Växelriktare – en nyckelkomponent i solcellsanläggningen

Solcellerna ger likström (DC). För att kunna använda strömmen i ett hus behöver strömmen göras om till växelström (AC) med hjälp av en växelriktare. Det är den viktigaste komponenten i en solcellsanläggning.

Från växelriktaren hämtas även mätvärden för effekt, energi, spänningar och strömmar i solcellssystemet. Via en webbox överförs dessa mätvärden till Sunny Portal, där driftdata för vår solcellsanläggning kan beskådas.

Växelriktaren ser också till att så kallad ödrift inte uppstår. Om det skulle bli ett strömavbrott får växelriktaren inte leverera ström in till elnätet eftersom det skulle kunna vara en personfara för de som jobbar med elnätet. Om nätfrekvens eller nätspänning avviker utanför vissa gränser måste växelriktaren därför sluta att leverera ström till elnätet.

Enligt svensk standard SS-EN 50438 ”Fordringar för anslutning av smågeneratorer i parallelldrift med det allmänna elnätet” (som även är en europeisk standard) sidan 35 står följande svenska krav vid avvikelser på nätspänning och nätfrekvens:

Parameter Clearance time (s) Trip setting
Over voltage (stage 2) 60 230 V +6%
Over voltage (stage 1) 0,2 230 V +15%
Under voltage (stage 2) 60 230 V -10%
Under voltage (stage 1) 0,2 230 V -15%
Over frequency 0,5 51 Hz
Under frequency 0,5 47 Hz

Vår växelriktare måste exempelvis sluta leverera ström om det är en underspänning på ”230 V – 10 %” (207 V) kontinuerligt under 60 sekunder eller om den är ”230 V – 15 %” (195,5 V) under 0,2 sekunder. Enligt vår solcellssystemleverantör Direct Energy ska vår växelriktare från tyska SMA vara programmerad med dessa svenska villkor.

När växelriktaren gör om likström till växelström sker det med vissa förluster. Verkningsgraden talar om hur stor del av den likström som matas in i växelriktaren som kommer ut som växelström. Mellanskillnaden blir en förlust som omvandlas till värme. Vår Sunny Boy 3000 TL-20 från SMA har en Euro-verkningsgrad på 96,3%. När vi höll på att upphandla systemet blev vi först erbjudna SMA växelriktare med 90,9% eller 91,8%  i verkningsgrad. Min kommentar blev att dessa växelriktare med stolthet skulle kunna visas på Antikrundan!

Köp inte växelriktare med så låg verkningsgrad är mitt råd. I vårt fall skulle 5% lägre verkningsgrad innebära ca 135 kWh/år i minskad elproduktion och under 25 år ca 3375 kWh.

En växelriktare har en verkningsgrad som varierar med effekt och spänning. Vad är då euro-verkningsgrad? Det är en viktad verkningsgrad (η) enligt följande:

ηEURO = 0,03×η5% + 0,06×η10% + 0,13×η20% + 0,1×η30% 0,48×η50% + 0,2×η100%

Där exempelvis η5% är verkningsgraden vid 5% av nominell maxeffekt för växelriktaren. Diagrammet här nedan visar verkningsgraden för vår växelriktare. I diagrammet kan man se att verkningsgraden sjunker dels när effekten är låg, dels när likspänningen in till växelriktaren sjunker.

Man ska därför inte överdimensionera växelriktaren i förhållande till solcellernas effekt eftersom man då kommer att köra växelriktaren under längre tid i de lägre delarna av dess arbetsområde vilket innebär en lägre verkningsgrad och därmed mindre el ut från växelriktaren.

Verkningsgraden för växelriktare Sunny Boy 3000TL

22 reaktion på “Växelriktare – en nyckelkomponent i solcellsanläggningen

  1. Pingback: Verkningsgrad för växelriktaren beräknad | Bengts villablogg

  2. Pingback: Kan solel påverka nätspänningen? | Bengts villablogg

  3. Hej Bengt

    Först tack för ett bra inlägg

    Jag funderar på att köpa ett 3kW system, 1-fas, vilket jag pratat med Energibolaget om och de säger det är ok så länge produkterna vi kopplar in har CE märkning och att vi följer SS EN-50438 standarden

    Är det nåt mer som Invertern måste uppfylla än CE märkningen och de värdena ni har skrivit här på er hemsida? Inga fler certifikat den måste ha etc ?

    Invertern som jag är intresserad av säljs mycket i England och jag antar eftersom Sveriges el-nät är mycket bättre borde det ej vara några problem ?

    Mvh
    Markus

    • Hej!

      Inte säkert det är ok, om jag tittar på StecaGrid2000 så står det för England -10% till +15% och 1,5 sekunder tripptid. Enligt ovanstående så måste den för sverige trippa på 0,2 sekunder. Så det är nog bäst kolla manualen.

    • När Thord svarade påminner det mig om att jag höll på att svara på dina frågor men det kom visst något emellan.

      Du kan inte ta en växelriktare konfigurerad för England och installera i Sverige. Växelriktaren måste vara konfigurerad enligt SS-EN 50438 och i England har de förmodligen andra krav, som Thord nämner. Denna konfigurering kan du inte göra själv, utan den görs av tillverkaren. Vissa systemleverantörer kan nog göra dessa inställningar, har för mig att vår systemleverantör kan det.

      Vattenfall kräver “reläskyddsprotokoll” från växelriktartillverkaren, enligt kommentar under “Vår solcellsanläggning”.

  4. Pingback: Ger mycket solceller i elnätet problem med nätspänningen? | Bengts villablogg

  5. Pingback: ABB planerar tungt köp av Power-One | Bengts villablogg

  6. Hej Bengt och stort tack till dig för den innehållsrika bloggen!

    Ang. växelriktare; ska man beakta växelriktare vid varje modul (micro-inverters) eller ska man gå mer in på vanliga växelriktare och köra DC på taket?

    I vårt fall är taket i princip oskuggat, men jag funderar mer i termer av moduler i serie där en dålig modul blir en flaskhals för produktionen versus den förmodat lägre verkningsgraden i växelriktare vid varje modul. Detta sett över lång tid då kanske också en degradation sker över tidi modulerna (säg 10 år).

    Hälsningar
    lennart

    • Med oskuggat tak finns ingen större anledning att använda modulväxelriktare. Visserligen blir det en del mismatchförluster på grund av olikheter mellan modulernas ström-spänningskurva inom en sträng med strängväxelriktare men det motiverar inte idag den högre investeringskostnaden för modulväxelriktare som jag ser det. Förutom ekonomi bör man jämföra verkningsgrad och livslängd. Men det är rimligen ont om driftdata för modulväxelriktare som varit i drift många år eftersom det är en mycket nyare teknik.

  7. Hej Bengt
    Det lite tråkiga i det här m sollceller för 230 V är att det är lite trixigt att ha det det på en stuga som inte är anslutet till elnätet pga att där är det “ö-drift” alla dagar i veckan.
    Frågan är borde det inte gå att kringå med en 12 V omriktare m sinusvåg? På nätsidan dvs.
    Eller finns det som regel ngn switch att ställa om på riktarna så att de fungerar ändå?

  8. Jag försöker förstå hur en växelriktare fungerar. När jag kollar på växelriktare så kan det stå Växelriktare 12V-23V, 500W. Vad betyder effekten? Är det den effekt som växelriktaren levererar efter omvandlingen? Och det måste väl i sin tur bero på hur stor ström som levereras till växelriktaren? Vore tacksam om du, eller någon annan, kunde förtydliga för mig:)

      • Effekten 500 W anger den maximala växelströmseffekt som växelriktaren kan leverera. Den effekt man får ut från växelriktaren beror på hur mycket effekt man matar in, som för solceller beror på solinstrålningen.

  9. hej Bengt.
    jag har en fråga jag,
    är det finns växelriktare i markndaen som kan leverera el från solbanel utan fastnätt? (ödrift uppstår)

    om svaret är nej.
    hur man kan installera slolnät i sahra till exempel?
    och det finns ingenström där.
    om jag vill ha växelström har du lösning.
    m.v.h- ayman

    • Den första marknaden för solceller var för sådana som inte var nätanslutna, där det var billigare att använda solceller än att kosta på en framdragning av ett elnät. En av de tidigaste tillämpningarna var för rymdfärder, där anslutning till ett elnät inte är möjlig. Vid årsskiftet var drygt 43 MW solceller installerade i Sverige, varav 8,45 MW ej var nätanslutna i till exempel sommarstugor, fyrar, båtar etc. Sådana system har förutom en växelriktare även batterier för att ge ström även när solen inte lyser. Man även tänka sig lösningar där man bara använder likström via en DC-DC omvandlare (för att få rätt spänning) om det man vill använda går på likström.

      Se under Leverantörer av solcellspaket och/eller komponenter. Där finns flera företag som levererar ej nätanslutna solcellssystem.

      Lite knepigare är det om man har ett nätanslutet solcellsystem som man vill kunna använda när det är strömavbrott. Man måste då koppla bort sig från elnätet eftersom ödrift inte är tillåten, med tanke på säkerheten för de som arbetar med elnätet utanför huset. Men det finns sådana lösningar också. Standardlösningen för nätanslutna solcellssystem är annars att växelriktaren slutar leverera ström när det blir strömavbrott.

  10. Hej!

    Växelriktaren………är det verkligen ett skäligt pris som man betalar? 5 kWh system där 21000kr är växelriktarens del i slutsumman. Det är väl ingen nypåkommen mackapär. Känns som om den borde kosta 4-6000kr.
    Förstår att de kanske är lite mer avancerade än de man köper till sin bil för art ladda barnens Paddor & Ifåner och liknande. Men 21000kr känns som ett överpris, tankar på det?

    • Växelriktaren är anläggningens centrala komponent som ska anslutas till 230 V på ett säkert sätt (i bilen 12 V = lågspänning = inte lika farligt…). Den har minst en MPPT (Maximum Power Point Tracker), mätning av nätets spänning och frekvens för att kunna koppla bort elproduktionen vid behov, mätning av energi, spänning och ström för solcellsanläggningen, display, möjlighet till Internetuppkoppling, DC-brytare, etc… Så växelriktaren har många funktioner. Men visst kan man anta att priset kommer att sjunka med tiden.

      Pris beror också på vilken tillverkare man väljer och var man köper den. Ser att PV Store tar 1 386 Euro (ca 12 700 kr) för en 5 kW SMA SB 5000 TL och att en 5 kW PVI-5000-TL-OUTD-S från Power-One (köpta av ABB ifjol) kostar 1 030 Euro (ca 9 500 kr) just nu. Kinesiska växelriktare är billigare, men hur är det med kvalitén?

  11. Pingback: Ger mycket solceller i elnätet problem med nätspänningen? | Bengts nya villablogg

  12. Pingback: Kan solel påverka nätspänningen? | Bengts nya villablogg

  13. Pingback: Verkningsgrad för växelriktaren beräknad | Bengts nya villablogg

  14. Hej Bengt. Vi har äntligen blivit färdiga att beställa solpaneler och då även en växelriktare.
    Vår fråga är: nu använder vi ca 9000 kwh /år och beställde då en fronius 10-3 symo växelriktare, men nu började vi fundera på att lämna vedeldning och övergå mer till elpatroner istället och då behövs ju mer ström, är det fel att installera en 15 kw växelriktare nu för att ha möjlighet att bygga ut panelerna om ett år eller så?

    tack för din insats för solelen, Mvh Kenneth & Heléne

    • Vanligen väljer man en effekt på växelriktaren som är lägre än den installerade märkeffekten för modulerna, eftersom man får förluster i växelriktaren och därför att man sällan eller aldrig får ut märkeffekten från modulerna. Om man exempelvis skulle ha moduler både mot väster och öster kan man ha en betydligt högre moduleffekt än växelriktareffekt.

      Rent teknisk är det inga problem att överdimensionera en växelriktare, så länge ingående spänningar och effekter matchar växelriktarens specifikation. Däremot ger det en sämre ekonomi. Främst på grund av att man köper en dyrare växelriktare än man behöver, men även till en del på grund av att man kör en större andel av tiden vid låg andel av växelriktarens toppeffekt och vid de lägsta effekterna sjunker växelriktarens verkningsgrad.

      Om man ska utöka installationen behöver man tänka på om utbyggnaden kommer att ha samma väderstreck och lutning som det solcellssystem man har om man har en vanlig strängväxelriktare. Man ska inte sätta strängar med moduler som är vända mot olika väderstreck på samma MPPT (Maximum Power Point Tracker), för då får man inte ut optimal effekt från systemet. Speciellt större växelriktare brukar ha mer än en MPPT och då kan man sätta strängar i olika väderstreck på olika MPPT. Om man använder exempelvis Solar Edge optimerare på modulerna är detta inget problem. Där kan man sätta moduler i olika väderstreck på samma sträng eftersom där görs en optimering per modul (eller per varannan modul om man har en optimerare per två moduler).

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *