Det enklaste sättet att välja fel växelriktare är att se nätansluten, fristående och hybrid som tre nivåer av samma produkt. De förstås bättre som svar på en mer grundläggande fråga: vilken roll ska elnätet ha? Ett system som är anslutet till ett tillförlitligt elnät kan förlita sig på nätet både som elektrisk referens och som energikälla när den lokala produktionen inte räcker. Ett system som förväntas fortsätta försörja laster vid ett avbrott måste upprätthålla en lokal försörjning när elnätet försvinner. En plats utan nätanslutning måste upprätthålla sin egen lokala försörjning som normal drift. Det är olika driftsuppgifter, och växelriktarkategorin bör följa uppgiften snarare än etiketten.I det grundläggande bostadsfallet fungerar en nätansluten växelriktare normalt när elnätet finns tillgängligt. USA:s energidepartement beskriver traditionella nätföljande växelriktare som att de använder en extern nätsignal som referens för den AC-vågform de producerar. Under normal drift kan solenergi på taket täcka det lokala behovet, medan bostaden förblir ansluten till elnätet för att balansera tillgång och last när solproduktionen inte räcker. När produktionen överstiger den lokala användningen kan överskottet matas tillbaka till elnätet. (energy.gov) Om den exporterade energin ger ersättning eller en fakturakredit beror på den lokala nätägarens och delstatens policyer och praxis. (energy.gov) Växelriktare för hushåll kan klara begränsade spännings- eller frekvensstörningar, men de kopplar från när nätförhållandena hamnar tillräckligt långt utanför deras tillåtna intervall. Därför garanterar inte paneler som producerar el vid middagstid i sig användbar elektricitet under ett strömavbrott. (energy.gov)
Reservkraft förändrar driftsuppgiften
Lägg till kravet att kylskåp, belysning, internetanslutning eller andra viktiga laster ska fortsätta fungera vid ett avbrott från elnätet, så förändras urvalsfrågan. Platsen är fortfarande nätansluten för det mesta, men växelriktarsystemet måste nu stödja ett andra tillstånd. När elnätet är tillgängligt arbetar det tillsammans med nätet. När elnätet inte är tillgängligt måste den reservkraftsförsörjda delen av installationen fungera som en avsiktlig ö-drift, avskild från det felande nätet och försörjd av lokala resurser. DOE beskriver bostadssystem med solenergi och lagring som upptäcker förlust av nätström, växlar till ö-drift och återansluter när nätservicen kommer tillbaka. (energy.gov)
I bostadssolenergi är det ofta här hybridväxelriktare kommer in i bilden eftersom de kan integrera batteridrift med nätansluten drift och, i vissa utformningar, reservkraft. Ordet hybrid berättar ändå inte vad byggnaden kommer att uppleva vid ett strömavbrott. En produkt kan bara ge en särskild reservkraftsutgång, medan en annan kan stödja en betydligt bredare reservkraftskrets. Fronius ger ett konkret exempel inom en växelriktarfamilj: dess PV Point försörjer utvalda enfasiga laster, medan dess Full Backup-lösning är avsedd för hela hushållet och använder en hybridväxelriktare, ett batteri och utrustning för reservkraftsomkoppling. Den användbara lärdomen är inte varumärkesskillnaden. Det är att reservkraftsförmågan hör till det konfigurerade systemet, inte enbart till ordet hybrid. (fronius.com)
Det gör lastkravet mer användbart än produktetiketten. Att hålla ett kylskåp, några lampor och kommunikation igång är en annan uppgift än att hålla pumpar, matlagningsutrustning, luftkonditionering eller de flesta hushållskretsar tillgängliga. Dessa förväntningar påverkar hur mycket effekt som måste finnas tillgänglig i reservkraftsläge och vilka laster som placeras på den reservkraftsförsörjda sidan. Batteriets energi påverkar sedan hur länge försörjningen kan fortsätta. I detta skede behöver köparen inte utforma överföringsutrustningen eller arbeta igenom batteriprotokoll; det är senare kontroller. Det första beslutet är om växelriktarsystemet kan gå in i det driftläge som platsen faktiskt kräver.
Fristående drift är normal drift utan elnätet
En plats utan nätanslutning utgår från en annan förutsättning: det finns inget elnät att återvända till. Ett batteribaserat fristående system kan därför inte anta att elnätet kommer att tillhandahålla den lokala AC-referensen; något i systemet måste etablera och upprätthålla det lokala nätet som en del av den dagliga driften. SMA:s Sunny Island är ett exempel: dess batteriväxelriktare formar det fristående nätet som en spänningskälla och reglerar balansen mellan tillförd och använd energi. PV kan mata det lokala nätet, batteriet kan ta emot eller leverera energi och en generator kan läggas till som ytterligare källa. (manuals.sma.de)
Avsaknaden av elnät förändrar följden av varje energiunderskott. I en vanlig nätansluten bostad kan en molnig period eller en plötslig efterfrågeökning ofta täckas genom att importera mer el. I ett fristående system måste underskottet täckas av lokal produktion, lagrad energi, en annan lokal källa såsom en generator eller minskad efterfrågan. En fristående konstruktion måste därför lösa två problem som en vanlig nätansluten bostad kan lämna tillbaka till elnätet: att upprätthålla den lokala elförsörjningen och att täcka energibalansen över tid. Att lägga till ett batteri till en konventionell nätansluten växelriktare löser inte i sig något av dem.
Kategorivalet kan nu göras utan att förvandla de tre termerna till en funktionsrangordning. Om elnätet är tillgängligt och det är acceptabelt att förlora el vid ett avbrott kan ett konventionellt nätanslutet system uppfylla driftkravet. Om elnätet ingår i normal drift men vissa laster måste fortsätta när det fallerar behöver systemet verifierad reservkrafts- eller ödriftsförmåga; en hybridväxelriktare är en vanlig väg, men dess faktiska reservkraftsläge måste matcha lastkravet. Om inget elnät finns tillgängligt för normal drift behöver platsen en fristående arkitektur som kan upprätthålla den lokala försörjningen.
Först efter det valet blir detaljer som överföringsutrustning, batterikompatibilitet och kopplingsarkitektur användbara filter mellan specifika produkter. Att börja med dessa specifikationer för tidigt gör att mycket olika system ser jämförbara ut eftersom deras broschyrer använder samma ord. Börja i stället med tre driftförhållanden: vad växelriktaren måste göra när elnätet finns, vad den måste göra när elnätet inte är tillgängligt och om platsen över huvud taget har ett elnät att förlita sig på. Svaret avgränsar växelriktartypen innan produktjämförelsen börjar.
