Hybridný invertor, hlavné funkcie (úlohy), zloženie, výhody, nevýhody, riadenie prietokov energie, priorita, záložný režim, EPS, UPS, ESS :)

„Manažér“[1], ktorý riadi tok energie medzi panelmi, domom, sieťou a batériou.

Hlavné funkcie (úlohy) hybridného invertora:

• manažment tokov energie - rozhoduje v reálnom čase (real time), kam pôjde elektrina z panelov. Či na:
  • priamu spotreba v dome,
  • nabíjanie batérie,
  • predaj do siete,
• obojsmerná konverzia (AC/DC), t.j.:
  • DC → AC - mení jednosmerný prúd (DC) z panelov alebo batérií na striedavý (AC) pre spotrebiče (napája dom alebo sieť)[2],
  • AC → DC - dokáže meniť striedavý prúd (AC) zo siete na jednosmerný (DC) pre dobitie batérií[3] (nabíjanie batérií zo siete),
• záložný režim (Backup/EPS) - pri výpadku verejnej siete sa prepne do ostrovného režimu a napája vybrané spotrebiče z batérií alebo panelov,
• nabíjanie (nabíjať batériu z panelov, DC → DC) a ochrana batérií - riadi proces nabíjania a vybíjania akumulátora (batérie) tak, aby predĺžil jeho životnosť a zabránil hlbokému vybitiu[4],
• MPPT (sledovanie maximálneho výkonu) - neustále hľadá optimálne napätie panelov, aby aj pri zlom počasí získal maximum energie[5],
• komunikácia a monitoring - posiela dáta o výrobe a stave batérie do cloudu, vďaka čomu môžeme systém sledovať cez mobilnú aplikáciu.

Aby uvedené mohol realizovať obsahuje:

• klasický on‑grid invertor,
• má v sebe zabudovaný DC–DC nabíjač,
• rozhranie pre fyzické batérie (systém batériového manažmentu, BMS interface). Prebytky slnečnej energie ukladá priamo u nás doma na neskoršie využitie (večer a v noci),
• monitoring cloud,  
• väčšina modelov hybridných invertorov má tzv. EPS (Emergency Power Supply) alebo Backup výstup (záložný menič, EPS/backup). Pri výpadku siete sa od nej odpojí a v priebehu milisekúnd začne napájať dom z batérií alebo panelov[6].

Výhody oproti klasickému sieťovému invertoru:

• hybridný invertor dokáže pracovať obojsmerne - premieňa DC z panelov na DC pre batériu, alebo AC zo siete na DC pre batériu, a následne DC z batérie na AC pre spotrebiče,
• aj keď hybridný invertor drahší a robustnejší, predstavuje „budúcnosť“ - aj keď si batérie kúpime neskôr, systém je na ne pripravený (tzv. Battery Ready)[7],
• monitoring cloud - má ho v súčasnosti takmer každý hybridný invertor[8].

Nevýhody

Hybridné invertory sú v porovnaní s bežnými invertormi hlučnejšie a viac vibrujú. 

Riadenie prietokov energie

Hybridný invertor v reálnom čase rozhoduje:

• či ide energia do domu,
• do batérie,
• alebo do siete.

Väčšina hybridných invertorov umožňuje nastaviť prioritu.Napríklad „najprv nabíjaj batériu, až potom posielaj do siete“.

Záložný režim (Backup, EPS)

Pri výpadku:

• sa odpojí od siete (anti‑islanding),
• prepne na ostrovný režim,
• napája vybrané zásuvky alebo okruhy.

Všetky spotrebiče v dome nebývajú automaticky napojené na EPS výstup. Často je jeho výkon obmedzený[9]. Silové spotrebiče (bojler, tepelné čerpadlo, rúra) sa obvykle nepripájajú.

Okrem EPS existuje aj druhý typ záložného výstupu. Označuje sa skratkou UPS (tzv. neprerušované napájanie). Jeho prepnutie < 10 ms a je vhodný pre servery a citlivé PC (citlivú elektroniku)[10].

Hybridný invertor je štandardnou (povinnou) súčasťou Systému na ukladanie energie (Energy Storage System, ESS). V domácom prostredí to nie je len samotná batéria, ale kompletné riešenie, ktorého cieľom je maximalizovať našu energetickú sebestačnosť[11].

[1] Niekedy sa hybridný invertor označuje ako „Inteligentný uzol“ celého FV systému. Pretože v skutočnosti riadi 4 smery: panely → dom, panely → batéria, batéria → dom, dom ↔ sieť a  (+/plus) obojsmerné AC/DC nabíjanie.
[2] Jednosmerný prúd (DC) mení na striedavý (AC) aj výkonový menič.
[3] Napríklad pri nízkej tarife alebo v zime.
[4] Inak povedané: Hybridný invertor riadi limity napätia a prúdu, zabraňuje hlbokému vybitiu (DoD) a komunikuje s BMS batérie.
[5] Hybridné invertory majú rovnaké MPPT vstupy ako klasické sieťové invertory.
[6] Vytvorí si vlastný ostrovný systém.
[7] Nie každý panelový systém je bez úprav pripravený na neskoršie batérie. Najmä kvôli staršiemu káblovaniu a rozvádzačom.
[8] Mnohé hybridné invertory podporujú: časové priority (Time of Use), export limit - obmedzenie dodávky do siete, zero feed in režim - 0 % exportu do distribučnej siete.
[9] Napríklad 3-5 kW.
[10] EPS = krátke prestávky pri prepnutí, zvyčajne 10-20 ms. Výkon EPS býva 2-10 kW. Niektoré modely invertorov majú samostatný EPS menič vnútri, iné používajú rovnaký menič s prepínacím relé.
[11] Namiesto toho, aby sme prebytky z panelov posielali lacno do siete, uložíme si ich do ESS a spotrebujeme večer alebo pri výpadku prúdu.

Hodnotenie užitočnosti článku:

• ← Hotspot (horúce miesto), príčiny vzniku, následky, zisťovanie, prevencia :)
• Hybridný solárny systém podrobne :) →