Межовий (або grid-tie) инверторами є пристрої, що перетворюють постійний (DC) напруга від сонячних панелей в змінне (AC) напруга, і передають його безпосередньо в мережу 220 (або 380) В, тим самим знижуючи споживання електроенергії від енергомереж.
Мережеві інвертори також називають синхронними перетворювачами, так як вони мають відмінною рисою - наявністю синхронізації вихідної напруги і струму зі стаціонарною мережею.
Таким чином, мережевий інвертор здійснює перетворення постійного струму від сонячних модулів і інших поновлюваних джерел енергії в змінний (з належними значеннями частоти і фази для сполучення зі стаціонарною мережею). Як правило, перетворення здійснюється за допомогою PWM - широтно-імпульсної модуляції.
Інвертори мережевого типу не мають можливості підключення до них акумуляторних батарей. Також вони не зможуть працювати в будинку, в якому зник електричний струм, наприклад, з причини аварії в електромережі. Зроблено це для того, щоб убезпечити від ураження електричним струмом персонал, який буде займатися відновленням ліній електропередач. Тобто якщо Вам потрібно, щоб при аварійному відключенні електроенергії Ваші споживачі працювали від фотомодулів, то Вам потрібен мережевий інвертор з резервуванням.
Мережеві інвертори (без резервування) краще використовувати в тих випадках, де є стабільне безперебійне енергопостачання і коли планується підключення «Зеленого» тарифу, або ж для економії на електриці шляхом вироблення свого власного для своїх споживачів. Простіше кажучи, мережевий інвертор бере електроенергію, вироблену фотомодуля, і передає її Вашим споживачам. Якщо Ваше споживання менше, ніж виробляють Ваші фотомодулі, то надлишки (неспожитої) електроенергії будуть віддаватися в зовнішню мережу. Чи буде ця передача неспожитої електроенергії платній або безкоштовній для Вас, залежить від того, підключений у Вас «Зелений» тариф чи ні. Ефективність перетворення інверторів становить 96%.
Інший тип інверторів - мережеві інвертора з резервуванням (накопиченням). які вміють не тільки заряджати акумулятори від мережі, але і віддавати в цю ж мережу вироблену електроенергію, тобто це мережевий і автономний інвертор в одному корпусі. Якщо Ви підключені до «Зеленому» тарифу, Ваші фотоелектричні панелі будуть віддавати зайву вироблену електроенергію в мережу. У разі ж аварії в мережі цей тип інвертора перейде в автономну роботу і буде живити Ваші споживачі без участі мережі. Важливою перевагою є вбудований в цей тип інвертора контролер заряду MPPT (Maximum Power Point Tracking). Ефективність перетворення становить 95%.
Основні характеристики мережевих інверторів
номінальна вихідна потужність - потужність, що отримується від даного інвертора.
вихідна напруга - показник, що визначає до якої мережі по напрузі може бути підключений інвертор. Для невеликих інверторів (побутового призначення) вихідна напруга звичайно дорівнює 240В. Інвертори для промислового призначення розраховані на 208, 240, 277, 400 або 480В, крім того їх можна підключати до 3-х фазної мережі.
максимальна ефективність - найвища ефективність перетворення енергії, яку може забезпечити інвертор. Максимальний ККД більшості мережевих інверторів становить понад 94%, у деяких - до 97%.
зважена ефективність-середня ефективність інвертора, цей показник краще характеризує ефективність роботи інвертора. Цей показник важливий, так як інвертори, здатні перетворювати енергію при різних вихідних напругах змінного струму, мають різну ефективність при кожному значенні напруги.
максимальний вхідний струм - максимальна кількість постійного струму, яке може перетворювати інвертор. У разі, якщо будь-якої поновлюване джерело (наприклад, сонячна панель) буде виробляти струм, що перевищує це значення, мережевий інвертор його не використовує.
максимальний вихідний струм - максимальний безперервний змінний струм, вироблений інвертором. Цей показник використовують для визначення мінімального (номінального) значення перевантаження по току пристроїв захисту (наприклад, вимикачів або запобіжників).
діапазон відстеження напруги максимальної потужності - діапазон напруги постійного струму, в якому буде працювати точка максимальної потужності мережевого інвертора.
мінімальне вхідна напруга - мінімальна напруга, необхідне для включення інвертора і його роботи. Цей показник особливо важливий для сонячних систем, так як розробник системи повинен бути впевнений, що для твору цієї напруги в кожній ланцюжку послідовно з'єднане достатню кількість сонячних модулів.
ступінь захисту IP (або код виконання) - характеризує ступінь захисту корпусу від проникнення зовнішніх твердих предметів (перша цифра), а також води (друга цифра).
Варіанти використання мережевих інверторів:
Для станцій невеликої потужності генерація буде відбуватися в мережу 380 В. Якщо потрібна велика потужність, то кілька таких блоків встановлюються паралельно до досягнення необхідної потужності. Залежно від потужності станція через підвищувальний трансформатор може бути підключена до мереж 6-10 кВ. На поточний момент окупність такої станції становить близько 5-7 років. Станції великої потужності (від 1 МВт) при використанні китайських комплектуючих можна окупити за 3 роки.
2. Економія електроенергії
Така система містить всі ті ж сонячні батареї + мережеві інвертори (без резервування). але генерує енергію для "внутрішніх" потреб а не на продаж. Тому вузол обліку - тут не обов'язковий.
Така мережева сонячна станція підключена до внутрішньої мережі підприємства (або приватного господарства) і генерує енергію безпосередньо в навантаження. Таким чином, за рахунок додаткового джерела генерації знижується споживання від мережі. Найбільш актуально таке рішення для підприємств з постійним високим денним споживанням (можливо, з підвищують тарифами). Так само таке рішення дозволяє компенсувати піки споживаної потужності - скоротити штрафи.
3. Автономні «розумні» мережі
В автономних мережах великої потужності немає можливості використовувати великий масив сонячних панелей для зарядки акумуляторів. Так само навантаження розподіляється по території. Зважаючи на це логічно і генеруючу потужність розподілити по території за доступними площами. Таке стало можливе при використанні двонапрямлених інверторів (інвертор / зарядний пристрій, inverter / charger), які можуть не тільки задавати мережу, перетворюючи постійний струм з акумуляторних батарей в перемінний, але і направляти надлишки енергії з мережі назад в акумулятори, а так же частотою регулювати потужність джерел генерації, підключених по стороні змінного струму. Такими джерелами електроенергії можуть бути не тільки сонячні батареї. але і вітрогенератори. гідротурбіни і т.д. з мережевими инверторами. Головна вимога - наявність у такого мережевого інвертора окремого режиму роботи в автономних (off-grid) мережах.
Аналогічним чином мережева сонячна станція може бути використана як додаткове джерело економії електроенергії в системах ДБЖ, побудованих на двонапрямлених инверторах. При відключенні електроенергії вона знизить розряд акумуляторів і продовжить термін автономної роботи резервованій навантаження.