İnverter – Genel Bilgiler

İnverter Nedir? (Evirici – İnvertör Nedir?) 

İnverter nedir sorusunun cevabı, doğru akımı alternatif akıma çeviren elektronik cihazlara verilen isim şeklindedir. Genel olarak akü grubu veya güneş panellerinden alınan doğru akım (DC), kullanıma uygun olacak şekilde 220 Volt monofaze veya 380 Volt trifaze alternatif akıma (AC) çevrilir. Bazı ülkelerde 110 V AC kullanıldığından bu tipleri de mevcuttur. Güneş enerji sisteminiz şebekeye bağlı (on – grid) veya şebekeden bağımsız (off – grid) da olsa mutlaka bir adet inverter cihazı kullanmanız gerekmektedir. İstisnai olarak, 12V doğru akım ile çalışan buzdolapları, televizyonlar ve çeşitli ev eşyaları piyasada mevcut olsa da, yaygın değildir.

İnvertör cihazları, genel olarak modifiye sinüs inverter, tam sinüs inverter olmak üzere ikiye ayrılır, solar inverter cihazları da, bu kategorilerin altında on-grid inverter ve off-grid inverter olacak şekilde çeşitlere ayrılır. On grid sistemlerde, güneş panelinde üretilen 12 veya 24V doğru akımın 220V olarak şebekeye beslenmesi gerekir. On-grid inverterler tam sinüs formundadır. Off grid sistemlerde de, aynı şekilde güneş panelinden üretilen doğru akımın akü grubuna beslenmesinin yanı sıra, panelden ve akülerden gelen doğru akımın invertör (evirici) cihazı ile 220V alternatif akıma çevrilerek ev eşyalarımızda kullanmaya uygun hale getirilmesi gerekir.

Doğru Akım (DC) ile Alternatif Akım (AC) Arasındaki Fark

Doğru akım, güç kaynağından tüketim noktasına ve tüketim noktasından güç kaynağına doğru elektronların aynı yönde yol alarak daire çizmesi durumunda oluşan akımdır. Alternatif akımda ise, elektronlar saniyede 50 – 60 kere (50 – 60 Hertz) yön değiştirerek belirli bir salınım halindedirler. Yıllar önce, elektrik kullanımı yaygınlaşırken doğru akım yerine alternatif akımın seçilmesinin nedeni, enerji taşıma hatlarında enerji kayıplarının çok daha az olması ve daha basit devrelerle dönüşümünün sağlanabilmesi şeklinde sıralanabilir. Evimizde kullandığımız cihazların neredeyse hepsi alternatif akımla çalışmaktadır. Bazı küçük elektronik cihazlar doğru akımla çalışsa da, bunları da redresör (adaptör olarak da bilinir) devreleriyle doğru akıma çevirerek rahatlıkla kullanabilmekteyiz.

İnverter Kullanım Alanları

Güneş enerji sistemlerinde yaygın olarak kullanılmakla birlikte, hareket halinde alternatif akım kullanabilmek amacıyla özellikle karavanlar ve tekneler olmak üzere taşıtlarda, UPS (Uninterrupted Power Supply) adı verilen, elektrik kesintilerine ve voltaj değişikliklerine karşı kullanılan cihazlarda, yani akü grubu ile elektrik depolanan ve alternatif akım halinde elektrik tüketilen bir çok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.

İnverter Çeşitleri ve Güneş Enerjisi Sistemlerinde İnverter Seçimi

Güneş enerjisi sistemine en uygun inverter seçimi yapılırken genel sistem tasarımı ve anlık olarak kullanılacak maksimum güç ve demeraj (peak power) değerleri dikkate alınır. Bunun yanı sıra, çalıştırılacak cihazların özelliklerine göre modifiye sinüs inverter veya tam sinüs inverter seçimi yapılır. Tabi ki sistemin on – grid (şebeke bağlantılı) veya off – grid (Şebekeden bağımsız) olması da inverter seçimini doğrudan etkilemektedir.

İnverter DC Giriş Voltajı Seçimi:

Sistem tasarımı yapılırken, kullanılan panel tipine göre (12 Volt veya 24 Volt gerilimde güneş panelleri mevcuttur) ve kablolama esaslarına göre izin verilecek maksimum akım değerine yaklaşıldığında paneller çeşitli seriler halinde bağlanarak 24 Volt, 48 Volt veya daha yüksek bir gerilim değeri elde edilmek istenebilir. Voltaj yükseldikçe, aynı güçteki sistemin akım değeri aynı oranda düşmektedir. Bu durumda eğer akü grubu varsa, akülerin de aynı voltaj değerinde olacak şekilde seriler halinde bağlanması gerekmektedir. Solar inverter seçimi yaparken de, invertörün doğru akım (DC) girişinin bu değere eşit olması gerekmektedir. Örneğin, 24 Volt gerilimli elektrik üreten güneş panelleri kullanmak istiyorsanız, inverter girişinin de 24 Volt olması gerekir. Kurulum yapılacak alandan inverter ve akü grubunun uzaklığına bağlı olarak DC kablolardaki kayıpları azaltmak amacıyla veya göreceli büyük sistemlerde izin verilen maksimum akım değerinin altında kalmak amacıyla 24 Voltluk paneller ikili seriler halinde 48 Volt gerilimine ulaştırılıp daha kararlı bir sistem elde edilebilir.

İnverter Toplam Güç ve Anlık Güç Kapasitesi Seçimi:

İnverter seçiminde anlık güç kullanımı da, aynı anda çalışacak cihazların güç değerleri toplanarak bulunur. Bu hesap yapılırken, elektrik motoru içeren cihazların ilk çalışma anında, normal akım şiddetinden iki kat fazla güç ihtiyacı olduğunun dikkate alınması çok önemlidir. Demeraj akımı şeklinde adlandırılan bu durumu karşılayabilmek adına, piyasada bulunan inverterlerin büyük çoğunluğu, nominal güç seviyesinin iki katı kadar anlık güç (peak power) kaldırabilecek şekilde tasarlanmıştır. Ancak eğer anlık toplam güç ihtiyacı, inverter kapasitesine eşit veya fazla ise, bir süre sonra cihazınız arıza yapabilir. İhtiyaç olunan gücün %20 fazlası kadar kapasite bulundurmak, uzun ömürlü inverter kullanımı için mantıklı bir seçim olacaktır. Örneğin evinizdeki cihazların watt cinsinden güçlerinin toplamını 800W olarak buldunuz. Bunların içinde demeraj akımı kullanacak bir cihaz da olabilir, ve demeraj durumunda akım ihtiyacınız 1100W olsun. 1000W gücünde, 2000W demeraj akımı kapasiteli bir inverter, sizin ihtiyacınızı karşılayacaktır.

Tam Sinüs İnverter Nedir? – Modifiye Sinüs İnverter Nedir? Hangisini Seçmeliyiz?

İnverter seçimi yapılırken sıklıkla karşılaştığımız sorulardan biri, tam sinüs ve modifiye sinüs inverter seçimi yapılırken nelere dikkat edilmesi gerektiğidir. Öncelikle tam sinüs ve modifiye sinüs kavramlarını açıklamak gerekirse; alternatif akımın yaptığı ileri geri salınımların ani geçişler veya yumuşak geçişler şeklinde olması farklılığı tam sinüs ve modifiye sinüs kavramlarını öne çıkarır.

Şekildeki gibi, sinüsoidal, yani yumuşak bir geçişle artıp azalarak salınım yapan dalga tam sinüs, akım yönünün daha çok aç kapa (1, 0, -1) mantığı ile ileri geri hareket ettirildiği dalga tipine de modifiye sinüs adı verilir. Evlerimizde kullandığımız şebeke elektriği tam sinüs formundadır. Kullandığımız bazı hassas cihazlar da tam sinüs inverter ile kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tam Sinüs İnverter avantajlarıı, şebeke elektriği ile bire bir aynı akımı üretiyor olması nedeniyle her cihazda rahatlıkla kullanılabilir ve cihazlarınıza zarar vermez. Ancak modifiye sinüs inverter ile bazı hassas cihazların kullanımı uzun vadede cihaza zarar verebilir. Örneğin HD TV, ve müzik sistemlerinde modifiye sinüs inverter kullanımı sonucunda görüntüde karlama, çizgiler ve gölgeler, seste parazitler, istenmeyen dip sesler oluşabilir.

Tam Sinüs İnverter – Modifiye Sinüs İnverter ile Kullanılabilecek Cihazlar

Aşağıdaki tabloda, inverter üreticilerinin tavsiye ettiği ev eşyası kullanılabilirlik durumunu inceleyebilirsiniz. Modifiye sinüs inverter avantajı ise, modifiye sinüs inverter fiyatlarının, tam sinüs inverter fiyatlarına göre yarı yarıya daha az olmasıdır. Eğer kullanmak istediğiniz cihazlar için modifiye sinüs inverter seçimi uygun ise, size maliyeti daha az olacaktır. Genelde düşük güçlerde basit cihazların kullanımı için tercih edilmektedir. Evinize kurmakta olduğunuz güneş enerjisi sisteminde kullanılacak solar inverterin, tam sinüs inverter olmasında fayda vardır.

Akıllı İnverter nedir? Regülatörlü Solar İnverter Modelleri

Akıllı inverter nedir sorusuna gelirsek, solar kullanıma uygun, şarj regülatör devresi kendi içinde bulunan inverterlerdir diyebiliriz. Akıllı inverter avantajları, uygulama kolaylığı, yedek parça bulunabilirliği ve bakım kolaylığı, şebeke veya jeneratör destekli şarj ve tüketim seçeneklerinin mevcut olması şeklinde sıralanabilir. Şarj kontrol cihazları konusunda detaylı bir şekilde açıkladığımız, MPPT ve PWM şarj kontrol modelleri ve farkları, bu cihazlar için de regülatör devresinin MPPT veya PWM olması nedeniyle geçerlidir. Kısaca açıklamak gerekirse, MPPT şarj kontrol modeli, PWM şarj kontrol modeline kıyasla daha verimli çalışır. MPPT inverter nedir, PWM inverter nedir sorularına, inverterin şarj regülatör devre tipine göre iki farklı tipidir şeklinde cevap verebiliriz.

MPPT regülatörlü inverter fiyatları, PWM regülatörlü inverter fiyatlarına göre bir miktar yüksektir. Şebeke desteği özelliği, güneşten ve akülerden enerji elde edildiği sürece şebekeden hiç enerji almayacak şekilde modellenmiştir. Ne zaman ki güneş panellerinden enerji üretimi olmaz ve akülerin gerilimi belirli bir seviyenin altına düşer, bu akıllı inverter modelleri otomatik olarak şebekeden aküleri belirli bir seviyede tutacak kadar enerji çekmeye başlar ve kesinti yaşama ihtimalinizi sıfıra düşürür. Şebeke olmayan yerlerde jeneratörle destek yapma imkanı da mevcuttur.

On Grid İnverter nedir ? Off Grid İnverter nedir?

Solar inverter modelleri temelde On-grid (şebeke bağlantılı) ve Off-grid (şebekeden bağımsız) şeklinde ikiye ayrılır.

On grid inverter nedir? On-grid sistemde, güneş panelleri, akü grubuna gerek olmadan doğrudan regülatör ve invertere bağlanarak doğru akım olarak üretilen elektrik enerjisi alternatif akıma çevrilir. Üretilen elektrik, çift yönlü sayaç ile şebekeye beslenir.

Günümüzde çatı üstü elektrik üretimi yönetmeliği güncellenmekte ve ülkemizde desteklenir hale gelmektedir. Şebekeye elektrik beslemek için devletin getirdiği kurallar ve koşullar dahilinde sistemin projelendirilip başvuru ve onay süreçlerinin tamamlanması gerekmektedir. Uzun vadede bu kurallar ve onay süreci, yapılan yatırımların boşa gitmemesi ve enerjinin ülke genelinde orantılı şekilde yaygınlaşması açısından önemlidir. Çift yönlü sayaç sayesinde, aylık dönemler halinde, üretilen elektrik miktarından kullanılan çıkarılarak şebekeye verilen elektrik hesaplanarak gelir elde etmek mümkündür. On-grid inverterler bu modele uygun olacak şekilde üretilmiştir. Örneğin şebekeden enerji gelmediği durumlarda şebekeye besleme yapmayı otomatik olarak kesecek şekilde modellenmiştir. Bunun nedeni elektrik arızası durumunda ekiplerin güvenle hatlara müdahale edebiliyor olması gerekliliğidir.

Off grid inverter nedir? Off-grid (şebekeden bağımsız) sistem modelinde tamamen öztüketime yani üretilen elektrik enerjisinin hepsinin üretildiği noktada tüketilmesi modeline göre inverter kullanılır. Güneş olmayan kapalı havalarda ve geceleri akü grubuna depolanan enerji kullanılır. Güneşin yetersiz kaldığı kış aylarında elektrik kesintisi yaşanması ihtimalini sıfırlamak açısından şebeke destekli akıllı inverterler de piyasada mevcuttur, ancak bu inverterler on-grid inverterle karıştırılmamalıdır. Burada şebekeye elektrik verme durumu söz konusu değildir.

İnverter verimliliği

İnverter verimliliği, güç cinsinden giren doğru akım enerjinin yüzde kaçının alternatif akıma çevirilebildiğini ifade eder. Aradaki fark ısı olarak kaybedilecektir. İnverter verimliliği, üretici firmalar tarafından belirtilmekle beraber, kaliteli ürünlerde %90-92 civarındadır. Bir çok sistemde bu enerji kaybını önlemek için fazladan güneş paneli uygulaması veya doğru akımla (DC) çalışan eviricisiz sistemler tercih edilebilmektedir.