DC/AC ratio: πόσο μικρότερος μπορεί να είναι ο inverter από τα πάνελ
· Ενημερώθηκε · EcoGuru.gr
Ο οδηγός εξηγεί τι σημαίνει ο λόγος και πόση ενέργεια χάνεις όσο τον ανεβάζεις. Για το μέγεθος του συστήματος δες τον οδηγό τι φωτοβολταϊκό χρειάζομαι. Το αν συμφέρει οικονομικά ένας μικρότερος inverter εξαρτάται από τιμές που δεν καλύπτουμε εδώ.
Τι είναι το DC/AC ratio
Τα πάνελ δίνουν συνεχές ρεύμα (DC) και ο inverter το μετατρέπει σε εναλλασσόμενο (AC) για το σπίτι και το δίκτυο. Ο λόγος DC/AC συγκρίνει τις δύο ονομαστικές ισχύς: 7 πάνελ των 450 Wp κάνουν 3,15 kWp, και με inverter 3 kW ο λόγος είναι 3,15 ÷ 3 = 1,05. Με inverter 2,5 kW θα ήταν 1,26.
Όταν τα πάνελ θα έδιναν περισσότερη ισχύ από όση αντέχει ο inverter, ο inverter περιορίζει την έξοδό του στο μέγιστό του. Η ενέργεια πάνω από το όριο χάνεται. Αυτό λέγεται clipping («κόψιμο»), γιατί η καμπύλη παραγωγής της μέρας κόβεται οριζόντια γύρω στο μεσημέρι.
Γιατί τα πάνελ δεν δίνουν τα kWp τους
Το kWp μετριέται σε συνθήκες εργαστηρίου: ακτινοβολία 1.000 W/m² κάθετα στο πάνελ και θερμοκρασία πάνελ 25 °C. Στη στέγη η ακτινοβολία σπάνια φτάνει τόσο, και το πάνελ στον ήλιο είναι πολύ πιο ζεστό από 25 °C, οπότε αποδίδει λιγότερο. Η ΤΟΤΕΕ 20701-1 (§5.3.2.1) λογαριάζει περίπου 15% απώλειες στις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας και 5% στα βοηθητικά συστήματα, μαζί και στον inverter.
Υπολογίσαμε τη μέγιστη ισχύ της ημέρας, στην έξοδο του inverter, ως ποσοστό των kWp, για νότια πάνελ με κλίση 27° στην Καλαμάτα:
| Μήνας | Μέση ημέρα | Καθαρή ημέρα |
|---|---|---|
| Ιαν | 42% | 56% |
| Φεβ | 47% | 65% |
| Μαρ | 55% | 73% |
| Απρ | 59% | 75% |
| Μάι | 65% | 75% |
| Ιουν | 70% | 74% |
| Ιουλ | 71% | 74% |
| Αυγ | 71% | 75% |
| Σεπ | 66% | 73% |
| Οκτ | 57% | 67% |
| Νοε | 46% | 58% |
| Δεκ | 39% | 53% |
Η «μέση ημέρα» βγαίνει με τη μέθοδο ανά ώρα της ΤΟΤΕΕ 20701-3 (§4.1.3) από τη μηνιαία ακτινοβολία της πόλης. Η «καθαρή ημέρα» βγαίνει με το μοντέλο καθαρού ουρανού του Hottel, που χρησιμοποιείται στη βιβλιογραφία της ηλιακής ενέργειας. Η αιχμή είναι υψηλότερη την άνοιξη, γιατί ο ήλιος είναι ήδη ψηλά και τα πάνελ με κλίση 27° τον βλέπουν σχεδόν κάθετα. Σε κανέναν μήνα η έξοδος δεν φτάνει τα kWp.
Πόση ενέργεια χάνεις ανά λόγο
Για κάθε λόγο, υπολογίσαμε πόση από την ετήσια παραγωγή κόβεται. Οι καθαρές μέρες κάθε μήνα βγαίνουν τόσες ώστε ο μέσος όρος του μήνα να ταιριάζει με τα δεδομένα της ΤΟΤΕΕ. Στις συννεφιασμένες μέρες η ισχύς είναι χαμηλή και δεν κόβεται.
| DC/AC | Inverter ανά kWp πάνελ | Απώλεια, υπολογισμός μας | Επιπλέον απώλεια που δεν βλέπουν οι ωριαίοι υπολογισμοί (NREL) |
|---|---|---|---|
| 1,0 | 1,00 kW | 0,0% | – |
| 1,1 | 0,91 kW | 0,0% | – |
| 1,2 | 0,83 kW | 0,0% | 0,1–0,9% |
| 1,3 | 0,77 kW | 0,0% | – |
| 1,4 | 0,71 kW | 0,5% | – |
| 1,5 | 0,67 kW | 1,9% | 1,5–2,8% |
| 1,6 | 0,62 kW | 3,9% | – |
Ο υπολογισμός μας είναι κάτω όριο: χρησιμοποιεί ομαλές καμπύλες ανά ώρα, ενώ η ακτινοβολία ανεβαίνει για λίγα λεπτά πάνω από τη μέση τιμή, π.χ. όταν ο ήλιος βγαίνει δίπλα σε σύννεφο, και σε κρύες καθαρές μέρες τα πάνελ αποδίδουν περισσότερο. Γι' αυτό η τελευταία στήλη είναι από μελέτη του NREL (2022): σε πραγματικά συστήματα, οι υπολογισμοί ανά ώρα υποεκτιμούσαν το clipping κατά 0,1–0,9% σε λόγο 1,2 (με το λογισμικό PVsyst) και κατά 1,5–2,8% σε λόγο 1,5 (μετρήσεις ανά λεπτό), ανάλογα με το σύστημα. Μελέτη στη Βραζιλία (Deschamps & Rüther, 2019) με μετρήσεις ανά λεπτό βρήκε απώλειες 0,3–2,4% σε λόγο περίπου 1,2, και βέλτιστο λόγο 1,26 για κρυσταλλικά πάνελ στο δικό της κλίμα.
Η εικόνα είναι συνεπής: ως περίπου 1,2–1,3 χάνεις συνήθως γύρω στο 1% ή λιγότερο, και πάνω από 1,4 η απώλεια ανεβαίνει γρήγορα. Κατά την ίδια μελέτη του NREL, τα νέα συστήματα μεγάλης κλίμακας σχεδιάζονται συνήθως με λόγους 1,2 έως 1,5.
Παράδειγμα: σπίτι στην Καλαμάτα
Για κατανάλωση 4.000 kWh τον χρόνο, ο υπολογιστής φωτοβολταϊκού δίνει 7 πάνελ των 450 Wp (3,15 kWp). Χρησιμοποιεί λόγο περίπου 1,1 και διαλέγει το επόμενο τυπικό μέγεθος, εδώ inverter 3 kW, άρα πραγματικό λόγο 1,05.
- Inverter 3 kW, 7 πάνελ (1,05): ο υπολογισμός δεν δείχνει clipping. Υπάρχει περιθώριο για περισσότερα πάνελ στον ίδιο inverter.
- Inverter 3 kW, 8 πάνελ, 3,6 kWp (1,20): περίπου 14% περισσότερη ενέργεια τον χρόνο, με απώλεια clipping κάτω από 1% κατά τη μελέτη του NREL.
- Inverter 3 kW, 9 πάνελ, 4,05 kWp (1,35): ο υπολογισμός μας δίνει απώλεια κάτω από 0,1%, και στην πράξη είναι μάλλον λίγο μεγαλύτερη.
- Inverter 2,5 kW, 7 πάνελ (1,26): μικρότερος inverter για τα ίδια πάνελ, με απώλεια από λίγα δέκατα έως περίπου 2% κατά τις δύο μελέτες.
Το βέλτιστο είναι οικονομική απόφαση: εξαρτάται από τις τιμές πάνελ και inverter και από το πόσο αξίζει η kWh για σένα.
Τι αλλάζει τον σωστό λόγο
- Προσανατολισμός: σε στέγη με ανατολικό ή δυτικό προσανατολισμό η αιχμή είναι χαμηλότερη, γιατί ο ήλιος δεν πέφτει ποτέ κάθετα το μεσημέρι. Σε καθαρή μέρα του Απριλίου, με κλίση 27°, βγαίνει περίπου 67% των kWp έναντι 75% για νότο. Σε ανατολή ή δύση ο λόγος μπορεί να είναι λίγο μεγαλύτερος με την ίδια απώλεια. Δες τον οδηγό προσανατολισμός και κλίση.
- Κλίμα: σε πιο συννεφιασμένα κλίματα οι αιχμές είναι πιο σπάνιες, και σε πιο ηλιόλουστα πιο συχνές. Οι αριθμοί του οδηγού είναι για την Καλαμάτα.
- Γήρανση: η ΤΟΤΕΕ 20701-1 (Πίν. 5.12) λογαριάζει μείωση 1% για κάθε έτος λειτουργίας των πάνελ. Με τα χρόνια οι αιχμές μικραίνουν και το clipping λιγοστεύει.
Τι πρέπει να ελέγξεις στο φυλλάδιο του inverter
Ο λόγος DC/AC δεν είναι το μόνο όριο. Πριν βάλεις περισσότερα πάνελ σε έναν inverter, έλεγξε στο φυλλάδιό του:
- Μέγιστη ισχύ DC εισόδου, που πολλοί κατασκευαστές δίνουν ξεχωριστά από την ισχύ AC.
- Μέγιστη τάση εισόδου: η τάση των πάνελ ανεβαίνει όσο κρυώνει, οπότε η σειρά πάνελ πρέπει να μένει κάτω από το όριο και την πιο κρύα μέρα του χρόνου.
- Μέγιστο ρεύμα ανά είσοδο MPPT, που περιορίζει πόσες σειρές μπαίνουν παράλληλα.
Η τελική σύνθεση των σειρών γίνεται από τον εγκαταστάτη με τα στοιχεία των συγκεκριμένων πάνελ και του inverter. Αν το πλαίσιο σύνδεσης ή αδειοδότησης ορίζει όρια ισχύος, έλεγξε αν μετρά η ισχύς των πάνελ ή του inverter.
Δοκίμασέ το με τα δικά σου στοιχεία
Συχνές ερωτήσεις
Τι DC/AC ratio να βάλω σε οικιακό φωτοβολταϊκό;
Με νότια πάνελ στην Ελλάδα, λόγοι έως περίπου 1,2–1,3 χάνουν συνήθως γύρω στο 1% της ετήσιας ενέργειας ή λιγότερο. Ο υπολογισμός μας για την Καλαμάτα δίνει απώλεια περίπου 0,5% στο 1,4 και 2% στο 1,5, και οι μετρήσεις σε πραγματικά συστήματα λίγο περισσότερο. Το βέλτιστο εξαρτάται από τις τιμές πάνελ και inverter.
Μπορώ να βάλω inverter μικρότερο από τα πάνελ;
Ναι, αυτό είναι το συνηθισμένο. Τα πάνελ σπάνια δίνουν την ονομαστική τους ισχύ: στην Καλαμάτα, με νότο και κλίση 27°, η έξοδος φτάνει περίπου 75% των kWp ακόμη και σε καθαρή μέρα. Έλεγξε όμως τη μέγιστη ισχύ, τάση και ρεύμα DC που δέχεται ο inverter.
Τι είναι το clipping;
Όταν τα πάνελ θα έδιναν περισσότερη ισχύ από όση αντέχει ο inverter, ο inverter περιορίζει την έξοδό του στο μέγιστό του, και η ενέργεια πάνω από το όριο χάνεται. Γίνεται κυρίως γύρω στο μεσημέρι καθαρών ημερών, την άνοιξη και το καλοκαίρι.
Μπορώ να προσθέσω πάνελ χωρίς να αλλάξω inverter;
Συχνά ναι, αν το επιτρέπουν τα όρια DC του inverter. Σε σύστημα 3,15 kWp με inverter 3 kW, ένα πάνελ ακόμη (3,6 kWp, λόγος 1,2) δίνει περίπου 14% περισσότερη ενέργεια με απώλεια clipping κάτω από 1%. Η σύνδεση και τυχόν άδειες για αλλαγή ισχύος είναι ξεχωριστό θέμα.