Aurinkosähköenergian tuotantoperiaate on tekniikka, joka muuntaa valoenergian suoraan sähköenergiaksi hyödyntämällä puolijohdeliitännän aurinkosähkövaikutusta. Tämän tekniikan keskeinen komponentti on aurinkokenno. Aurinkokennot on pakattu ja suojattu sarjaan muodostaen suuren aurinkokennomoduulin, ja sitten ne yhdistetään tehonsäätimeen tai vastaavaan muodostaen aurinkosähköenergian tuotantolaitteen. Koko prosessia kutsutaan aurinkosähköenergian tuotantojärjestelmäksi. Aurinkosähköenergian tuotantojärjestelmä koostuu aurinkokennoryhmistä, akkupaketeista, lataus- ja purkausohjaimista, aurinkosähköinverttereistä, yhdistelmälaatikoista ja muista laitteista.
Miksi aurinkosähköjärjestelmässä käytetään invertteriä?
Invertteri on laite, joka muuntaa tasavirran vaihtovirraksi. Aurinkokennot tuottavat auringonvalossa tasavirtaa, ja akkuun varastoitu tasavirta on myös tasavirtaa. Tasavirtasyöttöjärjestelmällä on kuitenkin suuria rajoituksia. Arkielämässä vaihtovirtakuormia, kuten loistelamppuja, televisioita, jääkaappeja ja sähkötuulettimia, ei voida käyttää tasavirralla. Jotta aurinkosähkön tuotantoa voitaisiin käyttää laajalti jokapäiväisessä elämässä, invertterit, jotka voivat muuntaa tasavirran vaihtovirraksi, ovat välttämättömiä.
Aurinkosähköntuotannon tärkeänä osana aurinkosähköinvertteriä käytetään pääasiassa aurinkopaneelien tuottaman tasavirran muuntamiseen vaihtovirraksi. Invertterillä ei ole ainoastaan DC-AC-muunnostoimintoa, vaan se myös maksimoi aurinkokennon suorituskyvyn ja toimii järjestelmän vikasietotoimintona. Seuraavassa on lyhyt johdanto aurinkosähköinvertterin automaattisiin toiminta- ja sammutustoimintoihin sekä maksimitehon seurantatoimintoon.
1. Maksimitehon seurantatoiminto
Aurinkokennomoduulin teho vaihtelee auringonsäteilyn voimakkuuden ja itse aurinkokennomoduulin lämpötilan (sirun lämpötilan) mukaan. Lisäksi, koska aurinkokennomoduulilla on ominaisuus, että jännite laskee virran kasvaessa, sillä on optimaalinen toimintapiste, jossa maksimiteho saavutetaan. Aurinkosäteilyn voimakkuus muuttuu, ja luonnollisesti myös optimaalinen toimintapiste muuttuu. Näiden muutosten seurauksena aurinkokennomoduulin toimintapiste on aina maksimitehopisteessä, ja järjestelmä saa aina maksimitehon aurinkokennomoduulista. Tätä ohjausta kutsutaan maksimitehon seurannaksi. Aurinkosähköjärjestelmien invertterien suurin ominaisuus on, että niissä on maksimitehon seuranta (MPPT).
2. Automaattinen toiminta ja pysäytystoiminto
Aamulla auringonnousun jälkeen auringonsäteilyn voimakkuus kasvaa vähitellen ja myös aurinkokennon teho kasvaa. Kun invertterin vaatima lähtöteho saavutetaan, invertteri alkaa toimia automaattisesti. Käynnistymisen jälkeen invertteri valvoo aurinkokennomoduulin tehoa jatkuvasti. Niin kauan kuin aurinkokennomoduulin lähtöteho on suurempi kuin invertterin toiminnan vaatima lähtöteho, invertteri jatkaa toimintaansa; se pysähtyy auringonlaskuun asti, vaikka olisi pilvistä ja sateista. Invertteri voi myös toimia. Kun aurinkokennomoduulin teho pienenee ja invertterin teho on lähellä nollaa, invertteri siirtyy valmiustilaan.
Edellä kuvattujen kahden toiminnon lisäksi aurinkosähköinvertterillä on myös itsenäisen toiminnan estotoiminto (verkkoon kytketyssä järjestelmässä), automaattinen jännitteen säätötoiminto (verkkoon kytketyssä järjestelmässä), tasavirran tunnistustoiminto (verkkoon kytketyssä järjestelmässä) ja tasavirran maadoituksen tunnistustoiminto (verkkoon kytketyssä järjestelmässä) sekä muita toimintoja. Aurinkoenergian tuotantojärjestelmässä invertterin hyötysuhde on tärkeä tekijä, joka määrää aurinkokennon ja akun kapasiteetin.
Julkaisun aika: 1. huhtikuuta 2023
