Seiring dengan kemajuan dunia dalam upayanya mencari solusi energi berkelanjutan dan bersih, tenaga surya muncul sebagai pelopor dalam upaya menuju masa depan yang lebih hijau. Memanfaatkan energi matahari yang berlimpah dan terbarukan, sistem fotovoltaik (PV) surya telah memperoleh popularitas yang luas, membuka jalan bagi transformasi luar biasa dalam cara kita menghasilkan listrik. 
Inti dari setiap sistem PV surya terletak pada komponen penting yang memungkinkan konversi sinar matahari menjadi energi yang dapat digunakan:inverter suryaBertindak sebagai jembatan antara panel surya dan jaringan listrik, inverter surya memainkan peran penting dalam pemanfaatan tenaga surya secara efisien. Memahami prinsip kerja dan mengeksplorasi berbagai jenisnya adalah kunci untuk memahami mekanisme menarik di balik konversi energi surya. Hbagaimana caranyaSsuryaIkonverterWBahasa Ork? Inverter surya adalah perangkat elektronik yang mengubah arus listrik searah (DC) yang dihasilkan oleh panel surya menjadi arus listrik bolak-balik (AC) yang dapat digunakan untuk menyalakan peralatan rumah tangga dan disalurkan ke jaringan listrik. Prinsip kerja inverter surya dapat dibagi menjadi tiga tahap utama: konversi, kontrol, dan output. Konversi: Inverter surya pertama-tama menerima listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya. Listrik DC ini biasanya dalam bentuk tegangan yang berfluktuasi dan berubah-ubah sesuai dengan intensitas sinar matahari. Tugas utama inverter adalah mengubah tegangan DC yang berubah-ubah ini menjadi tegangan AC yang stabil dan sesuai untuk dikonsumsi. Proses konversi melibatkan dua komponen utama: satu set sakelar elektronik daya (biasanya transistor bipolar gerbang terisolasi atau IGBT) dan transformator frekuensi tinggi. Sakelar bertanggung jawab untuk menyalakan dan mematikan tegangan DC dengan cepat, sehingga menghasilkan sinyal pulsa frekuensi tinggi. Trafo kemudian menaikkan tegangan ke level tegangan AC yang diinginkan. Kontrol: Tahap kontrol inverter surya memastikan bahwa proses konversi beroperasi secara efisien dan aman. Tahap ini melibatkan penggunaan algoritma kontrol dan sensor canggih untuk memantau dan mengatur berbagai parameter. Beberapa fungsi kontrol yang penting meliputi: a. Pelacakan Titik Daya Maksimum (MPPT): Panel surya memiliki titik operasi optimal yang disebut titik daya maksimum (MPP), di mana panel tersebut menghasilkan daya maksimum untuk intensitas cahaya matahari tertentu. Algoritme MPPT terus-menerus menyesuaikan titik operasi panel surya untuk memaksimalkan daya keluaran dengan melacak MPP. b. Pengaturan Tegangan dan Frekuensi: Sistem kontrol inverter mempertahankan tegangan dan frekuensi keluaran AC yang stabil, biasanya mengikuti standar jaringan listrik. Hal ini memastikan kompatibilitas dengan perangkat listrik lain dan memungkinkan integrasi yang lancar dengan jaringan listrik. c. Sinkronisasi Jaringan: Inverter surya yang terhubung ke jaringan menyinkronkan fase dan frekuensi keluaran AC dengan jaringan utilitas. Sinkronisasi ini memungkinkan inverter untuk menyalurkan kembali daya berlebih ke jaringan atau menarik daya dari jaringan saat produksi surya tidak mencukupi. Keluaran: Pada tahap akhir, inverter surya menyalurkan listrik AC yang dikonversi ke beban listrik atau jaringan listrik. Outputnya dapat digunakan dengan dua cara: a. Sistem On-Grid atau Grid-Tied: Dalam sistem grid-tied, inverter surya menyalurkan listrik AC langsung ke jaringan utilitas. Hal ini mengurangi ketergantungan pada pembangkit listrik berbahan bakar fosil dan memungkinkan pengukuran bersih, di mana kelebihan listrik yang dihasilkan pada siang hari dapat dikreditkan dan digunakan selama periode produksi surya rendah. b. Sistem Off-Grid: Dalam sistem off-grid, inverter surya mengisi daya bank baterai selain memasok daya ke beban listrik. Baterai menyimpan kelebihan energi surya, yang dapat digunakan selama produksi surya rendah atau pada malam hari saat panel surya tidak menghasilkan listrik. Karakteristik Inverter Surya: Efisiensi: Inverter surya dirancang untuk beroperasi dengan efisiensi tinggi guna memaksimalkan hasil energi dari sistem PV surya. Efisiensi yang lebih tinggi menghasilkan lebih sedikit kehilangan energi selama proses konversi, memastikan bahwa sebagian besar energi surya dimanfaatkan secara efektif. Daya Keluaran: Inverter surya tersedia dalam berbagai peringkat daya, mulai dari sistem perumahan kecil hingga instalasi komersial skala besar. Daya keluaran inverter harus disesuaikan dengan kapasitas panel surya untuk mencapai kinerja optimal. Daya Tahan dan Keandalan: Inverter surya terpapar pada berbagai kondisi lingkungan, termasuk fluktuasi suhu, kelembapan, dan potensi lonjakan listrik. Oleh karena itu, inverter harus dibuat dengan bahan yang kuat dan dirancang untuk menahan kondisi tersebut, sehingga dapat diandalkan dalam jangka panjang. Pemantauan dan Komunikasi: Banyak inverter surya modern dilengkapi dengan sistem pemantauan yang memungkinkan pengguna melacak kinerja sistem PV surya mereka. Beberapa inverter juga dapat berkomunikasi dengan perangkat eksternal dan platform perangkat lunak, menyediakan data waktu nyata dan memungkinkan pemantauan dan kontrol jarak jauh. Fitur Keamanan: Inverter surya dilengkapi berbagai fitur keselamatan untuk melindungi sistem dan orang-orang yang bekerja dengannya. Fitur-fitur ini meliputi proteksi tegangan lebih, proteksi arus lebih, deteksi gangguan tanah, dan proteksi anti-islanding, yang mencegah inverter menyalurkan daya ke jaringan listrik selama pemadaman listrik. Klasifikasi Inverter Surya Berdasarkan Peringkat Daya Inverter PV, yang juga dikenal sebagai inverter surya, dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis berdasarkan desain, fungsionalitas, dan aplikasinya. Memahami klasifikasi ini dapat membantu dalam memilih inverter yang paling sesuai untuk sistem PV surya tertentu. Berikut ini adalah jenis utama inverter PV yang diklasifikasikan berdasarkan tingkat daya: Inverter menurut tingkat daya: terutama dibagi menjadi inverter terdistribusi (string inverter & micro inverter), inverter terpusat String Terbalikpengguna: Inverter string merupakan jenis inverter PV yang paling umum digunakan dalam instalasi surya perumahan dan komersial. Inverter ini dirancang untuk menangani beberapa panel surya yang dihubungkan secara seri, sehingga membentuk "string". String PV (1-5kw) telah menjadi inverter paling populer di pasar internasional saat ini melalui inverter dengan pelacakan puncak daya maksimum di sisi DC dan koneksi jaringan paralel di sisi AC. Listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya disalurkan ke string inverter, yang mengubahnya menjadi listrik AC untuk penggunaan langsung atau untuk diekspor ke jaringan listrik. String inverter dikenal karena kesederhanaannya, efektivitas biaya, dan kemudahan pemasangannya. Namun, kinerja seluruh string bergantung pada panel dengan kinerja terendah, yang dapat memengaruhi efisiensi sistem secara keseluruhan. Mikro inverter: Inverter mikro adalah inverter kecil yang dipasang pada setiap panel surya dalam sistem PV. Tidak seperti inverter string, inverter mikro mengubah listrik DC menjadi AC tepat di tingkat panel. Desain ini memungkinkan setiap panel beroperasi secara independen, mengoptimalkan keluaran energi sistem secara keseluruhan. Inverter mikro menawarkan beberapa keunggulan, termasuk pelacakan titik daya maksimum (MPPT) tingkat panel, peningkatan kinerja sistem pada panel yang ternaungi atau tidak serasi, peningkatan keamanan karena tegangan DC yang lebih rendah, dan pemantauan terperinci terhadap kinerja masing-masing panel. Namun, biaya awal yang lebih tinggi dan potensi kerumitan pemasangan merupakan faktor yang perlu dipertimbangkan. Inverter Terpusat: Inverter terpusat, juga dikenal sebagai inverter berskala besar atau berskala utilitas (>10 kW), umumnya digunakan dalam instalasi tenaga surya fotovoltaik berskala besar, seperti ladang surya atau proyek surya komersial. Inverter ini dirancang untuk menangani masukan daya DC tinggi dari beberapa rangkaian atau susunan panel surya dan mengubahnya menjadi daya AC untuk koneksi jaringan. Fitur terbesarnya adalah daya tinggi dan biaya rendah dari sistem tersebut, tetapi karena tegangan dan arus keluaran dari rangkaian PV yang berbeda seringkali tidak sama persis (terutama ketika rangkaian PV tersebut sebagian terhalang karena kekeruhan, bayangan, noda, dsb.), penggunaan inverter terpusat akan menyebabkan efisiensi proses pembalikkan yang lebih rendah dan energi listrik rumah tangga yang lebih rendah. Inverter terpusat biasanya memiliki kapasitas daya yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis lainnya, mulai dari beberapa kilowatt hingga beberapa megawatt. Inverter ini dipasang di lokasi pusat atau stasiun inverter, dan beberapa rangkaian atau susunan panel surya dihubungkan secara paralel. Apa Kegunaan Inverter Surya? Inverter fotovoltaik memiliki beberapa fungsi, termasuk konversi AC, mengoptimalkan kinerja sel surya, dan perlindungan sistem. Fungsi-fungsi ini mencakup operasi dan penghentian otomatis, kontrol pelacakan daya maksimum, anti-islanding (untuk sistem yang terhubung ke jaringan), penyesuaian tegangan otomatis (untuk sistem yang terhubung ke jaringan), deteksi DC (untuk sistem yang terhubung ke jaringan), dan deteksi ground DC (untuk sistem yang terhubung ke jaringan). Mari kita bahas secara singkat fungsi operasi dan penghentian otomatis serta fungsi kontrol pelacakan daya maksimum. 1) Fungsi operasi dan shutdown otomatis Bahasa Indonesia: Setelah matahari terbit di pagi hari, intensitas radiasi matahari meningkat secara bertahap, dan output sel surya meningkat sesuai dengan itu. Ketika daya output yang dibutuhkan oleh inverter tercapai, inverter mulai berjalan secara otomatis. Setelah memasuki operasi, inverter akan memantau output komponen sel surya sepanjang waktu, selama daya output komponen sel surya lebih besar dari daya output yang dibutuhkan oleh inverter, inverter akan terus berjalan; sampai matahari terbenam berhenti, bahkan jika hujan Inverter juga bekerja. Ketika output modul sel surya menjadi lebih kecil dan output inverter mendekati 0, inverter akan membentuk status siaga. 2) Fungsi kontrol pelacakan daya maksimum Output dari modul sel surya bervariasi dengan intensitas radiasi matahari dan suhu modul sel surya itu sendiri (suhu chip). Selain itu, karena modul sel surya memiliki karakteristik bahwa tegangan menurun dengan peningkatan arus, sehingga ada titik operasi optimal yang dapat memperoleh daya maksimum. Intensitas radiasi matahari berubah, jelas titik kerja terbaik juga berubah. Relatif terhadap perubahan ini, titik operasi modul sel surya selalu pada titik daya maksimum, dan sistem selalu memperoleh output daya maksimum dari modul sel surya. Kontrol semacam ini adalah kontrol pelacakan daya maksimum. Fitur terbesar dari inverter yang digunakan dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya adalah fungsi pelacakan titik daya maksimum (MPPT). Indikator Teknis Utama Inverter Fotovoltaik 1. Stabilitas tegangan keluaran Dalam sistem fotovoltaik, energi listrik yang dihasilkan oleh sel surya pertama-tama disimpan oleh baterai, dan kemudian diubah menjadi arus bolak-balik 220V atau 380V melalui inverter. Namun, baterai dipengaruhi oleh pengisian dan pengosongannya sendiri, dan tegangan keluarannya bervariasi dalam rentang yang luas. Misalnya, baterai 12V nominal memiliki nilai tegangan yang dapat bervariasi antara 10,8 dan 14,4V (di luar rentang ini dapat menyebabkan kerusakan pada baterai). Untuk inverter yang memenuhi syarat, ketika tegangan terminal input berubah dalam rentang ini, variasi tegangan keluaran kondisi stabilnya tidak boleh melebihi Plusmn; 5% dari nilai pengenal. Pada saat yang sama, ketika beban berubah secara tiba-tiba, deviasi tegangan keluarannya tidak boleh melebihi ±10% dari nilai pengenal. 2. Distorsi bentuk gelombang tegangan keluaran Untuk inverter gelombang sinus, distorsi bentuk gelombang maksimum yang diizinkan (atau kandungan harmonik) harus ditentukan. Biasanya dinyatakan dengan distorsi bentuk gelombang total dari tegangan keluaran, dan nilainya tidak boleh melebihi 5% (10% diizinkan untuk keluaran fase tunggal). Karena arus harmonik orde tinggi yang dikeluarkan oleh inverter akan menghasilkan kerugian tambahan seperti arus eddy pada beban induktif, jika distorsi bentuk gelombang inverter terlalu besar, hal itu akan menyebabkan pemanasan serius pada komponen beban, yang tidak kondusif bagi keselamatan peralatan listrik dan secara serius memengaruhi efisiensi pengoperasian sistem. 3. Frekuensi keluaran terukur Untuk beban termasuk motor, seperti mesin cuci, lemari es, dll., karena titik operasi frekuensi optimal motor adalah 50 Hz, frekuensi yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menyebabkan peralatan menjadi panas, mengurangi efisiensi operasi sistem dan masa pakai, sehingga frekuensi keluaran inverter harus berupa nilai yang relatif stabil, biasanya frekuensi daya 50 Hz, dan deviasinya harus dalam Plusmn;l% dalam kondisi kerja normal. 4. Faktor daya beban Karakteristik kemampuan inverter dengan beban induktif atau beban kapasitif. Faktor daya beban inverter gelombang sinus adalah 0,7~0,9, dan nilai pengenalnya adalah 0,9. Dalam kasus daya beban tertentu, jika faktor daya inverter rendah, kapasitas inverter yang dibutuhkan akan meningkat. Di satu sisi, biaya akan meningkat, dan pada saat yang sama, daya semu rangkaian AC sistem fotovoltaik akan meningkat. Saat arus meningkat, kerugian pasti akan meningkat, dan efisiensi sistem juga akan menurun. 5. Efisiensi inverter Efisiensi inverter mengacu pada rasio daya keluarannya terhadap daya masukan dalam kondisi kerja tertentu, dinyatakan sebagai persentase. Secara umum, efisiensi nominal inverter fotovoltaik mengacu pada beban resistansi murni. Di bawah kondisi efisiensi beban 80%. Karena biaya keseluruhan sistem fotovoltaik tinggi, efisiensi inverter fotovoltaik harus dimaksimalkan untuk mengurangi biaya sistem dan meningkatkan kinerja biaya sistem fotovoltaik. Saat ini, efisiensi nominal inverter arus utama adalah antara 80% dan 95%, dan efisiensi inverter daya rendah harus tidak kurang dari 85%. Dalam proses desain aktual sistem fotovoltaik, tidak hanya inverter efisiensi tinggi yang harus dipilih, tetapi juga konfigurasi sistem yang wajar harus digunakan untuk membuat beban sistem fotovoltaik bekerja mendekati titik efisiensi terbaik sebanyak mungkin. 6. Arus keluaran terukur (atau kapasitas keluaran terukur) Menunjukkan arus keluaran terukur dari inverter dalam rentang faktor daya beban yang ditentukan. Beberapa produk inverter memberikan kapasitas keluaran terukur, dan satuannya dinyatakan dalam VA atau kVA. Kapasitas terukur inverter adalah hasil kali tegangan keluaran terukur dan arus keluaran terukur ketika faktor daya keluaran adalah 1 (yaitu, beban resistif murni). 7. Tindakan perlindungan Inverter yang berkinerja baik seharusnya juga mempunyai fungsi atau tindakan proteksi yang lengkap untuk menghadapi berbagai situasi abnormal yang terjadi pada saat penggunaan sebenarnya, sehingga dapat melindungi inverter itu sendiri dan komponen lain pada sistem dari kerusakan. 1) Masukkan akun asuransi tegangan rendah: Ketika tegangan terminal input lebih rendah dari 85% dari tegangan terukur, inverter harus memiliki proteksi dan tampilan. 2) Pelindung tegangan lebih masukan: Ketika tegangan terminal input lebih tinggi dari 130% dari tegangan terukur, inverter harus memiliki proteksi dan tampilan. 3) Proteksi arus lebih: Proteksi arus lebih pada inverter harus dapat memastikan tindakan tepat waktu saat beban mengalami korsleting atau arus melebihi nilai yang diizinkan, sehingga dapat mencegah kerusakan akibat lonjakan arus. Saat arus kerja melebihi 150% dari nilai terukur, inverter harus dapat melakukan proteksi secara otomatis. 4) proteksi hubung singkat keluaran Waktu tindakan proteksi hubung singkat inverter tidak boleh melebihi 0,5 detik. 5) Proteksi polaritas terbalik masukan: Ketika kutub positif dan negatif terminal input dibalik, inverter harus memiliki fungsi proteksi dan tampilan. 6) Proteksi petir: Inverter harus memiliki proteksi petir. 7) Perlindungan suhu berlebih, dll. Selain itu, untuk inverter tanpa tindakan stabilisasi tegangan, inverter juga harus memiliki tindakan perlindungan tegangan lebih keluaran untuk melindungi beban dari kerusakan tegangan lebih. 8. Karakteristik awal Untuk mengkarakterisasi kemampuan inverter untuk memulai dengan beban dan kinerja selama operasi dinamis. Inverter harus memastikan permulaan yang andal di bawah beban terukur. 9. Kebisingan Komponen seperti transformator, induktor filter, sakelar elektromagnetik, dan kipas pada peralatan elektronika daya akan menimbulkan kebisingan. Saat inverter beroperasi secara normal, kebisingannya tidak boleh melebihi 80 dB, dan kebisingan inverter kecil tidak boleh melebihi 65 dB. Keterampilan Pemilihan Inverter Surya
Waktu posting: 08-Mei-2024