Cách dễ nhất để chọn sai biến tần là xem nối lưới, độc lập và hybrid như ba cấp độ của cùng một sản phẩm. Nên hiểu chúng là câu trả lời cho một câu hỏi cơ bản hơn: lưới điện công cộng được kỳ vọng đóng vai trò gì? Một hệ thống kết nối với lưới đáng tin cậy có thể dựa vào lưới để có cả tham chiếu điện và năng lượng khi nguồn phát tại chỗ thiếu. Một hệ thống được kỳ vọng tiếp tục cấp phụ tải khi mất điện phải duy trì nguồn cục bộ sau khi lưới công cộng biến mất. Một địa điểm không có kết nối lưới phải tự duy trì nguồn cục bộ như vận hành bình thường. Đó là các nhiệm vụ vận hành khác nhau, và loại biến tần nên đi theo nhiệm vụ thay vì nhãn gọi.Với trường hợp dân dụng cơ bản, biến tần nối lưới thường vận hành khi có lưới công cộng. U.S. Department of Energy mô tả biến tần grid-following truyền thống là dùng tín hiệu lưới bên ngoài làm tham chiếu cho dạng sóng AC mà chúng tạo ra. Trong vận hành bình thường, điện mặt trời mái nhà có thể phục vụ nhu cầu tại chỗ, trong khi ngôi nhà vẫn kết nối lưới để cân bằng nguồn cung và phụ tải khi sản lượng mặt trời không đủ. Khi phát điện vượt mức sử dụng tại chỗ, phần dư có thể được đưa trở lại lưới. (energy.gov) Việc năng lượng xuất lên lưới có được trả tiền hoặc ghi tín dụng hóa đơn hay không phụ thuộc vào chính sách và thực hành của đơn vị điện lực địa phương và bang. (energy.gov) Biến tần hộ gia đình có thể vượt qua các nhiễu điện áp hoặc tần số hạn chế, nhưng sẽ ngắt khi điều kiện lưới vượt đủ xa khỏi dải cho phép. Đó là lý do các tấm pin đang phát điện vào buổi trưa tự chúng không bảo đảm có điện sử dụng trong một lần mất điện. (energy.gov)
Dự phòng thay đổi nhiệm vụ vận hành
Khi thêm yêu cầu rằng tủ lạnh, đèn, kết nối internet hoặc các phụ tải thiết yếu khác phải tiếp tục chạy trong lúc mất điện lưới, bài toán lựa chọn thay đổi. Địa điểm vẫn nối lưới phần lớn thời gian, nhưng hệ biến tần giờ phải hỗ trợ trạng thái thứ hai. Khi có lưới, nó vận hành cùng lưới. Khi mất lưới, phần được dự phòng của hệ thống lắp đặt phải hoạt động như một đảo có chủ ý, tách khỏi lưới lỗi và được cấp từ nguồn tại chỗ. DOE mô tả các hệ thống điện mặt trời + lưu trữ dân dụng phát hiện mất điện lưới, chuyển sang vận hành đảo và kết nối lại sau khi dịch vụ lưới trở lại. (energy.gov)
Trong điện mặt trời dân dụng, đây thường là lúc biến tần hybrid được đưa vào thảo luận vì chúng có thể tích hợp vận hành pin với vận hành nối lưới và, trong một số thiết kế, nguồn dự phòng. Tuy nhiên, từ hybrid vẫn không cho biết ngôi nhà sẽ trải nghiệm gì khi mất điện. Một sản phẩm có thể chỉ cung cấp đầu ra dự phòng chuyên dụng; sản phẩm khác có thể hỗ trợ một phạm vi mạch dự phòng rộng hơn nhiều. Fronius đưa ra ví dụ cụ thể trong cùng một họ biến tần: PV Point cấp cho các phụ tải một pha được chọn, trong khi cấu hình Full Backup hướng đến toàn bộ hộ gia đình và sử dụng biến tần hybrid, pin và thiết bị chuyển mạch dự phòng. Bài học hữu ích không nằm ở khác biệt thương hiệu. Đó là khả năng dự phòng thuộc về hệ thống đã cấu hình, không chỉ thuộc về từ hybrid. (fronius.com)
Điều đó làm yêu cầu phụ tải hữu ích hơn nhãn sản phẩm. Giữ tủ lạnh, vài đèn và thiết bị liên lạc hoạt động là nhiệm vụ khác với giữ bơm, thiết bị nấu ăn, điều hòa hoặc phần lớn mạch trong nhà. Những kỳ vọng này ảnh hưởng đến lượng công suất cần có ở chế độ dự phòng và mạch nào được đặt ở phía được dự phòng. Năng lượng pin sau đó ảnh hưởng đến thời gian nguồn đó có thể tiếp tục. Ở giai đoạn này, người mua không cần tự thiết kế phần cứng chuyển mạch hoặc xử lý giao thức pin; đó là các kiểm tra sau. Quyết định đầu tiên là liệu hệ biến tần có thể vào chế độ vận hành mà địa điểm thực sự cần hay không.
Độc lập là vận hành bình thường khi không có lưới công cộng
Một địa điểm độc lập bắt đầu từ tiền đề khác: không có lưới công cộng để quay lại. Vì vậy, một hệ thống độc lập dựa trên pin không thể giả định rằng lưới công cộng sẽ cung cấp tham chiếu AC cục bộ; một thiết bị bên trong hệ thống phải thiết lập và duy trì mạng cục bộ đó như một phần của vận hành hằng ngày. SMA Sunny Island là một ví dụ: biến tần pin của nó tạo lưới độc lập như một nguồn điện áp và điều tiết cân bằng giữa năng lượng được cấp và năng lượng được sử dụng. PV có thể cấp vào lưới cục bộ đó, pin có thể hấp thụ hoặc cấp năng lượng, và máy phát có thể được thêm như một nguồn khác. (manuals.sma.de)
Việc không có lưới công cộng làm thay đổi hậu quả của mọi thiếu hụt năng lượng. Trong một ngôi nhà nối lưới bình thường, giai đoạn nhiều mây hoặc nhu cầu tăng đột ngột thường có thể được bù bằng nhập thêm điện. Trong hệ thống độc lập, thiếu hụt phải được đáp ứng bằng nguồn phát tại chỗ, năng lượng đã lưu trữ, một nguồn cục bộ khác như máy phát, hoặc bằng cách giảm nhu cầu. Vì vậy, thiết kế độc lập phải giải hai bài toán mà nhà nối lưới bình thường có thể giao lại cho đơn vị điện lực: duy trì nguồn điện cục bộ và cân bằng năng lượng theo thời gian. Thêm pin vào biến tần nối lưới thông thường tự nó không giải quyết được cả hai.
Lựa chọn danh mục giờ có thể được thực hiện mà không biến ba thuật ngữ thành bảng xếp hạng tính năng. Nếu lưới công cộng khả dụng và việc mất điện khi sự cố là chấp nhận được, một hệ thống nối lưới thông thường có thể đáp ứng yêu cầu vận hành. Nếu lưới là một phần của vận hành bình thường nhưng một số phụ tải phải tiếp tục khi lưới mất, hệ thống cần khả năng dự phòng hoặc vận hành đảo đã được xác minh; biến tần hybrid là một tuyến phổ biến, nhưng chế độ dự phòng thực tế phải khớp với yêu cầu phụ tải. Nếu không có lưới công cộng cho vận hành bình thường, địa điểm cần kiến trúc độc lập có khả năng duy trì nguồn cục bộ.
Chỉ sau lựa chọn đó, các chi tiết như thiết bị chuyển mạch, tương thích pin và kiến trúc ghép nối mới trở thành bộ lọc hữu ích giữa các sản phẩm cụ thể. Bắt đầu bằng các thông số đó quá sớm khiến những hệ thống rất khác nhau trông có vẻ so sánh được vì brochure dùng chung các từ. Hãy bắt đầu bằng ba điều kiện vận hành: biến tần phải làm gì khi có lưới, phải làm gì khi lưới không khả dụng, và địa điểm có lưới để dựa vào hay không. Câu trả lời đó thu hẹp loại biến tần trước khi việc so sánh sản phẩm bắt đầu.
