Güneş fotovoltaik enerji üretiminin prensibi, yarı iletken arayüzünün fotovoltaik etkisinden yararlanarak ışık enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir teknolojidir. Bu teknolojinin temel bileşeni güneş hücresidir. Güneş hücreleri, geniş alanlı bir güneş hücresi modülü oluşturmak üzere seri olarak paketlenir ve korunur, ardından bir güç kontrol cihazı veya benzeri bir cihazla birleştirilerek fotovoltaik enerji üretim cihazı oluşturulur. Tüm bu süreç, fotovoltaik enerji üretim sistemi olarak adlandırılır. Fotovoltaik enerji üretim sistemi, güneş hücresi dizileri, batarya paketleri, şarj ve deşarj kontrol cihazları, güneş fotovoltaik invertörleri, birleştirici kutular ve diğer ekipmanlardan oluşur.
Güneş fotovoltaik enerji üretim sisteminde neden invertör kullanılır?
İnverter, doğru akımı alternatif akıma dönüştüren bir cihazdır. Güneş pilleri güneş ışığında doğru akım üretir ve pilde depolanan doğru akım da doğru akımdır. Ancak, doğru akım güç kaynağı sisteminin büyük sınırlamaları vardır. Günlük hayatta kullanılan floresan lambalar, televizyonlar, buzdolapları ve elektrikli vantilatörler gibi alternatif akım yükleri doğru akımla çalıştırılamaz. Fotovoltaik enerji üretiminin günlük hayatımızda yaygın olarak kullanılabilmesi için, doğru akımı alternatif akıma dönüştürebilen inverterler vazgeçilmezdir.
Fotovoltaik enerji üretiminin önemli bir parçası olan fotovoltaik invertör, esas olarak fotovoltaik modüller tarafından üretilen doğru akımı alternatif akıma dönüştürmek için kullanılır. İnvertör sadece DC-AC dönüştürme işlevine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda güneş pilinin performansını en üst düzeye çıkarma ve sistem arıza koruma işlevine de sahiptir. Aşağıda, fotovoltaik invertörün otomatik çalışma ve kapatma işlevleri ile maksimum güç izleme kontrol işlevine kısa bir giriş yapılmaktadır.
1. Maksimum güç izleme kontrol fonksiyonu
Güneş pili modülünün çıkışı, güneş radyasyonunun yoğunluğuna ve güneş pili modülünün kendi sıcaklığına (çip sıcaklığı) bağlı olarak değişir. Ayrıca, güneş pili modülünün akım arttıkça voltajın azaldığı özelliği nedeniyle, maksimum gücün elde edilebileceği optimum bir çalışma noktası vardır. Güneş radyasyonunun yoğunluğu değiştiğinden, optimum çalışma noktası da değişir. Bu değişikliklere bağlı olarak, güneş pili modülünün çalışma noktası her zaman maksimum güç noktasındadır ve sistem her zaman güneş pili modülünden maksimum güç çıkışı elde eder. Bu kontrol, maksimum güç izleme kontrolüdür. Güneş enerjisi sistemleri için invertörlerin en büyük özelliği, maksimum güç noktası izleme (MPPT) fonksiyonunu içermeleridir.
2. Otomatik çalıştırma ve durdurma fonksiyonu
Sabah güneş doğduktan sonra, güneş ışınlarının yoğunluğu kademeli olarak artar ve güneş pilinin çıkışı da artar. İnverterin ihtiyaç duyduğu çıkış gücüne ulaşıldığında, inverter otomatik olarak çalışmaya başlar. Çalışmaya başladıktan sonra, inverter sürekli olarak güneş pili modülünün çıkışını izler. Güneş pili modülünün çıkış gücü, inverterin çalışması için gereken çıkış gücünden daha büyük olduğu sürece, inverter çalışmaya devam eder; bulutlu ve yağmurlu olsa bile, gün batımına kadar durur. İnverter çalışmaya devam edebilir. Güneş pili modülünün çıkışı azaldığında ve inverterin çıkışı 0'a yaklaştığında, inverter bekleme durumuna geçer.
Yukarıda açıklanan iki fonksiyona ek olarak, fotovoltaik invertör ayrıca bağımsız çalışmayı önleme (şebekeye bağlı sistemler için), otomatik voltaj ayarlama fonksiyonu (şebekeye bağlı sistemler için), DC algılama fonksiyonu (şebekeye bağlı sistemler için) ve DC topraklama algılama fonksiyonu (şebekeye bağlı sistemler için) ve diğer fonksiyonlara da sahiptir. Güneş enerjisi üretim sisteminde, invertörün verimliliği, güneş hücresinin kapasitesini ve bataryanın kapasitesini belirleyen önemli bir faktördür.
Yayın tarihi: 01.08.2023
