Alt-i-én-løsningen: Hybridinverter
Indledning: Solteknikkens multitalent
Hybridinvertere er i øjeblikket solcelleteknikkens multitalenter og reelle alt‑i‑én‑løsninger. Ud over selve solcellemodulerne håndterer de stort set alle funktioner i et komplet solcelleanlæg. Uanset om det gælder strømkonvertering eller energistyring – det hele ligger samlet i én kompakt enhed.
Det kan en hybridinverter:
En hybridinverter samler en række funktioner i én enkelt enhed. Oversigten her viser, hvilke opgaver den typisk løser:
| Funktion | Beskrivelse |
|---|---|
| DC→AC‑konvertering | Omdanner modulernes jævnstrøm til vekselstrøm |
| Spændingstilpasning | Hæver eller sænker DC‑spændingen |
| Batteristyring | Styrer opladning og afladning |
| Energimanagement | Optimeret fordeling af energien |
| MPPT | Maximum Power Point Tracking |
| Måledata | Spænding, strøm, temperatur m.m. |
| Kommunikation | WLAN, LAN, app‑forbindelse |
| Sikkerhedsteknik | Overspændingsbeskyttelse, sikringer mv. |
Opbygning af en hybridinverter
En hybridinverter består af flere integrerede komponenter:
1. Inverter (DC→AC)
Den første grænseflade mellem solcellemoduler og det interne system:
- Omdanner jævnstrøm til vekselstrøm
- Kan sende strømmen direkte ud i husets elinstallation
- Eller internt videre til DC‑DC‑omformeren
Det er denne del, der giver enheden sit navn og udgør en af hovedfunktionerne.
2. DC‑DC‑omformer
Grænsefladen til batteriet:
- Tilpasser solcellemodulernes spænding til batteriet
- Kan både hæve og sænke spændingen efter behov
- Ladeelektronikken fastlægger den optimale ladespænding
Bemærk: Nogle hybridinvertere har et integreret batteri. I denne artikel ser vi på varianten uden indbygget batteri.
3. Maximum Power Point Tracker (MPPT)
Kernen i reguleringssystemet:
- Henter maksimal mulig effekt uafhængigt af vejr og belastning
- Er ofte integreret direkte i inverterdelen
- Måler den producerede spænding og tilpasser driftspunktet optimalt
4. Energimanagement‑system
Besvarer centrale styringsspørgsmål:
- Hvornår skal batteriet lades og aflades?
- Hvor høj skal effektleverancen være?
- Hvornår skal solstrøm bruges, og hvornår skal der købes strøm fra nettet?
5. Sensorik og måleteknik
Måler løbende:
- Strøm og spænding
- Temperatur
- Andre driftsparametre
Måledata behandles internt og sendes videre til kommunikationsmodulet.
6. Kommunikationsmodul
Moderne hybridinvertere tilbyder typisk:
- WLAN/LAN‑tilslutning
- App‑styring i realtid
- Smart‑home‑integration
- Fjernovervågning og ‑service
7. Sikkerhedsteknik
Indbyggede beskyttelsesfunktioner mod:
- Overspænding
- Kortslutning
- Overbelastning
- Temperaturproblemer
Fordele og ulemper
Fordele
At samle alle komponenter i én enhed giver en række fordele:
| Fordel | Forklaring |
|---|---|
| Alt i én enhed | Færre komponenter, enklere installation |
| Pladsbesparende | Ét apparat i stedet for flere separate |
| Optimeret samspil | Alle dele er afstemt fra fabrikken |
| Let betjening | Én app til hele systemet |
| Høj virkningsgrad | Færre konverteringstab |
| Fremtidssikret | Ofte mulighed for at udvide med ekstra batterikapacitet |
Ulemper
På trods af de mange fordele er der også forhold, man bør være opmærksom på:
| Ulempe | Forklaring |
|---|---|
| Højere anskaffelsespris | Dyrere end simple nettilsluttede invertere |
| Kompleksitet | Fejl kan påvirke hele systemet |
| Mindre fleksibilitet | Enkeltkomponenter kan typisk ikke udskiftes separat |
| Afhængighed af producent | Ofte kun fuld kompatibilitet med batterier fra samme producent |
Enfaset vs. trefaset
Valget mellem enfasede og trefasede hybridinvertere har stor betydning for både anlæggets størrelse og hvilke forbrugere, der kan tilsluttes.
Enfaset hybridinverter
Jævnstrømmen omdannes til én vekselstrømsfase.
Fordele:
Enfasede enheder er især velegnede til mindre anlæg:
| Fordel | Forklaring |
|---|---|
| Enkel opbygning | Færre ledninger og enklere installation |
| Lavere pris | Mindre kompleks elektronik |
| God kompatibilitet | Mange husholdningsapparater bruger kun én fase |
Ulemper:
Begrænsningerne viser sig især ved større anlæg:
| Ulempe | Forklaring |
|---|---|
| Begrænset effekt | Typisk kun op til ca. 3–6 kWp |
| Skæv belastning af nettet | Kan give ubalance mellem faserne |
| Ikke egnet til store forbrugere | Varmepumper og elbilladere kræver ofte trefaset forsyning |
Trefaset hybridinverter
Jævnstrømmen omdannes til tre symmetriske vekselstrømsfaser.
Fordele:
Trefasede invertere er udviklet til større anlæg og giver tilsvarende fordele:
| Fordel | Forklaring |
|---|---|
| Højere samlet effekt | Velegnet til anlæg fra ca. 6 kWp og opefter |
| Bedre lastfordeling | Strømmen fordeles over tre faser |
| Symmetrisk indfødning | Mere netvenlig drift |
| Store forbrugere | Kompatibel med varmepumpe, elbillader m.m. |
Ulemper:
Den højere ydeevne har dog en pris:
| Ulempe | Forklaring |
|---|---|
| Højere omkostninger | Mere kompleks opbygning |
| Mere krævende installation | Flere sikkerheds- og installationskrav |
Anbefaling
Valget mellem enfaset og trefaset afhænger primært af anlæggets størrelse og de tilsluttede forbrugere:
| Anlægstørrelse | Anbefaling |
|---|---|
| Op til ca. 3 kWp | Enfaset er som regel tilstrækkeligt |
| 3–6 kWp | Valg afhænger af forbrugsmønster og store laster |
| Fra ca. 6 kWp | Trefaset anbefales |
| Med varmepumpe/elbillader | Trefaset anbefales klart |
Integration i solcelleanlægget
Ved hybridinverter‑systemer skelner man i praksis mindre skarpt mellem AC‑ og DC‑koblede løsninger, fordi alle hovedkomponenter samles i selve hybridinverteren.
Typisk opbygning
Solcellemoduler
↓ DC
Hybridinverter
├── Batteri (DC)
├── Husinstallation (AC)
└── Offentligt elnet (AC)Strømmens vej
-
Solrig dag, lavt forbrug:
- Moduler → hybridinverter → opladning af batteri
- Overskydende strøm → indfødning til elnettet
-
Aften, højt forbrug:
- Batteri → hybridinverter → husinstallation
-
Nat, tomt batteri:
- Elnet → hybridinverter → husinstallation
-
Billig natstrøm (f.eks. timepris):
- Elnet → hybridinverter → opladning af batteri
Softwaren gør forskellen
Ud over hardwaren er softwaren helt afgørende for styring og effektivitet.
Softwarets opgaver
Softwaren er det centrale styreelement og varetager en lang række funktioner:
| Funktion | Beskrivelse |
|---|---|
| Regulering | Tæt samspil med MPPT og øvrig effektelektronik |
| Databehandling | Digital håndtering af alle måleværdier |
| Kommunikation | Koordination mellem alle komponenter |
| Overvågning | Fejlregistrering og alarmer |
| Prognoser | Produktionsprognoser baseret på historik og vejrdata |
| Smart‑home | Integration med bygningsautomatik og styring |
Typiske app‑funktioner i moderne enheder
- Overvågning i realtid af produktion og forbrug
- Historiske data og statistikker
- Fjernstyring og ændring af indstillinger
- Push‑beskeder ved fejl eller afvigelser
- Produktionsprognoser baseret på vejrprognoser
Konklusion
Kernepointe: Hybridinvertere er alt‑i‑én‑løsningen til moderne solcelleanlæg med batteri. De samler inverter, DC‑DC‑omformer og energistyring i én enhed, forenkler installation og betjening, optimerer automatisk egetforbruget og kommunikerer problemfrit med app og smart‑home‑systemer. For de fleste private solcelleanlæg med lagring er en hybridinverter i dag det oplagte førstevalg i Danmark.
Hvordan du konfigurerer dit solcelleanlæg optimalt, gennemgår vi i artiklen AC eller DC? Systemtopologier for solcelleanlæg.
Om artikelserien
Denne artikel er en del af en serie på fem om energilagring til solcelleanlæg:
| Nr. | Artikel | Emne |
|---|---|---|
| 1 | Grundlæggende batteriteknik | Fra Voltas søjle til moderne celle |
| 2 | Lithium vs. bly | Hvilken teknologi til hvilket formål? |
| 3 | Effektelektronik | Invertere og DC‑DC‑omformere |
| 4 | Hybridinverter | Du er her |
| 5 | Systemtopologier | AC‑ eller DC‑kobling? |