Inverters: Τεχνολογικές εξελίξεις, κόστος και προοπτικές

Στο άκουσμα της λέξης “φωτοβολταϊκό” ο νους πάει στα φωτοβολταϊκά πλαίσια. Λογικό μιας και τα πλαίσια είναι η πριμαντόνα ενός φωτοβολταϊκού συστήματος. Όπως όμως λέει και το τραγούδι, “it’s a man’s world, but it would be nothing, nothing without a woman or a girl”. Έτσι και τα φωτοβολταϊκά δεν θα ήταν τίποτα χωρίς τους inverters (αντιστροφείς ή μετατροπείς). Μπορεί να στέκονται στο παρασκήνιο, αλλά είναι ο εγκέφαλος και ο αφανής ήρωας που μας επιτρέπει να εκμεταλλευτούμε τη δύναμη του ήλιου.

Βασική δουλειά των inverters είναι να μετατρέπουν το σταθερό ρεύμα (DC) που παράγουν τα φωτοβολταϊκά σε εναλλασσόμενο (AC) ίδιο με αυτό του δικτύου. Δεν κάνουν όμως μόνο αυτό. Καταγράφουν ταυτόχρονα πολλά δεδομένα και ελέγχουν την ποιότητα του ρεύματος συμβάλλοντας στην ευστάθεια του δίκτύου. Είναι αναπόσπαστο κομμάτι ενός έξυπνου συστήματος διαχείρισης της ενέργειας που περιλαμβάνει, εκτός των φωτοβολταϊκών, συστήματα αποθήκευσης με μπαταρίες, φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων, συστήματα θέρμανσης και ψύξης, με άλλα λόγια σχετίζονται με ότι χαρακτηρίζουμε ως  “έξυπνο κτίριο”.

Διακρίνουμε τρεις κύριους τύπους inverter που εξυπηρετούν διαφορετικές ανάγκες: τους κεντρικούς, τους string (στοιχειοσειράς) και τους micro-inverters. Οι κεντρικοί inverters εξυπηρετούν τα μεγάλα (utility scale) φωτοβολταϊκά και το μερίδιό τους πέφτει συνεχώς αφού πλέον τον ίδιο ρόλο παίζουν και οι string inverters, οι οποίοι κυριαρχούν στην αγορά (με μερίδιο πάνω από 85%) λόγω της ευελιξίας των εφαρμογών. Οι micro-inverters αφορούν μικρά οικιακά συστήματα και είναι οι μόνοι κατάλληλοι για plug-and-play εφαρμογές. Οι power-optimisers συνδυάζονται με string inverters και, όπως λέει το όνομά τους, διορθώνουν διάφορες αναντιστοιχίες μεταξύ των πανέλων και βελτιώνουν έτσι την ενεργειακή απολαβή ενός φωτοβολταϊκού συστήματος.

Ιδιαίτερη αναφορά θα πρέπει να κάνουμε στους υβριδικούς inverters οι οποίοι χρησιμοποιούνται   μαζί με συστήματα αποθήκευσης. Το φωτοβολταϊκό και η μπαταρία μοιράζονται τον ίδιο inverter επιτυγχάνοντας έτσι οικονομία στο αρχικό κόστος μιας επένδυσης. Δεδομένου ότι η μπαταρία είναι πλέον σχεδόν αναπόσπαστο τμήμα μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, το μερίδιο των υβριδικών inverters αναμένεται να αυξηθεί στο άμεσο μέλλον.
 

Το διάγραμμα που ακολουθεί δείχνει την αυξητική τάση των υβριδικών inverters διεθνώς. Αναμένεται ένας τριπλασιασμός της σχετικής αγοράς μέσα στην επόμενη δεκαετία.
 

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει μέσες τιμές (€/kW) για διάφορες κατηγορίες inverter τους τελευταίους μήνες.
 

Όσο μεγαλώνει το μερίδιο των ΑΠΕ στο ενεργειακό μείγμα, τόσο θα αυξάνει και η ανάγκη διατήρησης της ευστάθειας του δικτύου. Παραδοσιακά τον ρόλο του σταθεροποιητή έπαιζαν οι συμβατικές μονάδες που παρείχαν σταθερή τάση και αδράνεια στο δίκτυο. Από δω και μπρος θα αναλάβουν οι inverters με τις κατάλληλες προσαρμογές βέβαια. Οι grid-forming inverters, όπως λέγονται, αναμένεται να αποτελέσουν τη ραχοκοκαλιά του ενεργειακού συστήματος τα χρόνια που έρχονται.
 

Ένας άλλος τομέας, ιδιαίτερα κρίσιμος για το μέλλον της τεχνολογίας των inverters, είναι η κυβερνοασφάλεια. Οι inverters είναι ευάλωτοι σε κυβερνοεπιθέσεις και η βιομηχανία επενδύει πια στην ασφάλεια των προϊόντων της, ενώ και η Κομισιόν ετοιμάζει νέους κανόνες για την προστασία των ηλιακών συστημάτων.