Mundua energia-irtenbide iraunkor eta garbien bilaketan aurrera egiten duen heinean, eguzki-energia etorkizun berdeago baten lasterketan aitzindari bihurtu da. Eguzkiaren energia ugaria eta berriztagarria aprobetxatuz, eguzki-energia fotovoltaiko (PV) sistemek ospea lortu dute, elektrizitatea sortzeko moduan eraldaketa nabarmen baten bidea zabalduz. 
Eguzki-energia fotovoltaiko sistema ororen bihotzean eguzki-argia energia erabilgarri bihurtzea ahalbidetzen duen osagai garrantzitsu bat dago:eguzki-inbertsoreEguzki-panelen eta sare elektrikoaren arteko zubi gisa jardunez, eguzki-inbertsoreek funtsezko zeregina dute eguzki-energiaren erabilera eraginkorrean. Haien funtzionamendu-printzipioa ulertzea eta mota desberdinak aztertzea funtsezkoa da eguzki-energiaren bihurketaren atzean dagoen mekanika liluragarria ulertzeko. HNola egiten du A-k?SolarIinbertsoreWork? Eguzki-inbertsore bat eguzki-panelek sortutako korronte zuzena (DC) korronte alternoko (AC) elektrizitate bihurtzen duen gailu elektroniko bat da, etxetresna elektrikoak elikatzeko eta sare elektrikora sartzeko erabil daitekeena. Eguzki-inbertsore baten funtzionamendu-printzipioa hiru etapa nagusitan bana daiteke: bihurketa, kontrola eta irteera. Bihurketa: Eguzki-inbertsoreak lehenik eguzki-panelek sortutako korronte zuzeneko elektrizitatea jasotzen du. Korronte zuzeneko elektrizitate hori normalean eguzki-argiaren intentsitatearen arabera aldatzen den tentsio gorabeheratsu baten moduan izaten da. Inbertsorearen zeregin nagusia tentsio zuzen aldakor hori kontsumorako egokia den korronte alterno egonkor bihurtzea da. Bihurketa-prozesuak bi osagai nagusi ditu: potentzia-elektronikako etengailu multzo bat (normalean ate isolatuko transistore bipolarrak edo IGBTak) eta maiztasun handiko transformadore bat. Etengailuek tentsio zuzena azkar piztu eta itzaltzeaz arduratzen dira, maiztasun handiko pultsu-seinale bat sortuz. Ondoren, transformadoreak tentsioa nahi den korronte alternoko tentsio-mailara igotzen du. Kontrola: Eguzki-inbertsore baten kontrol-etapak bihurketa-prozesua eraginkortasunez eta segurtasunez funtzionatzen duela ziurtatzen du. Kontrol-algoritmo eta sentsore sofistikatuak erabiltzea dakar hainbat parametro kontrolatu eta erregulatzeko. Kontrol-funtzio garrantzitsu batzuk hauek dira: a. Potentzia Puntu Maximoaren Jarraipena (MPPT): Eguzki-panelek funtzionamendu-puntu optimo bat dute, potentzia puntu maximoa (MPP) izenekoa, non eguzki-argiaren intentsitate jakin baterako potentzia maximoa sortzen duten. MPPT algoritmoak etengabe doitzen du eguzki-panelen funtzionamendu-puntua, potentzia-irteera maximizatzeko, MPP jarraituz. b. Tentsio eta maiztasun erregulazioa: Inbertsorearen kontrol sistemak irteerako tentsio eta maiztasun egonkor bat mantentzen du korronte alternoan, normalean sare elektrikoaren estandarrak jarraituz. Horrek beste gailu elektrikoekin bateragarritasuna bermatzen du eta sarearekin integrazio ezin hobea ahalbidetzen du. c. Sarearen sinkronizazioa: Sareari konektatutako eguzki-inbertsoreek korronte alternoko irteeraren fasea eta maiztasuna sare elektrikoarekin sinkronizatzen dituzte. Sinkronizazio honek inbertsoreari soberako potentzia sarera itzultzeko edo saretik energia hartzeko aukera ematen dio eguzki-ekoizpena nahikoa ez denean. Irteera: Azken fasean, eguzki-inbertsoreak bihurtutako korronte alternoko elektrizitatea karga elektrikoei edo sare elektrikoari bidaltzen die. Irteera bi modutara erabil daiteke: a. Sare elektrikoan edo sare elektrikora konektatutako sistemak: Sare elektrikora konektatutako sistemetan, eguzki-inbertsoreak zuzenean sare elektrikora bidaltzen du korronte alternoko elektrizitatea. Horrek erregai fosiletan oinarritutako zentral elektrikoen mendekotasuna murrizten du eta sareko neurketa ahalbidetzen du, non egunean zehar sortutako gehiegizko elektrizitatea kontuan hartu eta eguzki-ekoizpen baxuko aldietan erabil daitekeen. b. Sarerik gabeko sistemak: Sarerik gabeko sistemetan, eguzki-inbertsoreak bateria-banku bat kargatzen du karga elektrikoei energia hornitzeaz gain. Bateriek soberako eguzki-energia gordetzen dute, eta hori erabil daiteke eguzki-ekoizpen txikiko garaietan edo gauez, eguzki-panelek elektrizitatea sortzen ez dutenean. Eguzki-inbertsoreen ezaugarriak: Eraginkortasuna: Eguzki-inbertsoreak eraginkortasun handiz funtzionatzeko diseinatuta daude, eguzki-energia fotovoltaiko sistemaren energia-errendimendua maximizatzeko. Eraginkortasun handiagoak energia-galera txikiagoa dakar bihurketa-prozesuan, eguzki-energiaren proportzio handiagoa eraginkortasunez erabiltzen dela ziurtatuz. Potentzia irteera: Eguzki-inbertsoreak potentzia-balorazio desberdinetan daude eskuragarri, etxebizitza-sistema txikietatik hasi eta eskala handiko instalazio komertzialetaraino. Inbertsore baten irteera-potentzia eguzki-panelen gaitasunarekin bat etorri behar da errendimendu optimoa lortzeko. Iraunkortasuna eta Fidagarritasuna: Eguzki-energia inbertsoreak ingurumen-baldintza desberdinen eraginpean daude, besteak beste, tenperatura-gorabeherak, hezetasuna eta potentzialki igoera elektrikoak. Beraz, inbertsoreak material sendoekin eraiki eta baldintza horiei aurre egiteko diseinatu behar dira, epe luzerako fidagarritasuna bermatuz. Monitorizazioa eta Komunikazioa: Eguzki-energia inbertsore moderno askok monitorizazio-sistemekin hornituta daude, erabiltzaileei beren eguzki-energia fotovoltaiko sistemaren errendimendua jarraitzeko aukera ematen dietenak. Inbertsore batzuek kanpoko gailuekin eta software-plataformekin ere komunikatu daitezke, denbora errealeko datuak emanez eta urruneko monitorizazioa eta kontrola ahalbidetuz. Segurtasun Ezaugarriak: Eguzki-inbertsoreek hainbat segurtasun-ezaugarri dituzte sistema eta berarekin lan egiten duten pertsonak babesteko. Ezaugarri horien artean daude gaintentsioaren aurkako babesa, gainkorrontearen aurkako babesa, lur-hutsegiteen detekzioa eta uharteen aurkako babesa, eta horrek inbertsoreak sare elektrikora energia ematea eragozten du argindar-etenaldietan. Eguzki-inbertsoreen sailkapena potentzia-balorazioaren arabera PV inbertsoreak, eguzki-inbertsore gisa ere ezagunak, mota desberdinetan sailka daitezke beren diseinuaren, funtzionaltasunaren eta aplikazioaren arabera. Sailkapen hauek ulertzeak eguzki-PV sistema espezifiko baterako inbertsore egokiena aukeratzen lagun dezake. Hauek dira potentzia-mailaren arabera sailkatutako PV inbertsore mota nagusiak: Inbertsore potentzia mailaren arabera: batez ere banatutako inbertsoreetan (kate inbertsoreak eta mikro inbertsoreak), zentralizatutako inbertsoreetan banatuta Kate alderantzikatuaers: Kate-inbertsoreak dira etxebizitza eta merkataritza-instalazioetan gehien erabiltzen diren fotovoltaiko inbertsore motak, seriean konektatutako hainbat eguzki-panel kudeatzeko diseinatuta daude, "kate" bat osatuz. PV katea (1-5kw) nazioarteko merkatuan inbertsore ezagunena bihurtu da gaur egun, DC aldean potentzia maximoaren gailurraren jarraipena eta AC aldean sare paraleloan konexioa dituen inbertsore bat duelako. Eguzki-panelek sortutako korronte zuzena kate-inbertsoreari ematen zaio, eta honek korronte alternoko elektrizitate bihurtzen du, berehala erabiltzeko edo sarera esportatzeko. Kate-inbertsoreak ezagunak dira beren sinpletasunagatik, kostu-eraginkortasunagatik eta instalazio errazagatik. Hala ere, kate osoaren errendimendua errendimendu txikieneko panelaren menpe dago, eta horrek sistemaren eraginkortasun orokorrari eragin diezaioke. Mikroinbertsoreak: Mikroinbertsoreak sistema fotovoltaiko bateko eguzki-panel bakoitzean instalatzen diren inbertsore txikiak dira. Kate-inbertsoreek ez bezala, mikroinbertsoreek korronte zuzeneko elektrizitatea korronte alterno bihurtzen dute panel mailan bertan. Diseinu honek panel bakoitza modu independentean funtzionatzea ahalbidetzen du, sistemaren energia-irteera orokorra optimizatuz. Mikroinbertsoreek hainbat abantaila eskaintzen dituzte, besteak beste, panel mailako potentzia-puntuaren jarraipena (MPPT), sistemaren errendimendua hobetzea itzalpean edo desorekatuta dauden paneletan, segurtasun handiagoa tentsio zuzen txikiagoei esker eta panel bakoitzaren errendimenduaren jarraipen zehatza. Hala ere, hasierako kostu handiagoa eta instalazioaren konplexutasun potentziala kontuan hartu beharreko faktoreak dira. Inbertsore zentralizatuak: Inbertsore zentralizatuak, inbertsore handi edo erabilgarritasun-eskalako (>10kW) inbertsore gisa ere ezagunak, normalean eguzki-energia fotovoltaiko instalazio handietan erabiltzen dira, hala nola eguzki-parkeetan edo eguzki-proiektu komertzialetan. Inbertsore hauek hainbat eguzki-panel-kate edo multzotatik datozen korronte zuzeneko potentzia handiko sarrerak kudeatzeko eta sare elektrikorako korronte alterno bihurtzeko diseinatuta daude. Ezaugarririk handiena sistemaren potentzia handia eta kostu baxua da, baina fotovoltaiko kate desberdinen irteerako tentsioa eta korrontea askotan ez direnez zehatz-mehatz bat etortzen (batez ere fotovoltaiko kateak laino, itzal, orban eta abarren ondorioz partzialki itzalean daudenean), inbertsore zentralizatuaren erabilerak inbertsio prozesuaren eraginkortasun txikiagoa eta etxeko energia elektriko txikiagoa ekarriko du. Inbertsore zentralizatuek normalean potentzia-ahalmen handiagoa dute beste motekin alderatuta, hainbat kilowatt-etik hainbat megawatt-era bitartekoa. Kokapen zentral batean edo inbertsore-estazio batean instalatzen dira, eta eguzki-panelen hainbat kate edo multzo paraleloan konektatuta daude. Zer egiten du eguzki-inbertsore batek? Inbertsore fotovoltaikoek hainbat funtzio betetzen dituzte, besteak beste, korronte alternoaren bihurketa, eguzki-zelulen errendimendua optimizatzea eta sistemaren babesa. Funtzio horien artean daude funtzionamendu eta itzaltze automatikoa, potentzia maximoaren jarraipen-kontrola, uharteen aurkako kontrola (sare konektatutako sistemetarako), tentsioaren doikuntza automatikoa (sare konektatutako sistemetarako), korronte zuzeneko detekzioa (sare konektatutako sistemetarako) eta korronte zuzeneko lurzoruaren detekzioa (sare konektatutako sistemetarako). Azter ditzagun laburki funtzionamendu eta itzaltze automatikoaren funtzioa eta potentzia maximoaren jarraipen-kontrolaren funtzioa. 1) Funtzionamendu automatikoa eta itzaltze funtzioa Goizeko egunsentia ondoren, eguzki-erradiazioaren intentsitatea pixkanaka handitzen da, eta eguzki-zelulen irteera horren arabera handitzen da. Inbertsoreak behar duen irteera-potentzia lortzen denean, inbertsoreak automatikoki hasten du martxan. Funtzionamenduan sartu ondoren, inbertsoreak eguzki-zelulen osagaien irteera uneoro kontrolatuko du, eguzki-zelulen osagaien irteera-potentzia inbertsoreak behar duen irteera-potentzia baino handiagoa den bitartean, inbertsoreak martxan jarraituko du; ilunabarra gelditu arte, euria egin arren, inbertsoreak ere funtzionatzen du. Eguzki-zelulen moduluaren irteera txikiagoa denean eta inbertsorearen irteera 0tik gertu dagoenean, inbertsoreak itxarote-egoera bat hartuko du. 2) Gehienezko potentziaren jarraipenaren kontrol funtzioa Eguzki-zelula moduluaren irteera aldatu egiten da eguzki-erradiazioaren intentsitatearen eta eguzki-zelula moduluaren beraren tenperaturaren arabera (txiparen tenperatura). Gainera, eguzki-zelula moduluak tentsioa korrontea handitzen den heinean gutxitzen den ezaugarria duenez, potentzia maximoa lor dezakeen funtzionamendu-puntu optimo bat dago. Eguzki-erradiazioaren intentsitatea aldatzen ari da, eta, jakina, funtzionamendu-puntu onena ere aldatzen ari da. Aldaketa horien arabera, eguzki-zelula moduluaren funtzionamendu-puntua beti dago potentzia maximoaren puntuan, eta sistemak beti lortzen du potentzia maximoa irteeran eguzki-zelula modulutik. Kontrol mota hau potentzia maximoaren jarraipen-kontrola da. Eguzki-energia sortzeko sisteman erabiltzen den inbertsorearen ezaugarririk handiena potentzia maximoaren puntuaren jarraipen-funtzioa (MPPT) da. Inbertsore fotovoltaikoaren adierazle tekniko nagusiak 1. Irteerako tentsioaren egonkortasuna Sistema fotovoltaikoan, eguzki-zelulak sortutako energia elektrikoa lehenik bateriak biltegiratzen du, eta ondoren 220V edo 380V-ko korronte alterno bihurtzen da inbertsorearen bidez. Hala ere, bateriak bere karga eta deskarga propioak eragiten du, eta bere irteerako tentsioa tarte zabal batean aldatzen da. Adibidez, 12V-ko bateria nominalak 10,8 eta 14,4V arteko tentsio-balioa du (tarte horretatik kanpo bateria kaltetu daiteke). Inbertsore kualifikatu batentzat, sarrerako terminaleko tentsioa tarte horretan aldatzen denean, bere irteerako tentsio egonkorraren aldaketak ez luke balio nominalaren % 5 baino handiagoa izan behar. Aldi berean, karga bat-batean aldatzen denean, bere irteerako tentsioaren desbideratzeak ez luke balio nominalaren gainetik ± % 10 baino handiagoa izan behar. 2. Irteerako tentsioaren uhin-formaren distortsioa Uhin sinusoidal inbertsoreetarako, uhin-formaren distortsio maximoa (edo harmonikoen edukia) zehaztu behar da. Normalean irteerako tentsioaren uhin-formaren distortsio osoaren bidez adierazten da, eta bere balioak ez luke % 5 baino handiagoa izan behar (fase bakarreko irteerarako % 10 onartzen da). Inbertsoreak irteerako korronte harmoniko altuak galera gehigarriak sortuko dituenez, hala nola korronte zurrunbilotsuak karga induktiboaren gainean, inbertsorearen uhin-formaren distortsioa handiegia bada, kargaren osagaien berotze larria eragingo du, eta hori ez da lagungarria ekipamendu elektrikoen segurtasunerako eta sistemaren funtzionamendu-eraginkortasunean eragin larria du. 3. Irteerako maiztasun nominala Motorrak barne hartzen dituzten kargetarako, hala nola garbigailuak, hozkailuak, etab., motorraren funtzionamendu-maiztasun optimoa 50Hz denez, maiztasun altuegiak edo baxuegiak ekipamendua berotzea eragingo du, sistemaren funtzionamendu-eraginkortasuna eta zerbitzu-bizitza murriztuz, beraz, inbertsorearen irteerako maiztasuna balio nahiko egonkorra izan behar da, normalean 50Hz-ko potentzia-maiztasuna, eta bere desbideratzea % Plusmn;l barruan egon behar da lan-baldintza normaletan. 4. Karga-potentzia faktorea Ezaugarritu inbertsorearen gaitasuna karga induktiboarekin edo karga kapazitiboarekin. Uhin sinusoidaleko inbertsorearen karga-potentzia faktorea 0,7~0,9 da, eta balio nominala 0,9 da. Karga-potentzia jakin baten kasuan, inbertsorearen potentzia-faktorea baxua bada, behar den inbertsorearen ahalmena handituko da. Alde batetik, kostua handituko da, eta, aldi berean, sistema fotovoltaikoaren korronte alternoko zirkuituaren itxurazko potentzia handituko da. Korrontea handitzen den heinean, galerak handituko dira nahitaez, eta sistemaren eraginkortasuna ere gutxituko da. 5. Inbertsorearen eraginkortasuna Inbertsorearen eraginkortasunak bere irteerako potentziaren eta sarrerako potentziaren arteko erlazioa adierazten du lan-baldintza zehatzetan, ehunekotan adierazita. Oro har, inbertsore fotovoltaiko baten eraginkortasun nominala erresistentzia-karga huts bati egiten dio erreferentzia. % 80ko kargaren baldintzapean, s eraginkortasuna. Sistema fotovoltaikoaren kostu orokorra handia denez, inbertsore fotovoltaikoaren eraginkortasuna maximizatu behar da sistemaren kostua murrizteko eta sistema fotovoltaikoaren kostu-errendimendua hobetzeko. Gaur egun, inbertsore nagusien eraginkortasun nominala % 80 eta % 95 artekoa da, eta potentzia txikiko inbertsoreen eraginkortasuna gutxienez % 85ekoa izan behar da. Sistema fotovoltaiko baten benetako diseinu-prozesuan, ez da soilik eraginkortasun handiko inbertsore bat aukeratu behar, baizik eta sistemaren konfigurazio arrazoizkoa ere erabili behar da sistema fotovoltaikoaren karga ahalik eta eraginkortasun-puntu onenetik gertu funtziona dezan. 6. Irteerako korronte nominala (edo irteerako ahalmen nominala) Inbertsorearen irteera-korronte nominala adierazten du, zehaztutako karga-potentzia-faktorearen tartean. Inbertsore-produktu batzuek irteera-ahalmen nominala ematen dute, eta unitatea VA edo kVA-tan adierazten da. Inbertsorearen ahalmen nominala irteera-tentsio nominalaren eta irteera-korronte nominalaren biderkadura da, irteera-potentzia-faktorea 1 denean (hau da, karga erresistente hutsa denean). 7. Babes neurriak Errendimendu bikaina duen inbertsore batek babes-funtzio edo neurri osoak izan beharko lituzke benetako erabileran zehar gertatzen diren egoera anormalei aurre egiteko, inbertsore bera eta sistemaren beste osagaiak kalteetatik babesteko. 1) Sartu tentsio baxuko aseguru kontua: Sarrerako terminaleko tentsioa tentsio nominalaren % 85 baino txikiagoa denean, inbertsoreak babesa eta pantaila izan beharko lituzke. 2) Sarrerako gehiegizko tentsioaren babeslea: Sarrerako terminaleko tentsioa tentsio nominalaren % 130 baino handiagoa denean, inbertsoreak babesa eta pantaila izan behar ditu. 3) Gehiegizko korrontearen aurkako babesa: Inbertsorearen gainkorrontearen aurkako babesak karga zirkuitulabur batean edo korronteak balio onargarria gainditzen duenean garaiz jardun behar du, korrontearen igoerak kalterik ez izateko. Laneko korrontea balio nominalaren % 150etik gorakoa denean, inbertsoreak automatikoki babestu behar du. 4) irteerako zirkuitulaburreko babesa Inbertsorearen zirkuitulaburreko babes-ekintza-denborak ez luke 0,5 segundo baino gehiago izan behar. 5) Sarrerako alderantzizko polaritatearen aurkako babesa: Sarrera terminalaren polo positiboa eta negatiboa alderantziz daudenean, inbertsoreak babes funtzioa eta pantaila izan beharko lituzke. 6) Tximistaren aurkako babesa: Inbertsoreak tximistaren aurkako babesa izan beharko luke. 7) Gehiegizko tenperaturaren aurkako babesa, etab. Gainera, tentsioa egonkortzeko neurririk ez duten inbertsoreentzat, inbertsoreak irteerako gehiegizko tentsioaren aurkako babes neurriak ere izan beharko lituzke karga gehiegizko tentsioaren kalteetatik babesteko. 8. Hasierako ezaugarriak Inbertsoreak kargarekin abiarazteko duen gaitasuna eta funtzionamendu dinamikoan duen errendimendua ezaugarritzeko. Inbertsoreak karga nominalaren pean abiarazte fidagarria bermatu behar du. 9. Zarata Potentzia-ekipo elektronikoetako transformadoreek, iragazki-induktoreek, etengailu elektromagnetikoek eta haizagailuek zarata sortuko dute. Inbertsoreak normal funtzionatzen duenean, bere zarata ez da 80dB baino handiagoa izan behar, eta inbertsore txiki baten zarata ez da 65dB baino handiagoa izan behar. Eguzki-inbertsoreen hautaketa trebetasunak
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 8a