06-INVERTER

Fotovoltaik enerji üretim sistemlerinin temel çalışma prensibi; güneşten gelen enerjinin paneller ile DC akıma ardından inverter ile AC akıma yani evlerimizde yada sanayide kullandığımız elektrik enerjisine çeviren sistemlerdir. FV sistem için seçilecek olan inverterler şebeke parametrelerini baz alarak panellerde üretilen enerjiyi yüksek verimde çevrimini gerçekleştirip uzun süreler çalışmaya uygun olmalıdır.

Güneş enerjisi sistemlerinde kullanılan inverter çeşitlerini şebeke bağlantılı ve şebekeden ayrık olarak ikiye ayırabiliriz. Şebeke bağlantılı inverterler şebekenin voltaj seviyesi ve frekansına göre enerji beslemesini enterkonnekte sisteme vermektedirler. Buna karşın şebekeden ayrık inverterler akü grupları ile tüketici arasında güç çevirimini gerçekleştirmektedir.

Inverter seçiminde birçok parametre değerlendirilmek durumundadır, burada 3 temel seçim kriteri öne çıkmaktadır:

1. Kurulacak fotovoltaik sistemin gücü

Tüketiciler veya bu işin ticaretini yapacak firmalar verilen yasal izinler ve kurulum alanının durumuna göre sistemin boyutlarını belirlemektedir. Örneğin evsel bir kurulunda 2-3 kW’lık bir sistem enerji ihtiyaçları için yeterli olmakta ve çoğunlukla kurulum yapılacak alanın yüzey alanı buna müsaade etmektedir. Buna karşın fabrika çatıları MW seviyesine kadar kurulum alana sahip olmaktadır. Bu kapsamda küçük sistemlerde dizi inverter kullanımı, MW boyutundaki ticari ve santral uygulamalarında Dizi ve Merkezi inverter kullanımı ve büyük santral uygulamalarında Merkezi inverter kullanımı uygun düşmektedir.

2. Kurulum yüzeyinin durumu

Paneller üzerine düşen en ufak bir gölge faktörünün sistemin genel performansını etkilemesi ve 25 yıllık çalışma periyodunda büyük enerji kayıplarına sebep olacağı bilinmelidir. Özellikle çatı uygulamalarında gölge yaratan faktörlere dikkat edilmesi gerekmektedir. FV panel üstünde gölge yaratacak çanak anten, paratoner ve benzeri etkilerden kaçınılmalıdır. Gölge yaratacak etkenlerin çok olduğu bir yüzeyde çalışılıyor ise daha küçük güçlü ve/veya MPPT sayısı fazla olan inverterler seçilmesi gerekir. Kuzey yarım kürede FV panellerin güneye bakacak şekilde kurulum yapılması daha yüksek enerji üretimi sağlamaktadır. Kurulum yüzeyinde farklı oryantasyonda ve farklı açıda kurulum yapılması zorunluluğu var ise farklı inverter veya aynı inverterin farklı MPPT devrelerini kullanmak oluşabilecek enerji kayıplarını minimize edecektir.

3.Fotovoltaik sistemin hangi bölgede kurulduğu

Hava koşullarının günlük, aylık ve mevsimsel olarak değişmesinden dolayı, kurulacak olan sistemin tüm yıl boyunca yüksek performanslı çalışması için tasarım yapılması gerekmektedir. Değişen hava koşullarında fotovoltaik sistemi ilgilendiren kısım ışınım ve sıcaklık değişimleridir. İstanbul’un yıllık sıcaklık farkları ile Konya’nın bir olmaması nedeni ile sistemde kullanılacak seri bağlı panel adedi değişim gösterecektir. Panellerin voltajı dış ortam sıcaklığının artması ile düşmekte ve dış ortamın soğuması ile panel voltajları yükselmektedir. Bu durumda seçilecek olan inverterin hangi MPPT voltaj aralığında olduğuna dikkat edilmelidir. Özellikle dar MPPT voltaj aralığına sahip inverterler sezonluk sıcaklık farklarının yüksekn olduğu bölgelerde dikkatli tasarlanması gerekmektedir.
Şebeke bağlantılı inverterler uygulama alanlarına göre dizi ve merkezi olarak sınıflandırılabilirler.

Dizi Inverterler

DC giriş gerilimlerinin müsaade ettiği voltaj değerine kadar panellerin seri bağlandığı ve her bir FV dizinin doğrudan invertere bağlantısı ile oluşturulan sistemlerin inverteridir. Evsel kurulumlarda 2-5 kW aralıklarında üretilip 230 V tek fazlı ve 5 kW üstünde 400 V üç fazlı olarak üretilmektedir. Endüstriyel ve santral sistemlerde MW seviyelerine ulaşmak için 30 -33 kW AC çıkış gücündeki dizi inverterler kullanılmaktadır. Sistem güvenliği için DC ve AC koruma ekiplamları ile birlikte üretilen paket dizi inverter çözümleri bulunmaktadır.

Merkezi Inverterler

Merkezi inverter teknolojisi diğer inverter tiplerinden farklı olarak, panellerin inverter öncesinde DC korumanın yapıldığı bağlantı kutularında birleştirildikten sonra invertere bağlantının yapıldığı sistemlerdir. Merkezi inverterler diğer inverter tiplerine göre daha büyük panel grupları tek merkezden yönetmektedir. Genel olarak merkezi inverterlerin alçak gerilim voltaj değerleri normal dağıtım trafolarının 400 V değerlerinden farklı olup 300V, 350V, 400V ve 690 V olacak şekilde üretilmektedirler. Merkezi inverter çıkışından sonra merkezi inverterin alçak gerilim voltaj seviyesine göre üretilmiş trafodan geçerek orta gerilim şebekesine 33 kV – 34,5 kV seviyesinden bağlantısı yapılır.