Інвертор є одним з найважливіших частин обладнання сонячної системи. Це пристрій, який перетворює електроенергію постійного струму (DC), вироблену сонячними панелями, в електроенергію змінного струму (AC), що використовується в мережі. У постійному струмі електрика підтримує постійну напругу в одному напрямку. У змінному струмі, коли напруга змінюється з позитивного на негативне, струм тече в обох напрямках у колі. Інвертори є лише одним із прикладів класу пристроїв, що називаються силовою електронікою, які використовуються для регулювання потоку електроенергії.
По суті, інвертор перетворює постійний струм на змінний, швидко перемикаючи напрямок входу постійного струму туди-сюди. У результаті вхідний постійний струм стає вихідним змінним. Крім того, можна використовувати фільтри та іншу електроніку для генерування напруги, яка перетворюється на чисту, повторювану синусоїду, яку можна вводити в мережу. Синусоїда — це форма або модель зміни напруги з часом і це модель електроенергії, яку мережа може використовувати без пошкодження електричного обладнання, яке призначене для роботи на певних частотах і напругах.
Як працюють сонячні інвертори в фотоелектричних системах:
Коли сонячне світло потрапляє на сонячну фотоелектричну (PV) систему, електрони всередині сонячної батареї починають рухатися, виробляючи енергію постійного струму (DC). Ланцюги всередині батареї збирають електроенергію для використання у вашому домі.
Саме тут на допомогу приходять сонячні інвертори. Більшість будинків працюють на змінному струмі (AC), а не на постійному, тому енергія, вироблена сонячними панелями, сама по собі не є корисною. Коли сонячні панелі збирають сонячне світло та перетворюють його на енергію, воно надсилається до інвертора, який перетворює постійний струм у змінний. У цей момент ваша сонячна електроенергія може живити ваші прилади та електронні пристрої, або вона може повертатися в мережу, якщо ви генеруєте більше енергії, ніж вам потрібно.
Порівняння технологій сонячних інверторів: струнні інвертори проти струнних інверторів з оптимізатором потужності проти мікроінверторів
Усі інвертори мають однакове основне завдання: перетворювати сонячну енергію постійного струму в енергію змінного струму, яка є корисною для вашого будинку. Однак існує три різні технології сонячного інвертора, які ви можете вибрати для своєї системи сонячних панелей, кожна з яких працює дещо по-різному.
Струнний інвертор: стандартний централізований інвертор
Більшість невеликих сонячних систем використовують струнні інвертори, також відомі як «центральні» інвертори. У сонячній фотоелектричній системі зі струнним інвертором кожна панель з’єднана в «струну». До центрального інвертора можна підключити кілька стрінгів (зазвичай до трьох). Коли ваші панелі виробляють енергію, вона надсилається до інвертора, який зазвичай розташований збоку від вашого будинку, гаража чи підвалу. Інвертор перетворює всю електроенергію, вироблену вашими сонячними панелями, на змінний струм для використання на вашій території.
Плюси: струнні інвертори є найдешевшим варіантом і довговічною інверторною технологією. Їх також найпростіше обслуговувати, оскільки вони розташовані у легкодоступному місці.
Недоліки: погіршення продуктивності однієї сонячної панелі (тобто через затінення) може вплинути на продуктивність усіх панелей на одній сонячній ланці. У той час як кілька стрінгів можуть вмістити кілька площин даху на одному інверторі, стрінгові інвертори можуть не підійти для більш складних конструкцій систем або дахів із регулярним затіненням.
Найкраще для: нерухомості з «простими» дахами, які постійно отримують сонячне світло протягом дня, і власників будинків, які шукають недорогу сонячну фотоелектричну систему.
Оптимізатор потужності: опція на основі панелі, яку можна поєднати зі струнним інвертором
Оптимізатори потужності можна розглядати як компроміс між струнними інверторами та мікроінверторами. Як і мікроінвертори, оптимізатори потужності розташовані на даху поблизу (або інтегровані з) окремими сонячними панелями. Однак системи з оптимізаторами потужності все ще надсилають енергію до централізованого інвертора.
Оптимізатор потужності не перетворює постійний струм на змінний на сонячній панелі. Натомість вони «регулюють» потужність постійного струму, фіксуючи напругу, що надсилається на струнний інвертор. У сценаріях затінення системи, які поєднують оптимізатори потужності з струнними інверторами, ефективніші, ніж системи, які використовують лише струнні інвертори.
Плюси: як і мікроінвертори, оптимізатори потужності можуть підвищити ефективність вашої системи сонячних панелей, якщо у вас складний дах або часте затінення; однак оптимізатори, як правило, коштують менше, ніж мікроінвертори. Вони оптимізують вихідні дані кожної панелі, щоб пом’якшити вплив, який може мати будь-яка одна затінена панель, і забезпечують перевагу моніторингу продуктивності окремої панелі.
Недоліки: система, яка поєднує оптимізатор потужності з інвертором струни, коштує дорожче, ніж система зі стандартним варіантом інвертора струни. Як і мікроінвертори, сонячні фотоелектричні системи з оптимізаторами потужності можуть бути складнішими в обслуговуванні.
Найкраще для: власників будинків із сонячним дахом трохи не ідеальним, які готові платити більше, щоб підвищити продуктивність своєї системи сонячних панелей, але не хочуть інвестувати в мікроінвертор.
Мікроінвертори: висока продуктивність, висока вартість
Якщо струнні інвертори можна вважати «центральними» інверторами, то мікроінвертори є «розподіленими» інверторами. Сонячні фотоелектричні системи з мікроінверторами встановлюють невеликий інвертор замість кожної сонячної панелі. Замість того, щоб направляти енергію від кожної панелі до одного інвертора, системи мікроінверторів перетворюють сонячну енергію постійного струму в енергію змінного струму безпосередньо на даху.
Плюси: наявність мікроінвертора на кожній сонячній панелі може забезпечити переваги в продуктивності, особливо для систем із більш складною конструкцією або для систем, які потребують затінення. Мікроінвертори оптимізують вихід кожної панелі на панелі, щоб пом’якшити вплив затінення та забезпечити моніторинг системи на рівні панелі.
Недоліки: Мікроінвертори коштують набагато дорожче, ніж струнні інвертори, і оскільки вони знаходяться на даху, їх складніше обслуговувати або ремонтувати, якщо щось піде не так.
Найкраще для: систем із сонячними батареями, розташованими в різних напрямках, власників будинків, які прагнуть максимізувати сонячну енергію в невеликому просторі, і «складних» дахів із фронтонами, димоходами чи іншими об’єктами, які можуть створювати тінь від нерухомості.