Makalelerimiz

Güneş Enerjisi Sistemlerinde Eviriciler (İnvertörler)

By 10/07/2018 No Comments

Enerji tasarrufunu sağlamak amacıyla birçok farklı cihaz kullanılmaktadır. Bu anlamda enerji tasarrufunu sağlamak amacıyla devrelerdeki frekans ayarını düzenleyen cihazlara da inverter ismi verilmektedir. Alternatif akımı doğru akıma, doğru akımı da alternatif akıma çeviren ve 3 fazlı çalışma sistemine sahip olan, gerilim ve frekansları düzgün bir şekilde ayarlayan tüm cihazlar inverterdır. 

Daha basit bir şekilde anlatılacak olursak; inverterler 12V, 24V ve 48V doğru akıma sahip akü voltajını 230V alternatif akım 50 Hz voltajına çevirirler.

Genel olarak invertörler çıkış dalga şekilleri bakımından modifiye sinüs invertörler ve tam sinüs invertörler olmak üzere ikiye ayrılır.İki dalga şekli arasındaki ince farkı ayırt etmek güçtür fakat çalıştırdıkları cihazlar açısından performanslarına bakılmalıdır.

-Modifiye sinüs invertörler: Modifiye sinüs dalga, tam sinüsün taklit hâlidir. Kare dalgacıklar ile sinüse benzer dalga elde edilir. Avantajı ucuz olması; TV, bilgisayar, küçük ev aletleri, lambaları vs. sorunsuz çalıştırmasıdır. Çok ince bu farkı bazı televizyon ve bilgisayarlar özellikle profesyonel ve endüstriyel cihazlar anlayabilir. Bu cihaza zarar vermez ama can sıkabilir. Örneğin bazı televizyonlarda ekranda ince bir çizgi belirebilir.
-Tam sinüs invertörler: Tam sinüs dalga, aynı evdeki gibi şebekeden aldığımız çıkıştır. Çok temiz, düzgün ve en iyisidir. Bu yüzden tüm uygulamalarda sorunsuz olarak kullanılabilir, cihazlarınız daha az ısınır. Tam sinüs özelliği çamaşır makinesi, bulaşık makinesi ve buzdolabı gibi endüktif yükleri karşılamak ve bozmamak için gereklidir. Yük olarak motor, klima, buzdolabı çalıştıracaksanız ya da endüstriyel cihaz ve uygulamalar için kesinlikle tam sinüs invertör tavsiye edilir.

Güneş enerjisi solar PV sistemlerinde kullanılan inverterler üç gruba ayrılabilir.Bunlar;
-Bütün sistemin bağlandığı merkezi invertörler,
-Panel dizilerinin bağlandığı dizi invertörler,
-Tek bir panelin bağlandığı panel invertörlerdir.

Bu üç gruptan en çok merkezi invertörler kullanılır. Çeviriciler (invertörler) doğru akım üreten günes enerjisi kaynaklarını alternatif akıma (şebeke akımına) çeviren, sistemin kalbi niteliğinde ürünlerdir. Bunlar kendi arasında on-grid (şebeke içi) ve off-grid (şebeke dışı) olmak üzere ikiye ayrılır.

-On-grid(şebeke içi): Güneş panellerinden gelen doğru akımı alternatif akıma çevirerek şebekeye satış yapabilen veya şebekeye verebilen invertörlerdir.
-Off-grid(şebeke dışı): Güneş panellerinden gelen doğru akımla aküleri şarj edip akülerden aldığı doğru akımı alternatif akıma çeviren invertörlerdir.

Güneş enerjisi sistemleri için inverter seçim kriterlerini değerlendirecek olursak ;
1. Kurulacak fotovoltaik sistemin gücü
Ülkemizde lisanssız sistemlerin 1 MW AC gücüne kadar ve Lisanslı sistemlerin verilecek olan lisans izni kapsamında daha büyük kurulumlarına izin verilmektedir. 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
Fotovoltaik sistemler çatı ve açık arazide kurumları yapılabilen, kurulu güç talebine göre yeterli alan var ise ölçeklendirilerek güç artışı sağlanabilen sistemlerdir. Kurulumlarda dikkat edilmesi gereken en önemli nokta fotovoltaik paneller üzerinde gölge gelmeyecek bir dizayn ile başlamaktır. 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 yüksek olduğu bölgelerde dikkatli tasarlanması gerekmektedir.

Aşağıdaki fotoğraflarda kurulumlarımızda kullandığımız inverter örneklerini göreceksiniz.


Kullanılan eviriciler çeşitli sebeplerden arızalanmaktadır. Arıza sebeplerini genelleştirip üç bölümde incelersek şu şekilde olacaktır;

1)Kapasitör Kaynaklı 
♦ Yüksek voltaj
♦ Yüksek akım
♦ Yüksek akım kaynaklı yüksek sıcaklık
♦ Ortamın gereğinden fazla sıcak olması
♦ Titreşim gibi mekanik etkiler
2) Invertör Köprüsü Kaynaklı 
♦ Çalışma aralığının çok üstünde çalışma
♦ Diğer devre elemanlarının arızalanması veya işlevini yerine getirememesi
♦ Termal şok (Ani sıcaklık değişimleri)
♦ Aşırı soğuk ortam
3) Elektro – Mekanik Kaynaklı
♦ Elemanların mekanik baskı altında olması
♦ Kontakların kirli olması
♦ Aşırı yüksek veya düşük ortam sıcaklığı
♦ Ultrasonik sarsıntılar
 
Sonuç olarak; İnverterler güneş enerjisi sistemlerinde maliyetin büyük kısmının ayrıldığı parçalardır. Seçim kriterlerine dikkat edilmeli, kullanım talimatlarına uyulmalı ve montaj esnasında kullanım kılavuzunun dışına çıkılmamalıdır. Minerji Yenilenebilir Enerji Sistemleri olarak inverter şeçiminine önem verdiğimizi belirterek kullandığımız ürünler de ,minimum 5 yıl ürün garantili, kendini sahalarda kanıtlamış, bilinen markalardır.Çözüm ortağımız olan bu markalar ile sorunsuz, yıllarca çalışabilen sistemler kurmanın mutluluğunu duymaktayız.

 

Kaynakça;
http://new.abb.com/tr         http://www.sma.com.tr/      http://www.elektrikport.com/
http://www.emo.org.tr/