İnvertör (inverter) nedir ve nasıl çalışır?

İnvertör nedir, ne işe yarar?

İnvertör, doğru akımı alternatif akıma çeviren cihazdır. Güneş panelleri ve aküler doğru akım verir; evdeki cihazların çoğu ve dağıtım şebekesi ise alternatif akımla çalışır. İnvertör bu iki dünya arasında köprü kurar.

Güneş enerjisi sisteminde (GES) panellerin ürettiği enerjinin evde ya da işyerinde kullanılabilmesi invertöre bağlıdır. Panelden invertöre, oradan panoya uzanan zincirin tamamı çatı GES kurulumu rehberinde aşama aşama anlatılıyor.

DC ile AC arasındaki fark nedir?

Doğru akım (DC) tek yönde akar; güneş panelleri ve aküler bu tür akım üretir ya da depolar. Alternatif akımda (AC) ise akımın yönü düzenli aralıklarla, saniyede pek çok kez değişir; bu değişimin hızına frekans denir. Bu iki akım türü doğrudan birbirine bağlanamaz; aradaki dönüşümü invertör yapar.

GES invertörü hangi işi görür?

GES invertörü panellerden gelen doğru akımı alternatif akıma çevirir ve bu enerjiyi tesisatın kullanabileceği biçimde panoya verir. Büyük bir çatı sisteminde de küçük bir balkon güneş paneli uygulamasında da bu dönüşüm aynı temel işe dayanır; farkı güç, bağlantı biçimi ve izin süreci belirler.

İnvertör nasıl çalışır?

İnvertörün içinde yarı iletken anahtarlar bulunur. Bu anahtarlar DC gerilimi çok yüksek hızda açıp kapatarak darbeler üretir; darbelerin genişliği ayarlanarak çıkışın ortalaması sinüs dalgasına yaklaştırılır. Çıkış filtresi bu darbeli yapıyı yumuşatır.

Çıkış dalgasının sinüse ne kadar yakın olduğu, beslenen cihazların sorunsuz çalışmasını etkiler. GES invertörlerinde ayrıca panellerden alınabilecek en yüksek gücü izleyen bir devre (MPPT, en yüksek güç noktası izleme) bulunabilir; cihazınızda olup olmadığı üretici belgesinde yazar. Hangi türün seçileceği ise invertörün şebekeyle ve aküyle ilişkisine bağlıdır.

DC'den AC'ye çevrim nasıl yapılır?

Çevrimin temeli darbe genişlik modülasyonudur (PWM): anahtarlar her çevrimde farklı sürelerle iletime geçer ve kısa darbelerin ortalaması sinüs biçimini oluşturur. Filtre devresi yüksek frekanslı bileşenleri bastırarak çıkışı düzgünleştirir. Bu iş tamamen cihazın içinde olur; kullanıcının ayarlayacağı bir kısmı yoktur.

Şebekeye bağlı invertör şebekeyle nasıl eşzamanlanır?

Şebekeye bağlı invertör, enerji vermeden önce şebekenin gerilimini ve frekansını izler ve kendi çıkışını bu değerlere uydurur. Böylece ürettiği enerji şebekeyle aynı ritimde akar ve tesisatta kullanılır ya da fazlası şebekeye geçer.

Şebeke kesildiğinde invertörün nasıl davranacağı üretici belgesinde ve bağlantı onayında tanımlanır. Kendi sisteminizde akü ya da yedek besleme düzeni bulunup bulunmadığını kurulum belgelerinden ya da kurulumu yapan ustadan öğrenin.

Güneş enerjisi invertörü ile motor sürücüsü (VFD) nasıl ayrılır?

Sanayide "invertör" sözcüğü motor hız kontrol cihazları için de kullanılır. Bu ad benzerliği, enerji üreten GES invertörü ile motoru yöneten sürücünün karıştırılmasına yol açar.

İki cihazın içinde de bir invertör kademesi bulunur, ama amaçları farklıdır. GES invertörü panellerin ürettiği enerjiyi tesisata ve şebekeye uygun hale getirir. Motor sürücüsü ise şebekeden aldığı enerjiyi bir motorun hızını ve torkunu ayarlamak için kullanır.

Motor sürücüsünün içinde neler bulunur?

Frekans invertörü (VFD), motorun hızını ve torkunu, motora verdiği gerilimi ve frekansı değiştirerek ayarlar. Schneider Electric'in motor yolverme açıklaması, bu sürücülerin genel yapısını doğrultucu köprü, DC ara devre ve invertör kademesi olarak tanımlar. Bu genel yapıda sürücü, şebekeden aldığı AC enerjiyi önce DC'ye, sonra ayarlanabilir AC'ye çevirir; GES invertöründe ise giriş zaten panelden gelen doğru akımdır.

İki cihaz tesisatın neresinde durur?

GES invertörü tesisatın üretim tarafındadır: paneller ile dağıtım panosu arasında yer alır ve tesise enerji verir. Motor sürücüsü ise tüketim tarafındadır; panodan beslenir ve bir pompa, fan ya da makinenin motorunu yönetir.

İnvertör dağıtım panosuna nasıl bağlanır ve nasıl korunur?

İnvertörün ürettiği AC enerji, tesisin ana ya da tali elektrik panosu üzerinden kullanıma girer. Kablo kesitleri, bağlantı noktaları ve koruma elemanları projeye ve üretici belgelerine göre uzman tarafından belirlenir.

Cihazın kendi iç korumaları dış tesisattaki hataları tek başına karşılamaz; bu yüzden hem AC çıkışta hem panel tarafındaki DC hatta ayırma ve koruma elemanları projede ayrıca tanımlanır. SMA'nın invertör kılavuzu, güneş ışığı alan panellerin DC iletkenlerde ve invertörün gerilimli parçalarında tehlikeli DC gerilim ürettiğini, bunlara dokunmanın öldürücü elektrik çarpmasına yol açabileceğini yazar. Panel ışık aldıkça DC taraf canlı kalır; şebeke tarafını ayırmak DC tarafı enerjisiz yapmaz.

Aynı kılavuz, DC konnektörlerin yük altında invertörden ayrılmasının ark oluşturabileceğini ve montaj, kurulum, devreye alma ile arıza gidermenin yalnız nitelikli kişilerce yapılmasını ister. İnvertör bağlantısı ve koruma düzeni hakkında bilgi ve teklif için GES elektrik altyapısı ve uygulama kapsamı sayfasına bakabilirsiniz.

• Kurulum tesliminde tek hat şemasını ve koruma elemanlarının listesini isteyin.
• Topraklama ölçümünün yapılıp yazılı raporlandığını sorun.
• Panel kablolarına, soketlerine ve invertörün bağlantı noktalarına dokunmayın; panel ışık aldıkça DC taraf canlı kalır.
• İnvertörün ve panonun önünü eşyayla kapatmayın; cihazdan koku ya da alışılmadık ses gelirse yaklaşmadan kurulumu yapan ustaya haber verin.
• Duman, alev ya da yoğun yanık kokusu varsa uzaklaşın ve 112'yi arayın.

AC çıkış panoya nasıl ulaşır?

İnvertörün AC çıkışı, kendi koruma şalteri üzerinden dağıtım panosuna bağlanır. Schneider Electric'in dağıtım panoları açıklaması, panoyu gelen beslemeyi ayrı devrelere bölen yapı olarak tanımlar; GES bağlı bir tesiste bu panoya şebekenin yanında invertörden de enerji gelir.

AC ve DC tarafta hangi korumalar düşünülür?

AC tarafta invertör çıkışının kendi devre kesicisi, kısa devre kesme kapasitesi ve kaçak akım koruması, sistemin topraklama düzeniyle birlikte seçilir. DC tarafta panel dizilerini güvenle ayırmayı ve korumayı sağlayan elemanlar bulunur. Hangi elemanın hangi değerde olacağını projeye ve üreticinin şartlarına göre uzman belirler.

Şebekeye verilen enerji nasıl ölçülür?

Şebekeye bağlı bir GES'te tesis bazen şebekeden enerji çeker, bazen şebekeye enerji verir. Fazla enerjinin nasıl değerlendirildiği ve başvuru adımları GES mahsuplaşma ve başvuru süreci rehberinde anlatılıyor; ölçüm tarafının mantığı ise şöyledir.

Çift yönlü akışta çekilen ve verilen enerji ayrı kaydedilir. İşletmelerde invertörün devreye girmesi reaktif güç dengesini de etkileyebilir; bu etkileşim GES ile kompanzasyon etkileşimi rehberinde anlatılıyor.

Import ve export enerji ne anlatır?

ENTES'in analizör SSS sayfası, import aktif enerjiyi şebekeden ya da jeneratörden çekilen enerji, export aktif enerjiyi ise solar gibi üretim yapan tesislerde şebekeye verilen enerji olarak tanımlar. Bu tür analizörler endüktif ve kapasitif reaktif enerjiyi de ayrı gösterir. Sayaç ve analizör ekranlarındaki işaretler cihaza göre değişebileceği için yorum, cihazın kendi kılavuzuna göre yapılır.

Üretim sırasında verilen reaktif enerji faturalanır mı?

EPDK'nin tarife uygulama usul ve esasları, dağıtım sistemine bağlı bir üreticinin sisteme enerji verirken aynı anda verdiği reaktif enerjinin faturalamada dikkate alınmayacağını belirtir. Bu hüküm yalnız üretimle eşzamanlı veriş içindir; faturalama ve mahsuplaşmanın geri kalanı GES başvuru rehberinin konusudur.

Kaynaklar

• Schneider Electric kurulum kılavuzu: Schneider Electric Electrical Installation Guide: motor starter configurations
• Schneider Electric kurulum kılavuzu: Schneider Electric EIG — Ana, alt ve son dağıtım panoları
• ENTES ürün belgesi: ENTES — analizör akım giriş uyumu ve hata inceleme teknik SSS
• EPDK düzenlemesi: EPDK — Dağıtım Lisansı Sahibi Tüzel Kişiler ve Görevli Tedarik Şirketlerinin Tarife Uygulamalarına İlişkin Usul ve Esaslar — Son Hali
• manuals.sma.de: SMA Solar Technology AG — Sunny Boy 3.0–5.0 kılavuzu, Safety Information