De eenvoudigste manier om de verkeerde omvormer te kiezen is on-grid, off-grid en hybride te behandelen als drie niveaus van hetzelfde product. Ze zijn beter te begrijpen als antwoorden op een fundamentelere vraag: welke rol moet het openbare net spelen? Een systeem dat is aangesloten op een betrouwbaar net kan op dat net leunen als elektrische referentie en als energiebron wanneer lokale opwek tekortschiet. Een systeem dat tijdens een storing belastingen moet blijven voeden, moet een lokale voeding behouden nadat het net wegvalt. Een locatie zonder netaansluiting moet haar eigen lokale voeding als normale bedrijfsvoering in stand houden. Dat zijn verschillende operationele taken, en de omvormercategorie moet de taak volgen in plaats van het label.Voor de eenvoudige residentiële situatie werkt een on-grid omvormer normaal gesproken wanneer het openbare net aanwezig is. Het U.S. Department of Energy beschrijft traditionele grid-following omvormers als apparaten die een extern netsignaal gebruiken als referentie voor de AC-golfvorm die ze produceren. Tijdens normale werking kan zonnestroom van het dak de lokale vraag bedienen, terwijl de woning verbonden blijft met het net om aanbod en belasting in balans te brengen wanneer de zonneproductie onvoldoende is. Wanneer de opwek hoger is dan het lokale gebruik, kan het overschot worden teruggeleverd aan het net. (energy.gov) Of die geëxporteerde energie een betaling of factuurkrediet oplevert, hangt af van het beleid en de praktijken van het lokale nutsbedrijf en de staat. (energy.gov) Huishoudelijke omvormers kunnen beperkte spannings- of frequentiestoringen doorstaan, maar schakelen af wanneer netcondities ver genoeg buiten hun toegestane bereik komen. Daarom garanderen zonnepanelen die rond de middag stroom produceren op zichzelf geen bruikbare elektriciteit tijdens een black-out. (energy.gov)
Back-up verandert de operationele taak
Voeg de eis toe dat de koelkast, verlichting, internetverbinding of andere essentiële belastingen moeten blijven werken tijdens een netstoring, en het selectieprobleem verandert. De locatie is meestal nog steeds netgekoppeld, maar het omvormersysteem moet nu een tweede toestand ondersteunen. Wanneer het net beschikbaar is, werkt het naast het net. Wanneer het net niet beschikbaar is, moet het geback-upte deel van de installatie functioneren als een bewust eiland, gescheiden van het uitgevallen net en gevoed door lokale bronnen. DOE beschrijft residentiële solar-plus-storage systemen die verlies van netspanning detecteren, overschakelen naar eilandbedrijf en opnieuw verbinden nadat de netservice terugkeert. (energy.gov)
In residentiële zonne-energie komen hybride omvormers hier vaak in beeld omdat ze batterijbedrijf kunnen integreren met netgekoppelde werking en, in sommige ontwerpen, back-up. Het woord hybride vertelt nog steeds niet wat het gebouw tijdens een black-out zal ervaren. Het ene product biedt misschien alleen een specifieke back-upuitgang; een ander kan een veel breder geback-upt circuit ondersteunen. Fronius geeft een concreet voorbeeld binnen één omvormerfamilie: PV Point voedt geselecteerde eenfasige belastingen, terwijl de Full Backup-opstelling bedoeld is voor het hele huishouden en een hybride omvormer, batterij en back-upschakelapparatuur gebruikt. De nuttige les is niet het merkonderscheid. Het is dat back-upvermogen hoort bij het geconfigureerde systeem, niet bij het woord hybride alleen. (fronius.com)
Daardoor is de belastingseis nuttiger dan het productlabel. Een koelkast, enkele lampen en communicatie in bedrijf houden is een andere taak dan pompen, kookapparatuur, airconditioning of de meeste huishoudelijke circuits beschikbaar houden. Die verwachtingen beïnvloeden hoeveel vermogen beschikbaar moet zijn in back-upmodus en welke belastingen aan de geback-upte kant worden geplaatst. Batterij-energie bepaalt vervolgens hoe lang die voeding kan doorgaan. In deze fase hoeft de koper de overdrachtsapparatuur nog niet te ontwerpen of batterijprotocollen door te nemen; dat zijn latere controles. De eerste beslissing is of het omvormersysteem de bedrijfsmodus kan bereiken die de locatie werkelijk nodig heeft.
Off-grid is normale werking zonder het openbare net
Een off-grid locatie vertrekt vanuit een ander uitgangspunt: er is geen openbaar net om naar terug te keren. Een batterijgebaseerd off-grid systeem kan er daarom niet van uitgaan dat het openbare net de lokale AC-referentie levert; iets binnen het systeem moet dat lokale netwerk opbouwen en behouden als onderdeel van de dagelijkse werking. SMA’s Sunny Island is een voorbeeld: zijn batterij-omvormer vormt het zelfstandige net als spanningsbron en regelt de balans tussen geleverde en gebruikte energie. PV kan dat lokale net voeden, de batterij kan energie opnemen of leveren, en een generator kan als aanvullende bron worden toegevoegd. (manuals.sma.de)
Het ontbreken van een openbaar net verandert de consequentie van elk energietekort. In een normale netgekoppelde woning kan een bewolkte periode of een plotselinge stijging van de vraag vaak worden opgevangen door meer elektriciteit te importeren. In een off-grid systeem moet het tekort worden gedekt door lokale opwek, opgeslagen energie, een andere lokale bron zoals een generator of door de vraag te verminderen. Een off-grid ontwerp moet daarom twee problemen oplossen die een normale netgekoppelde woning aan het openbare net kan overlaten: de lokale elektrische voeding behouden en de energiebalans in de tijd dekken. Een batterij toevoegen aan een conventionele on-grid omvormer lost op zichzelf geen van beide op.
De categoriekeuze kan nu worden gemaakt zonder de drie termen te veranderen in een ranglijst van functies. Als het net beschikbaar is en stroomverlies tijdens een storing acceptabel is, kan een conventioneel on-grid systeem aan de operationele eis voldoen. Als het net deel uitmaakt van normale werking maar sommige belastingen moeten doorgaan wanneer het faalt, heeft het systeem geverifieerde back-up- of eilandcapaciteit nodig; een hybride omvormer is een veelgebruikte route, maar de werkelijke back-upmodus moet passen bij de belastingseis. Als er geen net beschikbaar is voor normale werking, heeft de locatie een off-grid architectuur nodig die de lokale voeding kan behouden.
Pas na die keuze worden details zoals overdrachtsapparatuur, batterijcompatibiliteit en koppelarchitectuur nuttige filters tussen specifieke producten. Te vroeg met die specificaties beginnen maakt heel verschillende systemen vergelijkbaar omdat hun brochures dezelfde woorden gebruiken. Begin in plaats daarvan met drie bedrijfsomstandigheden: wat de omvormer moet doen terwijl het net aanwezig is, wat hij moet doen wanneer het net niet beschikbaar is, en of de locatie überhaupt een net heeft om op te vertrouwen. Dat antwoord vernauwt het omvormertype voordat de productvergelijking begint.
