Invertoare AC Coupled în Sisteme Fotovoltaice

de Alexandru Popescu

În domeniul energiei fotovoltaice, tot mai mulți proprietari și instalatori se confruntă cu alegerea între diferite tipuri de invertoare pentru a integra panourile fotovoltaice și bateriile de stocare. Un concept des întâlnit este cel de invertor AC-coupled, care joacă un rol esențial în adăugarea stocării de energie la sistemele fotovoltaice existente. În acest articol detaliat vom explica ce sunt invertoarele AC-coupled, cum funcționează, în ce fel diferă de cele DC-coupled, ce avantaje oferă, unde se folosesc practic și ce trebuie să aveți în vedere la alegerea și instalarea unui asemenea dispozitiv. Articolul este redactat într-un stil clar și profesionist, fiind util atât pentru utilizatori finali interesați de eficiența casei lor, cât și pentru instalatori care doresc o imagine de ansamblu asupra acestui subiect. Să începem!

Ce sunt invertoarele AC-coupled și cum funcționează?

Un invertor AC-coupled (tradus aproximativ ca invertor cuplat pe partea de curent alternativ) este un tip de invertor utilizat de obicei pentru a conecta o baterie de stocare a energiei la un sistem fotovoltaic pe partea de AC (curent alternativ). Pentru a înțelege conceptul, să definim pe scurt termenii de bază:

Curent continuu (DC) – curentul electric care circulă într-un singur sens. Panourile fotovoltaice produc energie DC, iar bateriile stochează energie tot în formă DC.
Curent alternativ (AC) – curentul electric care își schimbă periodic sensul (folosit în rețelele electrice și în locuințe). Majoritatea aparatelor electrocasnice funcționează cu energie AC.

Într-un sistem fotovoltaic obișnuit (fără baterie), panourile fotovoltaice generează curent continuu, care este convertit în curent alternativ printr-un invertor de rețea (grid-tie) pentru a alimenta consumatorii casei și a livra eventualul surplus în rețeaua publică. Dacă dorim să adăugăm o baterie de stocare, intervine întrebarea: Cum conectăm bateria – pe partea DC sau AC? Un invertor AC-coupled soluționează conectarea pe partea AC.

În esență, un sistem cu invertor AC-coupled are două invertoare principale:

Invertorul fotovoltaic (de rețea) care transformă energia DC a panourilor în AC pentru consumul casei sau injecția în rețea.
Invertorul de baterie (AC-coupled) care se conectează la circuitul AC al casei și asigură interfața cu bateria. Acest invertor bidirecțional poate funcționa în două moduri:

Mod încărcare baterie: preia energie AC (de la panouri prin invertorul fotovoltaic sau de la rețea) și o convertește în DC pentru a încărca bateria.
Mod descărcare/alimentare: ia energia stocată în baterie (DC) și o convertește în AC sincronizată cu rețeaua internă a casei, alimentând consumatorii și/sau exportând în rețea.

În modul de funcționare normal (când rețeaua electrică este prezentă), fluxul de energie într-un sistem AC-coupled decurge astfel:

Panourile fotovoltaice produc energie DC, pe care invertorul fotovoltaic o convertește imediat în AC. Această energie AC alimentează în primul rând consumul casei (prioritate la consum local), iar orice surplus este fie trimis către rețeaua electrică, fie captat de invertorul de baterie.
Dacă există energie solară surplus (mai multă decât consumul casnic la un moment dat), invertorul AC-coupled de baterie detectează acest surplus pe linia AC și îl convertește în DC pentru a încărca bateria. Practic, bateria este încărcată indirect din panouri, printr-o dublă conversie (DC panouri -> AC -> DC baterie).
Când panourile nu produc suficient (de exemplu noaptea) sau cererea de consum este mai mare decât producția solară, invertorul de baterie poate trece în mod de descărcare, furnizând energie din baterie. Acesta convertește energia DC din baterie în AC sincronizat, contribuind alături de rețea la alimentarea consumatorilor. Astfel se poate reduce preluarea de energie din rețeaua publică în perioadele fără soare.
În cazul unei pene de curent (dacă invertorul AC-coupled are și funcție de backup), acesta poate izola circuitul casei de rețeaua publică și poate acționa ca o sursă de energie de rezervă. Invertoarele AC-coupled inteligente pot crea o micro-rețea locală în timpul întreruperilor, furnizând curent AC din baterie și permițând chiar panourilor fotovoltice să funcționeze în continuare (panourile pot rămâne active dacă invertorul de baterie le oferă o referință AC stabilă). Astfel, consumatorii critici ai locuinței pot fi alimentați în continuare, ca într-un sistem de back-up off-grid.

Pe scurt, invertoarele AC-coupled sunt dispozitive de conversie a energiei care permit integrarea bateriilor în circuitele AC ale unui sistem fotovoltaic. Ele funcționează concomitent cu invertorul fotovoltaic existent, asigurând conversia de energie necesară pentru încărcarea și descărcarea bateriei, cu sincronizare perfectă la rețeaua electrică și la consumul casei.

Diferențele față de invertoarele DC-coupled

Este important să înțelegem cum se deosebesc soluțiile AC-coupled de cele DC-coupled, întrucât alegerea influențează eficiența și configurația întregului sistem fotovoltaic cu stocare. Termenul DC-coupled se referă la sistemele în care panourile fotovoltaice și bateria sunt legate pe partea de curent continuu, înainte de conversia în AC. Iată principalele diferențe între cele două arhitecturi:

Arhitectura sistemului: Într-un sistem DC-coupled, panourile și bateriile împart de obicei un singur invertor hibrid sau folosesc un controler de încărcare solară (MPPT) pentru a încărca bateria direct din DC-ul panourilor, urmat de un invertor care convertește totul o singură dată în AC pentru consum. Într-un sistem AC-coupled, există invertoare separate: unul pentru panouri (invertor de rețea) și unul dedicat bateriei (invertor AC-coupled). Astfel, legătura bateriei este făcută după convertirea inițială în AC.
Număr de conversii de putere: Sistemele AC-coupled implică mai multe conversii de energie. De exemplu, când energia solară încarcă bateria, fluxul este: DC (panouri) -> AC (prin invertorul solar) -> DC (pentru baterie, prin invertorul AC-coupled) -> și în final AC din nou la utilizare. Fiecare conversie aduce pierderi de energie (căldură). Prin contrast, sistemele DC-coupled pot încărca bateria direct din DC-ul panourilor, necesitând convertirea în AC o singură dată la utilizare, deci au mai puține conversii intermediare.
Eficiența energetică: Datorită acestor conversii suplimentare, un sistem AC-coupled are în general o eficiență ușor mai scăzută comparativ cu unul DC-coupled. Pierderile cumulate în conversii pot fi de câteva procente. De exemplu, un sistem AC-coupled poate atinge tipic o eficiență totală de ~90-94%, pe când unul DC-coupled poate ajunge la 95-98% (valorile exacte variază în funcție de echipamente). Acest lucru înseamnă că sistemele DC-coupled folosesc mai eficient energia generată, deoarece evită convertiri multiple. Totuși, diferența de eficiență trebuie pusă în balanță cu celelalte avantaje oferite de AC-coupling.
Complexitatea și componentele: O soluție AC-coupled are mai multe componente hardware – practic două invertoare separate plus eventual echipamente de comunicare între ele. Prin urmare, costul inițial al echipamentelor poate fi mai ridicat și spațiul ocupat mai mare. Sistemele DC-coupled, având un singur invertor hibrid (sau un invertor + un controller DC), pot fi mai compacte și uneori mai accesibile ca preț, deoarece necesită mai puține dispozitive.
Compatibilitatea și modularitatea: Aici sistemele AC-coupled strălucesc – ele sunt foarte flexibile și compatibile cu aproape orice configurație. Pentru că legătura se face pe AC standard, un invertor de baterie AC-coupled poate fi adăugat lângă orice sistem fotovoltaic existent, indiferent de marca sau tipul invertorului solar deja instalat. Practic, AC-coupling este agnostic din punct de vedere al panourilor și al invertorului solar: fie că panourile sunt cu microinvertoare, fie cu un invertor string convențional, putem adăuga o baterie printr-un invertor AC-coupled. În schimb, sistemele DC-coupled necesită compatibilitate între panouri, invertor și baterie pe partea DC – adesea fiind nevoie de invertoare hibride special proiectate să lucreze cu anumite baterii. Retrofitting-ul (adică adăugarea unei baterii la un sistem solar deja instalat) este mult mai simplu cu AC-coupling, dar poate fi dificil sau imposibil dacă sistemul inițial nu a fost gândit pentru DC-coupling.
Puncte de defecțiune: Un sistem DC-coupled are un punct unic de defecțiune – dacă invertorul hibrid cedează, întregul sistem (panouri + baterie) devine inoperabil. În sistemele AC-coupled nu există un punct unic de eșec: dacă invertorul de baterie are o problemă, panourile prin invertorul fotovoltaic pot continua să alimenteze casa sau să livreze energie în rețea; invers, dacă invertorul de panouri cedează, bateria încă poate furniza energie (și se poate încărca din rețea, de exemplu). Această redundanță sporește fiabilitatea și reziliența sistemului per ansamblu.
Capacitatea de încărcare din rețea: Prin natura lor, invertoarele AC-coupled permit încărcarea bateriei de la rețeaua electrică foarte ușor (pentru că sunt deja conectate la AC). Acest lucru este util dacă doriți să încărcați bateria noaptea la tarif redus sau să aveți bateriile pline înainte de o perioadă de vreme nefavorabilă. Sistemele DC-coupled pot și ele încărca din rețea (unele invertoare hibride au funcție de încărcare AC->DC), dar dacă nu au această funcție integrată, ar necesita echipamente suplimentare.

În concluzie, diferența majoră constă în unde are loc legătura bateriei: înainte sau după conversia AC. Fiecare abordare are implicații în ceea ce privește eficiența, costul și flexibilitatea sistemului, după cum vom detalia în secțiunile următoare.

Avantajele utilizării unui invertor AC-coupled

Implementarea unui invertor AC-coupled într-un sistem fotovoltaic aduce o serie de avantaje semnificative, mai ales în anumite scenarii. Iată cele mai importante beneficii de luat în considerare:

Adăugarea ulterioară (retrofit) ușoară: Invertoarele AC-coupled sunt ideale pentru a adăuga baterii la un sistem fotovoltaic existent. Dacă aveți deja panouri și un invertor conectat la rețea, puteți integra ulterior o baterie fără a modifica partea de DC a panourilor. Aceasta înseamnă costuri de instalare mai mici și intervenții minime asupra sistemului fotovoltaic inițial. Flexibilitatea de a face upgrade pe viitor cu stocare este un atu important al soluțiilor AC-coupled.
Compatibilitate universală: Soluțiile AC-coupled sunt în mare măsură independente de marcă și tip. Puteți combina practic orice panouri și invertor fotovoltaic cu orice invertor de baterie AC-coupled, atâta timp cât respectați cerințele de putere și tensiune ale rețelei AC. Această compatibilitate extinsă le face brand-agnostice – un avantaj pentru instalatori, care nu sunt limitați la combinații predeterminate de echipamente.
Operare independentă a componentelor: Într-un sistem AC-coupled, panourile și bateria pot funcționa independent una de cealaltă. Panourile pot alimenta consumul casei chiar dacă bateria sau invertorul de baterie are o problemă, și viceversa, bateria poate fi încărcată din rețea sau poate alimenta casa chiar dacă panourile nu produc (de exemplu noaptea). Această independență asigură continuitatea alimentării și flexibilitate în operare. De asemenea, elimină dependența de un singur invertor central (cum e cazul la DC-coupling), sporind reziliența sistemului la defecțiuni.
Scalabilitate și modularitate: Pentru că se bazează pe componente separate, un sistem AC-coupled este ușor scalabil. Puteți adăuga mai multe unități de baterie cu invertoarele lor (pentru capacitate sporită de stocare) sau puteți mări ulterior sistemul fotovoltaic, fără a înlocui echipamentele existente. Fiecare componentă adăugată se cuplează pe AC la sistemul central al casei. Astfel puteți extinde treptat instalația, pe măsură ce nevoile energetice cresc sau bugetul permite.
Încărcare din rețea și tarifare dinamică: După cum am menționat, invertorul AC-coupled permite încărcarea bateriei de la rețea. Acest lucru deschide posibilitatea utilizării tarifelor diferențiate: de exemplu, încărcați bateria noaptea când electricitatea e mai ieftină și folosiți energia stocată în orele de vârf de preț. Pentru utilizatorii casnici care beneficiază de scheme de tip time-of-use sau pentru participarea în programe de rețea inteligentă (smart grid sau VPP - Virtual Power Plant), această capacitate de a lua energie din rețea și a o stoca este un avantaj considerabil.
Reziliență și redundanță: În configurația AC-coupled, având mai multe invertoare, sistemul oferă o redundanță: dacă unul se oprește, celălalt poate continua parțial funcționarea. Mai mult, unele baterii AC-coupled moderne au design modular (de exemplu conțin mai multe mini-invertoare interne pentru fiecare modul de baterie). Acest design modular face ca, în caz de defecțiune a unuia dintre module, restul sistemului să continue să funcționeze, reducând riscul unui blackout total al stocării.
Funcție de backup (alimentare de rezervă): Multe invertoare AC-coupled includ opțiuni de funcționare în regim backup/off-grid. Ele pot crea o rețea proprie în caz de pană și pot menține alimentarea pentru circuitele critice ale clădirii. Aceasta poate fi o soluție excelentă pentru asigurarea continuității energiei în zone cu rețea instabilă sau pentru consumatori care doresc protecție împotriva întreruperilor (spre exemplu, să mențină frigiderul și iluminatul funcționale pe durata unei pene).

Rezumat: Avantajele AC-coupling țin în principal de flexibilitate și ușurința integrării. Posibilitatea de a adăuga stocare într-un sistem existent, compatibilitatea extinsă și operarea independentă a panourilor și bateriei oferă utilizatorilor finali și instalatorilor o libertate mai mare în proiectare și exploatare. Deși eficiența totală este ușor mai mică decât în cazul unui sistem DC-coupled echivalent, beneficiile de mai sus pot depăși acest dezavantaj, mai ales în scenariile de modernizare (upgrade) a sistemelor fotovoltaice deja instalate.

Aplicații practice în sisteme fotovoltaice

Invertoarele AC-coupled își găsesc aplicabilitatea într-o varietate de situații din lumea reală. Să explorăm câteva aplicații practice unde aceste echipamente sunt folosite cu succes în cadrul sistemelor fotovoltaice:

Adăugarea bateriilor la sisteme fotovoltaice existente: Cel mai comun caz de utilizare a unui invertor AC-coupled este atunci când un proprietar are deja un sistem fotovoltaic conectat la rețea și dorește ulterior să adauge o baterie pentru stocarea energiei. În loc să înlocuiască invertorul existent cu unul hibrid (o soluție costisitoare și complexă), se alege montarea unui invertor de baterie AC-coupled care se cuplează la tabloul electric existent. Astfel, sistemul fotovoltaic deja funcțional primește capabilitatea de stocare cu minim de modificări. De exemplu, multe case care au fost echipate cu panouri fotovoltaice acum 5-10 ani își sporesc acum autonomia energetică adăugând baterii prin AC-coupling.
Sisteme cu microinvertoare: În cazul instalațiilor fotovoltaice care folosesc microinvertoare (câte un mini-invertor montat la fiecare panou, care convertește direct DC-ul panoului în AC pe acoperiș), singura modalitate practică de a adăuga stocare este AC-coupling. Deoarece panourile sunt deja integrate în rețeaua AC a casei prin microinvertoare, se adaugă o baterie cu invertor AC-coupled la aceeași rețea. Așadar, AC-coupling este soluția implicită pentru sistemele cu microinvertoare, asigurând compatibilitate cu arhitectura acestora.
Modernizarea instalațiilor off-grid sau hibride: Chiar și în sisteme izolate (off-grid) sau hibride (cu posibilitate de deconectare de la rețea), AC-coupling este folosit uneori pentru a combina mai multe surse. De exemplu, într-o configurație off-grid complexă, s-ar putea utiliza un invertor de baterie principal care gestionează o micro-rețea și mai multe invertoare fotovoltaice (AC-coupled) conectate la aceasta pentru a prelua puterea panourilor. Această abordare modulară facilitează extinderea unei micro-rețele și integrarea surselor suplimentare (de pildă, un generator eolian sau un generator pe combustibil poate fi adăugat tot pe AC).
Proiecte comerciale și de utilitate publică: La scară mai mare, în ferme fotovoltaice sau instalații comerciale, sistemele de stocare pot fi adăugate prin AC-coupling la centrale fotovoltaice existente. Acest lucru se face, de pildă, pentru a oferi servicii de reglare a rețelei sau pentru a stoca energie în orele de vârf de producție și a o livra când cererea este mai mare. Un exemplu practic: o centrală fotovoltaică poate avea un sistem de baterii conectat pe AC la punctul de evacuare în rețea, bateria încărcându-se atunci când soarele strălucește puternic și injectând energie în rețea la apus, când panourile nu mai produc. Astfel se netezește livrarea de energie și se maximizează utilizarea infrastructurii existente.
Soluții de backup pentru clădiri critice: În clădiri ce necesită alimentare neîntreruptă (spitale, centre de date, instituții), dacă există un sistem fotovoltaic, acesta poate fi combinat cu un sistem de baterii AC-coupled care preia sarcina în caz de întrerupere a rețelei. Invertorul AC-coupled poate lucra împreună cu un generator de rezervă, asigurând o tranziție lină și menținând alimentarea critică. Practic, panourile + bateria + invertorul AC-coupled formează un sistem UPS (Uninterruptible Power Supply) de mare capacitate, menținând echipamentele vitale în funcțiune.

Observăm așadar că flexibilitatea AC-coupling îl face potrivit într-o gamă largă de utilizări: de la locuințe rezidențiale care doresc independență energetică mai mare, până la aplicații comerciale și industriale unde fiabilitatea și optimizarea energiei sunt cruciale. Orice situație în care se dorește combinarea sau adăugarea ulterioară a stocării de energie la o sursă solară existentă poate beneficia de avantajele invertoarelor AC-coupled.

Aspecte de luat în considerare la alegerea unui astfel de invertor

Dacă ați decis că un invertor AC-coupled este soluția potrivită pentru proiectul dumneavoastră, următorul pas este să alegeți modelul și configurația optimă. Iată câteva aspecte cheie pe care ar trebui să le luați în considerare înainte de achiziție și instalare:

Puterea și capacitatea invertorului: Verificați ce putere în kilowați (kW) are invertorul AC-coupled și asigurați-vă că este dimensionat corect pentru nevoile dvs. Acesta ar trebui să poată gestiona puterea maximă de încărcare/descărcare dorită a bateriei și, ideal, să fie aproape de nivelul de putere al invertorului solar sau al consumului maxim al casei. De exemplu, dacă aveți un invertor fotovoltaic de 5 kW, un invertor de baterie AC-coupled apropiat (5-6 kW) va putea prelua eficient surplusul fotovoltaic pentru încărcare. În schimb, un invertor de baterie subdimensionat ar putea să nu captureze toată energia excedentară, iar unul supradimensionat inutil poate fi ineficient din punct de vedere al costului.
Capacitatea bateriei și compatibilitatea: Alegeți bateria (sau bateriile) care va fi conectată și verificați compatibilitatea cu invertorul AC-coupled. Deși pe partea AC orice invertor se poate conecta, pe partea DC (către baterie) invertorul are specificații de tensiune și curent de încărcare. Asigurați-vă că tensiunea nominală a bateriei (sau a modulului de baterii) se potrivește cu gama de operare a invertorului. De asemenea, verificați dacă invertorul are un sistem bun de comunicare BMS (Battery Management System) sau standarde de comunicație deschise pentru a integra baterii de diferite tipuri (litiu-ion, plumb-acid etc.).
Eficiența invertorului: Consultați specificațiile producătorului privind eficiența de conversie (încărcare și descărcare). Un invertor AC-coupled de calitate ar trebui să aibă eficiență ridicată atât la conversia AC->DC (încărcare baterie), cât și DC->AC (alimentare consum). Diferențele de câteva procente în eficiență pot avea un impact financiar pe termen lung, mai ales în sistemele care ciclizează zilnic bateria. Optați pentru un model care minimizează pierderile și gestionează inteligent conversiile (de exemplu, prin optimizarea punctului de funcționare atunci când sarcina e mică, astfel încât randamentul să rămână bun).
Funcția de backup și modul de operare off-grid: Dacă doriți ca bateria să ofere backup la căderea rețelei, verificați ca invertorul AC-coupled ales să aibă capabilitate de funcționare în mod insular (off-grid). Acest lucru implică existența unui comutator sau releu de deconectare de la rețea și capacitatea invertorului de a genera o tensiune și frecvență stabile pentru alimentarea consumatorilor critici. Nu toate invertoarele de baterie au automat această funcție – unele sunt destinate doar pentru managementul energiei în prezența rețelei. De asemenea, evaluați puterea de suprasarcină pe care invertorul o poate oferi în mod backup (ex.: pornirea motoarelor frigorifice necesită un curent mai mare pentru scurt timp).
Integrare și comunicație cu invertorul fotovoltaic: În general, AC-coupling nu necesită o comunicare directă între invertorul de baterie și invertorul fotovoltaic (acestea interacționează implicit prin rețeaua AC). Totuși, pentru o funcționare optimă, unele sisteme implementează mecanisme de control: de exemplu, invertorul de baterie poate modifica ușor frecvența AC din casă pentru a semnaliza invertorului fotovoltaic să reducă producția când bateria este plină (metodă numită frequency shifting). Verificați dacă invertorul AC-coupled suportă astfel de mecanisme standard de control și dacă invertorul fotovoltaic existent este compatibil cu ele (majoritatea invertoarelor de rețea moderne recunosc un ușor shift de frecvență ca semn să reducă puterea, evitând supraincărcarea bateriei). Acest aspect este important mai ales dacă intenționați să folosiți sistemul în modul backup unde surplusul fotovoltaic trebuie gestionat pentru a nu supraîncărca bateria.
Numărul de faze și compatibilitatea cu rețeaua: Asigurați-vă că invertorul AC-coupled corespunde configurației rețelei dvs. – monofazat sau trifazat. Pentru locuințe obișnuite (monofazate), un invertor monofazat este potrivit. În aplicații trifazate (clădiri mari, comerciale), veți avea nevoie fie de un invertor trifazat dedicat, fie de câte un invertor monofazat pentru fiecare fază. Un echilibru corespunzător pe faze este esențial dacă doriți să evitați probleme de injecție neuniformă sau dezechilibre de sarcină.
Certificări și conformitate: Verificați că invertorul AC-coupled respectă standardele locale și cerințele operatorului de rețea. În România, de exemplu, invertoarele trebuie să aibă certificare EN 50549 (normă pentru conectarea generatoarelor la rețeaua de joasă tensiune) sau echivalent, pentru a fi aprobate la racordare. De asemenea, este de preferat ca invertorul să fie marcat CE și să respecte standardele de siguranță electrică. Un alt aspect: unele rețele pot solicita ca invertorul de baterie să nu injecteze energie în rețea (doar să prevină exportul, dacă nu aveți contract de vânzare de energie). Dacă acesta este cazul, asigurați-vă că invertorul are mod de operare zero export sau poate limita exportul conform cerințelor.
Garanție și suport tehnic: Nu în ultimul rând, luați în considerare fiabilitatea producătorului. Un invertor este o investiție pe termen lung (10+ ani), așa că o garanție extinsă (de exemplu 5 sau 10 ani) și un suport tehnic bun pot oferi liniște în exploatare. Chiar dacă nu menționăm branduri anume, orientați-vă spre produse testate în piață, cunoscute pentru durabilitate, și eventual citiți recenzii sau cereți păreri de la alți instalatori.

Analizând aceste aspecte înainte de cumpărare, veți putea alege un invertor AC-coupled potrivit nevoilor specifice ale proiectului dvs., asigurând un echilibru optim între cost, performanță și fiabilitate.

Ghid de instalare de bază pentru instalatori

Instalarea unui invertor AC-coupled într-un sistem fotovoltaic necesită cunoștințe electrice solide și respectarea normelor de siguranță. În continuare prezentăm un ghid de bază (pas cu pas) care evidențiază etapele principale ale instalării. Aceste recomandări generale pot ghida instalatorii în planificarea și execuția proiectului:

Planificare și evaluare inițială: Înainte de a începe lucrul efectiv, evaluați configurația existentă a sistemului fotovoltaic și a instalației electrice. Identificați punctul optim unde invertorul AC-coupled și bateria vor fi conectate în sistem (de obicei în apropierea tabloului electric principal sau a subpanoului de backup dacă există). Verificați spațiul disponibil pentru montarea echipamentelor (invertorul și eventual bateria au nevoie de o suprafață plană de montaj, ventilație și distanță față de surse de căldură sau umiditate). Deconectați sursele de energie (rețeaua și eventual panourile) pe durata pregătirilor, asigurând condiții de lucru în siguranță.
Montarea invertorului și a bateriei: Fixați invertorul AC-coupled pe perete conform instrucțiunilor producătorului (țineți cont de greutate și folosiți elemente de prindere adecvate). De obicei, invertorul se montează vertical, într-un spațiu ferit de intemperii (dacă e la exterior, să fie minim IP65 sau protejat). Montați de asemenea bateria sau cabinetul de baterii în apropiere, dacă aceasta nu este integrată cu invertorul. Este recomandat ca bateria să fie plasată într-un loc cu temperatură moderată, ferit de îngheț sau căldură excesivă, pentru a-i prelungi viața și a asigura o funcționare optimă.
Realizarea conexiunilor electrice (partea DC): Conectați cablurile DC de la invertorul AC-coupled către bateria de stocare. Asigurați-vă că polaritatea (+/-) este corectă și utilizați cabluri cu secțiunea corect dimensionată pentru curenții maximali de încărcare/descărcare. De obicei, între invertor și baterie se montează și siguranțe/fuzii sau un deconectator DC pentru siguranță și pentru a permite izolarea bateriei la nevoie. Strângeți ferm bornele și verificați de două ori toate conexiunile, deoarece curentul DC al bateriei poate fi foarte mare (un contact slab poate duce la supraîncălzire).
Realizarea conexiunilor electrice (partea AC): Următorul pas este conectarea invertorului AC-coupled la rețeaua AC a clădirii. Acest invertor va avea borne AC (fază, nul, eventual împământare) care trebuie legate la tabloul electric. De regulă, invertorul de baterie se conectează în paralel cu invertorul fotovoltaic existent, la același tablou principal sau subpanou. Alegeți un circuit dedicat (un disjunctor corespunzător ca amperaj) în tablou de care să legați invertorul de baterie. În cazul sistemelor de backup, invertorul AC-coupled ar putea necesita un panou de sarcini critice separat: adică consumatorii esențiali ai casei sunt mutați pe un tablou separat, alimentat de invertor în caz de pană. Conexiunile AC trebuie realizate în conformitate cu schema producătorului și normele locale – de exemplu, respectați configurația de împământare și neutru (TN-C, TN-S etc., după caz) și folosiți conductoare de secțiune potrivită pentru puterea invertorului (minim 4mm² sau 6mm² pentru invertoare rezidențiale de 5-10 kW, de exemplu, dar verificarea normativelor este esențială).
Instalarea senzorilor și a comunicațiilor (dacă este cazul): Unele sisteme AC-coupled vin cu senzori de curent (CT) sau contoare inteligente care se montează pe intrarea/ieșirea principală a casei, pentru a măsura fluxurile de energie către/dinspre rețea. Acești senzori ajută invertorul de baterie să detecteze precis când există surplus solar sau consum, optimizând încărcarea și descărcarea. Dacă echipamentul furnizează astfel de senzori, montați-i conform manualului (de obicei, clema ampermetrică se atașează pe conductorul de fază principal al clădirii, indicând invertorului când casa exportă sau importă energie). De asemenea, conectați cablurile de comunicație necesare: de exemplu, cablu de rețea pentru monitorizare online, cablu de comunicație între invertor și bateria (sau BMS-ul bateriei) dacă e prevăzut, sau între invertorul de baterie și invertorul fotovoltaic (în cazuri speciale când aceștia pot comunica direct).
Punerea în funcțiune (commissioning) și teste: După ce toate conexiunile sunt realizate și verificate, reconectați alimentarea și porniți echipamentele. Urmați procedura de punere în funcțiune specifică invertorului AC-coupled: aceasta implică setarea parametrilor inițiali prin intermediul unui afișaj, computer sau aplicație mobilă. Veți seta, de exemplu, capacitatea bateriei (Ah, kWh), tensiunea de încărcare, modurile de operare (prioritate autoconsum, back-up, limitare export etc.), și veți sincroniza invertorul cu rețeaua (majoritatea fac acest lucru automat, detectând frecvența și tensiunea rețelei). După configurare, efectuați teste practice:

Simulați condiții de încărcare din sistemul fotovoltaic (dacă este posibil, verificați dacă invertorul de baterie preia surplusul și încarcă bateria).
Simulați descărcarea (de exemplu, deconectați panourile sau așteptați seara și vedeți dacă bateria alimentează consumul).
Dacă invertorul are funcție de backup, simulați o pană de curent (deconectând rețeaua principală) și observați dacă invertorul de baterie preia imediat sarcina alimentând circuitele esențiale. Verificați că invertorul fotovoltaic se comportă corect (de obicei, se va opri dacă nu are semnal de la invertorul de baterie sau, dacă sistemul e configurat corect pentru off-grid, invertorul solar va reporni sincronizat cu micro-rețeaua locală).
Monitorizați prin software parametrii (tensiuni, curenți, puteri) pentru a vă asigura că totul funcționează în limite normale și nu apar erori.

Documentare și mentenanță: La final, oferiți utilizatorului final o prezentare a sistemului și instrucțiuni de bază (cum se monitorizează prin aplicație, ce trebuie făcut în caz de avertismente sau cum se oprește sistemul în caz de urgență). Documentați instalarea – diagrame, setări, poze cu conexiunile – pentru referințe ulterioare. Recomandați verificări periodice, cum ar fi inspectarea conexiunilor și testarea funcției de backup cel puțin o dată pe an, pentru a asigura fiabilitatea pe termen lung.

Notă pentru instalatori: Fiecare producător poate avea cerințe specifice, așa că tratati ghidul de mai sus ca pe o listă generală. Întotdeauna consultați manualul oficial al invertorului AC-coupled și respectați legislația locală (norme electrice, autorizări) când realizați o astfel de instalare. Siguranța este prioritară: lucrați cu echipament de protecție, verificați absența tensiunii înainte de a manipula conductori și, dacă nu sunteți sigur pe un anumit aspect, consultați un inginer electrician sau serviciul tehnic al producătorului.

Concluzie

Invertoarele AC-coupled reprezintă o soluție versatilă și eficace pentru integrarea stocării de energie în sistemele fotovoltaice. Prin înțelegerea modului în care funcționează și a diferențelor față de sistemele tradiționale DC-coupled, utilizatorii și instalatorii pot lua decizii informate adaptate nevoilor lor. Fie că doriți să maximizați autoconsumul de energie fotovoltaicǎ, să aveți siguranța unui backup în caz de pană sau să modernizați o instalație fotovoltaică existentă, tehnologia AC-coupling oferă flexibilitatea necesară pentru a realiza aceste obiective.

Atât utilizatorii casnici interesați de independența energetică, cât și instalatorii profesioniști care proiectează sisteme complexe ar trebui să ia în considerare avantajele unui invertor AC-coupled. Cu o planificare atentă și cu alegerea corectă a echipamentului, un astfel de sistem poate oferi un echilibru optim între eficiență, fiabilitate și scalabilitate, contribuind la un viitor energetic mai sigur și mai sustenabil.

În final, amintiți-vă că fiecare proiect fotovoltaic este unic. Evaluarea personalizată a nevoilor, consultarea cu specialiști și respectarea celor mai bune practici de instalare vor asigura că veți beneficia din plin de puterea combinată a panourilor fotovoltaice și a bateriilor prin intermediul invertoarelor AC-coupled, pe termen lung.

Pentru recomandări personalizate și soluții fotovoltaice optim dimensionate, echipa Giaul Energy vă stă la dispoziție cu expertiză și suport complet în alegerea și integrarea invertoarelor AC-coupled aşa cǎ un ezitați sǎ ne contactați!

FAQ

Întrebări frecvente despre invertoarele AC-coupled

1. Ce este un invertor AC-coupled într-un sistem fotovoltaic?
Un invertor AC-coupled este un invertor de baterie care se conectează pe partea de curent alternativ (AC) a instalației electrice. El preia energia AC din rețea sau din invertorul fotovoltaic existent, o transformă în DC pentru a încărca bateria și apoi convertește din nou energia DC din baterie în AC pentru a alimenta consumatorii sau, după caz, pentru a o injecta în rețea.

2. Care este diferența principală dintre un sistem AC-coupled și unul DC-coupled?
Într-un sistem DC-coupled, panourile și bateria sunt conectate pe partea de curent continuu, de obicei printr-un invertor hibrid, ceea ce înseamnă mai puține conversii și o eficiență energetică ușor mai mare. Într-un sistem AC-coupled, panourile lucrează cu un invertor solar dedicat, iar bateria cu un invertor separat, conectat pe AC. Rezultatul este o flexibilitate mult mai mare la modernizări și la combinații de echipamente, în schimbul unor pierderi suplimentare de conversie.

3. Când este recomandat să folosesc un invertor AC-coupled?
Un invertor AC-coupled este recomandat în special atunci când aveți deja un sistem fotovoltaic funcțional și doriți să adăugați ulterior stocare în baterii, fără să schimbați invertorul solar existent. Este, de asemenea, o soluție ideală pentru sisteme cu microinvertoare sau pentru proiecte unde flexibilitatea și modularitatea (posibilitatea de upgrade în timp) sunt prioritare.

4. Pot adăuga un invertor AC-coupled la orice tip de sistem fotovoltaic existent?
În majoritatea cazurilor, da. Pentru că se conectează pe partea de AC, un invertor AC-coupled este, în mare parte, independent de marca panourilor și a invertorului fotovoltaic existent. Este important însă ca instalația electrică să fie corect dimensionată, să respecte normele locale și să fie verificate compatibilitățile de putere și fazare (monofazat/trifazat) ale echipamentelor.

5. Cum mă ajută un invertor AC-coupled să cresc independența energetică a locuinței?
Prin intermediul unui invertor AC-coupled, bateria poate stoca surplusul de energie solară produs pe timpul zilei și îl poate livra seara, noaptea sau în perioadele cu tarife mai ridicate la energie. În plus, dacă invertorul are funcție de backup, sistemul poate alimenta consumatorii importanți în caz de pană de curent, ceea ce crește considerabil gradul de autonomie și siguranță energetică a locuinței.