența de rețeaua electrică.
  • Protecție. Invertorul hibrid poate fi utilizat pentru a proteja împotriva fluctuațiilor de tensiune și a altor probleme de alimentare cu energie electrică

Fie că este vorba de panouri solare pentru locuința ta, fie că este vorba de panouri solare pentru afacerea ta, alegerea unor invertoare de tip hibrid este una evidentă ținând cont de avantajele menționate anterior. Tocmai de aceea, specialiștii StratoSpark recomandă folosirea acestor tipuri de invertoare în cadrul serviciilor de proiectare a panourilor fotovoltaice și al celor de instalare de panouri fotovoltaice, după caz.

În ceea ce privește invertorul solar clasic, acesta este proiectat să funcționeze conectat la rețeaua electrică și să convertească curentul continuu produs de panourile solare în curent alternativ, care poate fi utilizat direct în casă sau trimis înapoi în rețea. Invertorul clasic este ideal pentru prosumatori care doresc să vândă excedentul de energie electrică către furnizorul de energie.

În alegerea unui invertor solar, este important să ții cont de nevoile specifice ale sistemului propriu și de condițiile locale. Asigură-te că alegi un invertor de calitate, rezistent la condițiile meteorologice și cu o durată de viață satisfăcătoare.

 

  • Invertoare Off-Grid

Aceste tipuri de invertoare solare sunt proiectate pentru sistemele independente, care nu sunt conectate la rețeaua electrică. Pot fi utilizate în locații izolate, unde nu există trase rețele de electricitate sau pentru alimentarea dispozitivelor electrice și electronice în timpul penelor de curent.

 

  • Microinvertoare

În acest caz, fiecare panou solar are propriul său microinvertor, ceea ce permite optimizarea performanței fiecărui panou, în mod individual. Aceste tipuri de invertoare solare sunt mai eficiente în condiții de umbră sau în cazul în care panourile sunt orientate în direcții diferite.

 

  • Invertoare de baterii

Acestea preiau curentul continuu de la baterii și îl convertesc în curent alternativ. Există două tipuri de invertoare de baterii: unidirecționale (pentru alimentarea dispozitivelor) și bidirecționale (pentru încărcarea și descărcarea bateriilor).

 

  • Considerații privind alegerea tipurilor de invertoare solare 

Selectarea unui tip de invertor solar depinde în mare măsură de ceea ce face și la ce se folosește invertorul sau de aplicația specifică, de tipul și de sensibilitatea dispozitivelor conectate, precum și de bugetul disponibil. De exemplu, invertoarele cu undă sinusoidală pură oferă o calitate superioară a energiei, dar pot fi mai costisitoare, în timp ce invertoarele cu undă modificată sunt mai accesibile din punct de vedere financiar, dar pot avea o performanță mai slabă pentru anumite dispozitive.

 

  • Factori de luat în considerare la selectarea unui tip de invertor solar

La alegerea unui tip sau altul de invertor solar este necesară o atentă analiză a mai multor factori de influență a deciziei finale de achiziție, după cum urmează:

Tipul de sistem fotovoltaic. Dimensiunea sistemului, tipul de panouri solare și configurarea acestuia pot influența alegerea tipului și capacității invertorului necesar.

Calitatea energiei produse. Pentru aplicații sensibile, cum ar fi echipamentele electronice sofisticate sau aparatele medicale, un invertor cu undă sinusoidală pură poate fi alegerea ideală pentru a asigura o calitate superioară a energiei.

Eficiența conversiei. Eficiența invertorului este crucială pentru maximizarea randamentului sistemului fotovoltaic. Selecționarea unui invertor cu o eficiență ridicată poate contribui la reducerea pierderilor de energie.

Fiabilitatea și durabilitatea. Un invertor de înaltă calitate, cu o durată de viață lungă și fiabilă, poate minimiza costurile de mentenanță și de înlocuire pe termen lung.

Compatibilitatea cu panourile solare. Verificarea compatibilității și eficienței sistemului fotovoltaic cu tipul de invertor ales este esențială pentru a asigura o funcționare optimă a întregului sistem.

Funcții suplimentare și tehnologie avansată. Anumite invertoare oferă funcții suplimentare precum monitorizarea performanței, conectivitatea la rețea sau tehnologii de optimizare a energiei, care pot aduce beneficii semnificative utilizatorului.

Cerințele de siguranță și conformitatea normativelor. Verificarea respectării standardelor de siguranță și a normelor specifice din industrie este esențială pentru o instalare și funcționare sigură și eficientă a sistemului fotovoltaic.

În ceea ce privește tendințele în domeniul invertoarelor solare pe plan european, conform Parlamentului European, creșterea energiei regenerabile este o parte importantă a Pactului Verde European în contextul tranziției verzi către neutralitatea climatică. Conform Parlamentului European, strategia UE privind energia solară propusă în cadrul planului REPowerEU își propune să facă energia solară o piatră de temelie a sistemului energetic al UE.  

Energia solară este ieftină, curată și a fost sursa de energie cu cea mai rapidă creștere în ultimul deceniu. Aceasta poate fi utilizată pentru producerea de electricitate și încălzire, contribuind în același timp la reducerea dependenței UE de importurile de energie prin înlocuirea acestora cu producția internă. Măsurile UE pentru stimularea energiei solare includ obligativitatea instalării de panouri solare pe acoperișurile clădirilor noi într-un anumit interval de timp, simplificarea procedurilor de autorizare pentru proiectele de energie regenerabilă, îmbunătățirea bazei de competențe în sectorul solar și sporirea capacității UE de a produce panouri fotovoltaice.

Soluțiile de stocare a energiei solare sunt importante pentru a asigura o alimentare constantă cu energie electrică . Acestea pot fi utilizate atât în mediul de afaceri, cât și în cel rezidențial. În prezent, cele mai populare soluții de stocare a energiei solare sunt bateriile solare. Acestea pot fi utilizate pentru a stoca energia produsă de panourile solare și pentru a fi utilizată ulterior.

În cazul în care alegerea unui invertor este prea complexă sau nu sunt ești sigur de verificarea informațiilor necesare, este recomandabil să consulți un specialist sau un instalator autorizat în domeniul proiectării panourilor fotovoltaice și al instalării de panouri fotovoltaice, după caz. Acești tehnicieni pot oferi îndrumare specifică și au expertiza necesară pentru alegerea și instalarea corespunzătoare a invertorului potrivit.

Blog - 4 invertorul - ferma de panouri fotovoltaice

4. Locația unde se montează invertorul și alte considerații utile despre invertoarele solare

Locația optimă unde se montează invertorul în cadrul sistemului fotovoltaic trebuie să țină cont de o serie de factori tehnici importanți după cum urmează:

  • Proximitatea față de panourile solare. Amplasarea invertorului  de curent continuu în curent alternativ în apropierea panourilor solare poate reduce pierderile de energie prin cablurile de conexiune și poate optimiza eficiența generală a sistemului.
  • Ventilația și răcirea. Asigurarea unei bune circulații a aerului în jurul invertorului este crucială pentru prevenirea supraîncălzirii și menținerea unei temperaturi optime de funcționare.
  • Protecție împotriva factorilor externi. Locul unde se montează invertorul trebuie să fie protejat împotriva expunerii la apă, praf, radiații solare excesive sau fluctuațiile de temperatură. Astfel, se poate prelungi durata de viață a invertorului.
  • Selectarea suportului sau a montajului potrivit: Utilizarea suporturilor sau a sistemelor de montaj adecvate poate facilita instalarea și poate oferi suportul necesar pentru poziționarea corectă a invertorului.
  • Conexiunea electrică și siguranța. Instalarea corectă a conexiunilor electrice și respectarea normelor de siguranță este esențială pentru o funcționare sigură și eficientă a sistemului.
  • Monitorizarea și accesibilitatea: Asigurarea unui acces ușor pentru serviciile de mentenanță pentru panourile fotovoltaice și monitorizarea periodică a invertorului poate contribui la identificarea rapidă a problemelor și la menținerea performanței sistemului.

Pentru o instalare corectă și eficientă a invertorului solar, este recomandabil să ceri sfatul și asistența unui specialist sau a unui instalator autorizat în domeniul sistemelor fotovoltaice. Aceștia pot oferi îndrumare specifică și expertiză tehnică pentru o amplasare optimă și o funcționare sigură a invertorului în cadrul sistemului fotovoltaic.

Cu o gamă diversificată de opțiuni și tehnologii în continuă evoluție, alegerea unui invertor potrivit pentru sistemul fotovoltaic implică o atenție deosebită la detalii și o evaluare riguroasă a nevoilor specifice. Factori precum eficiența conversiei, calitatea energiei produse, durabilitatea și compatibilitatea cu echipamentele conectate sunt doar câteva dintre aspectele cheie ce trebuie luate în considerare în procesul de selecție a invertorului optim.

Montarea corectă și amplasarea adecvată a invertorului reprezintă pași esențiali pentru asigurarea funcționării optime și durabile a întregului sistem fotovoltaic. O atenție deosebită la mentenanță și gestionarea corespunzătoare a invertorului sunt la fel de esențiale pentru menținerea performanței și pentru maximizarea eficienței pe termen lung.

Astfel, invertorul solar rămâne un element cheie în realizarea obiectivului de a dezvolta și utiliza surse de energie regenerabilă, contribuind la creșterea durabilității și a sustenabilității mediului înconjurător în drumul către un viitor energetic curat și eficient.

Sursa foto: Pixabay.com

Facebook
LinkedIn