Čo je to hybridný menič?

Ak ste majiteľ domu a uvažujete o skoku na solárne vlak, je dobré vedieť, že solárne pole pozostáva z viac než len fotovoltaických (FV) panelov. Niektoré systémy, dokonca aj tie, ktoré sú napojené na rozvodnú sieť, obsahujú batérie na ukladanie energie. Ak váš systém obsahuje súpravu batérií, potrebujete ovládač, ktorý udrží batérie nabité a zabráni prebíjaniu.

Každý systém potrebuje aj invertor, zariadenie, ktoré premieňa jednosmerný prúd generovaný systémom panelov a uložené v batériách na napájanie striedavým prúdom šetrným k sieti. Funguje tiež ako transformátor, ktorý zvyšuje napätie v batériách (12 až 48 V) na štandardné napätie v sieti (120 až 240 V).

V prvých dňoch solárneho vývoja boli invertory objemné a neefektívne a produkovali trhané striedavé signály, ktoré citlivé elektronické zariadenia nemohli používať. Kedysi sme mali jeden taký. Pretože naša sušička mala elektronické ovládanie, nefungovala by, pokiaľ by nebol zapnutý generátor (ktorý produkoval vlastný 120 V signál).

Pri odstraňovaní takýchto nedostatkov zašli výrobcovia ešte ďalej a zmenili invertory na multitaskingové riadiace systémy pre stále komplexnejšie fotovoltaické systémy. Tieto sú známe ako hybridné meniče.

Čo je to hybridný menič?

suravikin/Getty Images

Myslite na to ako na niečo, čo je multitaskingové. Poskytuje rozhranie medzi panelmi, batériou a sieťou. V závislosti od typu môže pracovať v štyroch režimoch:

• Základný režim spojenia mriežky: Prevádza jednosmerný prúd zo solárnych panelov na striedavý prúd kompatibilný s prúdom dodávaným energetickou spoločnosťou.
• Režim batérie: Prevádza striedavý prúd z mriežka na jednosmerný prúd na nabíjanie batérie.
• Záložný režim: Počas výpadku prúdu sa invertor pripojený k sieti dokáže automaticky prepnúť do záložného režimu a napájať panel napájaním z batérie.
• Režim mimo mriežky: Dokáže súčasne napájať panel a nabíjať záložnú batériu.

Jednou z významných výhod hybridných meničov oproti konvenčným je schopnosť pracovať „spätne“. To znamená, že dokáže konvertovať striedavý prúd na jednosmerný, čo je opak toho, čo invertor bežne robí. Takže počas obdobia dlhšej oblačnosti, keď panely nenabíjajú batérie, invertor na ich nabíjanie využíva energiu zo siete.

Ako funguje hybridný menič?

Zlatá Sikorka/Getty Images

Štandardný sieťový invertor konvertuje jednosmerný prúd na striedavý a transformuje napätie z FV poľa a batérie na sieťové napätie.

Prevádza z jednosmerného na striedavý prúd prostredníctvom systému tranzistorov, ktoré sa zapínajú a vypínajú, aby obrátili smer prúdu pri frekvencii 60 Hz (cykly za sekundu). Striedavý signál potom prechádza cez transformátorovú cievku, ktorá magnetickou indukciou indukuje prúd v druhej cievke vedľa nej.

Pomer počtu závitov v cievkach určuje pomer napätia, čo uľahčuje presné vytváranie sieťového napätia.

Hybridný invertor môže tiež konvertovať striedavý prúd na jednosmerný prúd a znižovať napätie, aby sa batérie nabíjali energiou zo siete. Premena striedavého prúdu na jednosmerný prúd sa nazýva usmernenie a elektronické súčiastky, ktoré to robia, sa nazývajú diódy.

Pred nápravou je potrebné znížiť napätie. Jednoduchý spôsob, ako to urobiť, je nasmerovať signál cez rovnaký transformátor, ale naopak.

Hybridné meniče majú zvyčajne štyri pripájacie porty. Jeden pochádza z FV poľa, jeden ide do elektrického panelu a dva sa pripájajú k batériám, jeden ako vstup a druhý ako výstup.

Vnútorná elektronika monitoruje spotrebu elektriny a poskytuje ďalšiu výhodu. Hybridný invertor môže prepnúť z napájania zo siete na batériu, aby mohol prevádzkovať elektrický systém počas obdobia špičky, keď je sieť preťažená a elektrina je najdrahšia.

Typy hybridných meničov

Nie všetky hybridné meniče obsahujú všetky vyššie uvedené funkcie. K dispozícii je široký výber modelov, z ktorých každý má svoj vlastný maximálny výkon, kompatibilitu batérií a rozsah napätia pre nabíjanie batérie. V zásade sa delia na tri hlavné typy:

• Solárne úložisko: Tento typ by ste použili pre situáciu mimo siete. Dokáže dodávať energiu z FV poľa do panelu a nabíjať batérie.
• Solárne úložisko a záložné napájanie: Budete ho potrebovať, ak pripájate svoj solárny energetický systém k sieti. Dokáže všetko, čo dokáže solárny akumulačný hybridný invertor, a má všetku elektroniku potrebnú na napájanie elektrickej energie späť do energetickej spoločnosti.
• Systém skladovania energie batérie (BESS): Toto prichádza s a lítium-iónová batéria zabaliť do rovnakého puzdra. Môže byť veľký ako chladnička, ale väčšina z nich je oveľa menšia. Tesla Powerwall je asi štyri stopy vysoký, dva a pol stopy široký a šesť palcov hlboký.

Chris Deziel pôsobí v stavebníctve už viac ako 30 rokov. Pomohol postaviť malé mesto v oregonskej púšti od základov a pomohol založiť dve spoločnosti na úpravu krajiny. Pracoval ako tesár, inštalatér a renovátor nábytku. Deziel píše články pre domácich majstrov od roku 2010 a pracoval ako online konzultant, naposledy so službou Home Depot Pro Referral. Jeho práce boli publikované na Landlordology, Apartments.com a Hunker. Deziel tiež publikoval vedecký obsah a je vášnivým hudobníkom.