Invertteri

Invertteri muuntaa aurinkopaneelien tuottaman tasasähkön (DC, direct current) sähköverkossa käytettäväksi vaihtosähköksi (AC, alternating current). Tässä yhteydessä käytettävää invertteriä kutsutaan myös verkkoinvertteriksi.

Suomen kielellä voidaan puhua myös vaihtosuuntaajasta. Invertteri on ruotsiksi växelriktare, englanniksi inverter ja  saksaksi Wechelricter. Sähkön laadun mukaan siniaaltoinvertteri ja teknisesti kyseessä on taajuusmuuttaja. Jotkut sähköasentajat käyttävät vanhahtavalta kuullostavaa muuttaja-termiä. Invertteristä käytetään puhekekielessä myös slangityyppisesti inu ja vertti termejä. Kaikilla näillä eri termeillä kuvataan samaa laitetta.

Aurinkopaneeli tuottaa itse tasasähköä, joka muutetaan invertterillä sähköverkossa käytettäväksi vaihtosähköksi. Lue lisää aurinkopaneeleista täällä.

Verkkoinvertteri kytkee ja aurinkopaneelit suoraan kiinteistön sähköverkkoon ilman akkuja, joka mahdollistaa aurinkosähkön käytön ensin itse ja ylijäämän automaattisen myynnin sähköverkkoon. Suomessa invertteri kytketään sähköverkkoon jakeluverkkoyhtiön mittarin jälkeen kiinteistön kulutuslaitteiden rinnalle. Kykentä tehdään yleensä aurinkopaneelistoa lähimpänä olevaan sähkökeskukseen. Tällaisella kytkennällä järjestelmästä tulee yksinkertainen ja edullinen.

Invertterien tehot ja invertterimallistot

• 1,5 ja 2,5kVA tehoiset 1-vaiheinvertterit sopivat hyvin pieniin aurinkosähköjärjestelmiin
• 3 – 6kVA tehoiset 3-vaiheiset invertterit sopivat erityisesti kotikäyttöön
• 8 – 10kVA tehoiset 3-vaiheiset invertterit sopivat sekä koti- että pieneen maatilakäyttöön
• 12 – 25kVA ja 50kVA tehoiset invertterit sopivat erityisesti maatila- ja yrityskäyttöön

Aurinkovirta on päätynyt käyttämään SMA:n inverttereitä alunperin laitteiden vertailun perusteella. Tämän jälkeen satojen inverttereiden kautta saatu luottamus on vahvistanut valittujen laitteiden olevan oikea valinta ja tämän takia Aurinkovirta käyttää vain SMA:n inverttereitä suunnittelemissaan aurinkovoimaloissa. SMA-invertterien käyttöä puoltavat niiden tekniset ominaisuudet, toimiva valmistajan tekninen tuki, laitteiden pitkä elinkaari ja toimiva takuuvaihtopalvelu.

Edellisessä kappaleessa kuvatut teholuokat löytyvät SMA:n eri invertterimallistoista. Pienimmät ovat yksivaiheisia SMA Sunny Boy -inverttereitä. Seuraava kokoluokka löytyy SMA Sunny Tripower -mallistosta, jota käytetään pääasiassa kotitalouksissa. Kun mennään yli 10kVA tehoihin tulee uusi SMA Sunny Tripower X -mallisto ja tehokkain Aurinkovirran käyttämä invertteri on SMA Sunny Tripower CORE1.

Akkuinvertterit löytyvät SMA:lta seuraavasti. Uusi hybridi-invertteri on SMA Sunny Tripower Smart Energy. Tämä laite sisältää sekä aurinkosähköinvertterin että akkuinvertterin. Laite tukee sähköntuottoa sähkökatkon aikana siinä olevaan hätäsähköliitäntään, joka voidaan vaihtokytkimen avulla vaihtaa tuottamaan sähköä koko kiinteistölle laitteen tehon puitteissa. Olemassaolevaan aurinkosähkövoimalaan voidaan helposti lisätä akusto nostamaan omankäytön osuutta SMA Sunny Storage -akkuinvertterin avulla. Tämän laitteen kanssa aurinkosähköinvertteri on järjestelmässä erillisenä, mutta invertterit keskustelevat keskenään ohjauslaitteen välityksesllä. Sekä SMart Energy että Storage inverttereissä käytetään SMA:n yhteistyökumppaneiden valmistamia litiumakkuja, jotka löytyvät laitteiden tukemien akkujen listalta. Kun tehdään paikallinen saarekeverkko paikkaa, jossa ei ole yleistä sähköverkkoa tai halutaan käyttää 48V akustoa niin käytetään SMA Sunny Island -laitteita akkuinvertterinä.

Invertterin ominaisuuksista

Invertterin tärkein ominaisuus on että se toimii turvallisesti ja parantaa olemassa olevan sähköverkon toimintaa muuttaessaan sähköä. Toiseksi invertterin tulee toimia tehokkaasti ja muuntaa aurinkopaneelien tuottamasta tasasähköstä hyvälaatuista siniaaltoista verkkovirtaa mahdollisimman pienin häviöin.

Invertterin tärkeimpiä ominaisuksia ovat:

1. muuntaa aurinkopaneelien sähköä hyvällä hyötysuhteella verkkosähköksi
2. tukea sopivaa määrä aurinkopaneeleita
3. tukea aurinkopaneelien asentamista useampaan suuntaan ja kallistukseen
4. sopia asennukseen ulos ja sisällä riippuen halutusta asennuspaikasta
5. kestää mahdollisimman pitkän käyttöiän toimintakunnossa
6. helppo ja kattava laitteen toiminnan nettipohjainen seuranta
7. mahdollistaa järjestelmän laajentamisen erillisillä lisäosilla:
   a) ostetun ja myydyn sähkön mittaukseen,  b) kuormien älykkääseen ohjaukseen, c) akkujen käyttöön sekä d) sähköauton alykkääseen lataukseen
8. on sekä sähköturvallinen että paloturvallinen
9. olla edullinen hankkia, asentaa ja käyttää

Hyötysuhde

Kunnollisen verkkoinvertterin hyötysuhde pyörii 96,5-98,2% paikkeilla. Verkkoinvertterin datalehdessä invertterin hyötysuhteesta ilmoitetaan kaksi lukua, hyötysuhde ja ns. eurooppalainen hyötysuhde. Eurooppalainen hyötysuhde on painotettu keskiarvo hyötysuhteesta keski-eurooppalaisissa oloissa. Invertteri muuttaa hyötysuhteen ilmoittaman osan aurinkopaneelin tasasähköstä verkkosähköksi. Loppuosa 1,8-3,5% aurinkopaneelien tuottamasta sähköstä muuttuu invertterissä hukkalämmöksi. 5kVA laitteella täydellä teholla toimiessaa tämä on noin 90-175W.

Laajennettavuus

SMA Sunny Tripower ja SMA Sunny Boy -inverttereistä muodostuvaa aurinkosähkövoimalaa voi laajentaa erilaisilla lisäosilla. Perusversiossa aurinkosähkövoimala tuottaa sähköä ja tuotetun sähkön määrää voi seurata nettipohjaisen Sunny Portal -palvelun avulla.

Tällaista järjestelmää voi laajenta joko SMA Energy Meter -mittarin tai SMA Home Manager 2.0 -ohjauslaitteen lisäämällä. SMA Energy Meter -laitteen avulla voi mitata kiinteistön ostaman ja myymän sähkön määrän ja näyttää sen käyttäjälle. SMA Home Manager 2.0 -laitteen avulla voi tehdä saman ja tämän lisäksi ohjata kiiniteistön sähkönkulutusta eri tavoilla. Tämä ohjauslaite sisältää myös samojen kuorien sisällä vastaavan sähkömittarin, kuin SMA Energy Meter. Markkinoilta löytyy myös Elgrisin valmistama sähkömittari, joka on edullinen vaihtoehto SMA:n omalle energiamittarille.

Kun mittaustiedot yhdistetään invertterin tuotantotietoihin, niin näiden avulla voidaan laskea kiinteistön sähkönkulutus ja miten tuotettu sähkö jakaantuu itse käytettyyn ja myyntiin ja miten kulutettu sähkö muodostuu ostetusta ja itse tuotetusta sähköstä. Näihin tietoihin päästää käsiksi nettipohjaisen Sunny Portal -palvelun tai matkapuhelinsovelluksen avulla.

Sähköturvallinen

Valmistaja vakuuttaa invertterin olevan eurooppalaisten vaatimusten mukainen ja sähköturvallinen laite kiinnittämällä invertteriin CE-merkin. Toinen sähköturvallisuuteen liittyvä vaatimus on saarekekäytön esto ja Suomen sähköverkkoon kytkettävältä sähköntuotantolaitteelta vaadittavien suojausasetusten toteuttaminen. Käytännössä yksinkertaisin tapa näiden vaatimusten toteuttamiseen vuonna 2022 on ollut, että invertteri on saksalaisen VDE-AR-N-4105:2018 -mikrotuotantonormin mukainen ja konfiguroitu “Saksan asetuksilla”. Vuonna 2023 käytettävä standardi tarkistetaan, mutta on luultavasti uuden EN-standardin 2019 versio.

Edullinen hankkia, asentaa ja käyttää

Edullinen hankintahinta tarkoittaa järkevää invertterin EUR/W-hintaa.  Tähän voidaan vaikuttaa, kun invertteriin asennetaan oikean kokoinen eli järkevästi ylimitoitettu aurinkopaneelisto. Asentaminen on edullista, kun järjestelmän voi ottaa käyttöön ilman monimutkaisia ja hitaita esim. sähköasentajan tekemiä asetusmuutoksia. Vaadittavia asetusmuutoksia tulee olla vähän ja ne tulee olla itse tehtävissä selkeiden ohjeiden avulla. Käytön edullisuus tulee siitä, että samaa laitetta voi käyttää mahdollisimman pitkään ilman maksullisia huoltokäyntejä, laitteen vaihtoa tai kuukausimaksuja. Pitkäikäinen laite voi olla halvempaa vaihtoehtoa edullisempi, jos sitä voi käyttää pidempään pienemmillä asennus- ja huoltokustannuksilla.

Edulliseen hintaan liittyy myös riittävän pitkä takuu. Takuun pituus vaihtelee SMA:n invertterimallaisessa 5 vuodesta 10 vuoteen, 10 vuoden takuun voi joutua rekisteröimään itse ja takuuta voi yleensä myös pidentää 5 vuoden maksullisilla takuupidennyksillä takuun voimassaoloaikana.

Invertterien teknisistä tiedoista

Tässä kappaleessa käydään invertterien datalehdissä olevia käsitteitä läpi ja tämä auttaa ymmärtämään laitteiden ladattavia datalehtiä. Esimerkkipaneelina tässä kappaleessa käytetään SMA Sunny Tripower 6.0 -invertteriä.

Invertterin takuu on voimassa valmistajan ilmoittaman takuuajan aikana, kun laitetta käytetään valmistajan ilmoittamien teknisten tietojen alueella.

Tutustu sen invertterin datalehteen, joka on tulossa aurinkosähkövoimalaasi itse ja yritä ymmärtää mitä siinä kerrotaan. Kysy epäselviä asioita.

Input (DC) – Syötön ominaisuudet (tasajännitepuoli)

Max. PV array power – Invertteriin kytketyn aurinkopaneeliston maksimiteho, esimerkkiinvertterin paneeliston maksimiteho on 9000 Wp. Esimerkiksi tätä arvoa ei tule asennuksessa ylittää, jotta invertterin takuu on takuuehtojen mukaan voimassa. Jaa tämä arvo käytetyn aurinkopaneelin teholla niin saat tämän arvon perusteella määrittyvän maksimiarvon voimalan aurinkopaneeliston koolle.

Max. input voltage – Aurinkopaneeliston maksimijännite, käytännössä tämä on paneeliston avoimen piirin suurin jännite kylmimmän ympäristön lämpötilan aikana silloin kun invertterin kuorma ei ole vielä kytketty, esimerkki-invertterin tapauksessa 850 V. SMA:n yksivaihelaitteissa tämä jännite on usein 600V ja suuremmissä 3-vaihelaitteissa 1000V. Tarkista aina invertterin suurin sallittu jännite.

MPP voltage range – MPPT-jännitealue kertoo minimi- ja maksimijännitteen, joka välillä invertterin maksimitehopisteenseuraaja (MPPT) on käytössä, esimerkki-invertterin tapauksessa tämä alue on 260 V – 800 V.

Rated input voltage – DC-syötön nimellisjännite on sellainen tasajännite, jolle invertterin on suunniteltu käytettäväksi ja jolla invertterin hyötysuhden on suurimmillaan. Tällä esimerkki-invertterillä DC-syötön nimellisjännite on 580 V.

Min. input voltage / initial input voltage – Minimijännite / käynnistysjännite. Minimijännite kertoo pienimmän jännitteen, jolla invertteri pysyy käynnissä. Käynnistysjännite kertoo pienimmän jännitteen, jolla invertteri käynnistyy. Esimerkki-invertterin minimijännite on 125 V ja käynnistysjännite on 175 V.

Max. input current input A / input B – Maksimivirta A-syötössä / B-syötössä. Esimerkki-invertterin maksivirta molemmissa syötöissä on 12 A. Syötöllä tarkoitetaan invertterin alta löytyvää DC-liitinparia, johon aurinkopaneelisto kytketään. Niitä on tässä invertterissä kaksi ja ne on nimetty ”Input A” ja ”Input B”.

Number of independent MPP inputs / strings per MPP input – Riippumattomien MPP-tulojen määrä / aurinkopaneelistojen (aurinkopaneeliketjujen) määrä per MPP-tulo. Esimerkki-invertterin ”2/A: 1; B: 1” tarkoittaa kahta riippumatonta MPPT-tuloa ja että A-tulossa on 1 rinnakkainen tulo ja B-tulossa on 1 rinnakkainen tulo eli suomeksi laitteeseen voi kytkeä kaksi aurinkopaneelistoa toisistaan riippumatta.

Output (AC) – Ulostulon ominaisuudet (vaihtojännitepuoli)

Rated power (at 230V, 50 Hz) – Invertterin nimellisteho pätötehona ilmoitettuna, esimerkki-invertterin tapauksessa 6000 W.

Max. apparent power AC – Invertterin suurin näennäisteho, esimerkki-invertterin tapauksessa 6000 VA eli 6kVA.

Nominal AC voltage – Invertterin nimellisjännite, esimerkki-invertterin tapauksessa 230 V / 400 V eli vaihejännite on 230 V ja kahden vaiheen välinen pääjännite on 400 V.

Max. output current – Invertterin maksimivirta, esimerkki-invertterin tapauksessa 3 x 9,1 A.

Power factor at rated power / Displacement power factor, adjustable – Tehokerroin tai tehokerroinalue, jolla invertteri kykenee toimimaan.

Feed in phases / connection phases – Sähköliitännän vaiheiden määrä, joihin sähköä syötetään / joihin invertteri on kytketty, esimerkki-invertterin tapauksessa 3 / 3.

Efficiency – Hyötysuhde

Max. efficiency / European efficiency – Maksimihyötysuhde, hyötysuhteen maksimiarvo / Eurooppalainen hyötysuhde. Eurooppalainen hyötysuhde on painotettu keskiarvo hyötysuhteesta keski-eurooppalaisissa oloissa. Esimerkki-invertterin tapauksessa nämä ovat 98.2% / 97.6%.

General data – Yleiset ominaisuudet

Dimensions (W / H / D) – Laitteen mitat (leveys, korkeus, syvyys). Esimerkki-invertterin mitat ovat: leveys 435 mm, korkeus 470 mm, ja syvyys 176 mm. Lue asennusohje löytääksesi tiedon, kuinka paljon tilaa invertterin ympärille tulee asennuksessa jättää.

Weight – Paino. Esimerkki-invertterin paino on 17 kg.

Operating temperature range – Toimintalämpötila-alue. Esimerkki-invertterin toimintalämpötila-alue on -25°C – +60°C. Laite antaa ilmoituksen lämpötila-alueen alituksesta ja ylityksestä. Laite yrittää pienentää lämpötilaa muuttamalla toimintaansa, jos lämpötila-alue ylitetään.

Noise emission, typical – Käyntiäänen voimakkuus, tyypillinen. Esimerkkilaitteen käyntiäänen voimakkuus on 30 dB(A).

Self-consumption (at night) – Sähkön omakulutus (yöaikaan). Esimerkkilaitteen omakulutus öisin on 5,0 W.

Equipment – Laitteen ominaisuudet

DC connection / AC connection – DC-liitäntä / AC-liitäntä – Esimerkki-invertterin kohdalla tiedot SUNCLIX / AC connector kertovat, että DC-liitäntä käyttää Phoenix Contactin valmistamia PV-käyttöön tehtyjä SUNCLIX-liittimiä ja AC-liitäntä tehdään mukana tulevan 5-napaisen Phoenix Contactin AC-liittimen avulla. Sekä tarvittava määrä SUNCLIX-liittimiä että AC-liitin ovat mukana invertterin paketissa. Mukana tulevat soveltuvat SUNCLIX-liittimet soveltuvat Aurinkovirran käyttämän 6mm2 DC-kaapelin kanssa käytettäväksi. Vastaavat liittimet on mahdollista erikseen tilata myös 10mm2 tai 16mm2 kaapelin kanssa käytettäväksi.

Interfaces: WLAN / Ethernet / RS485 – Rajapinnat: WLAN / Ethernet / RS485. Eli esimerkki-invertteri voi kytkeä nettiin langattomalla WLAN-yhteydellä ja Ethernet-kaapelin kanssa. Laitteeseen voi kytkeä DC-optimoijan hallintalaitteen RS485-liitännän avulla. Vuonna 2022 alkaen valmistaja on muuttanut laitteen datalehteä siten, että WLAN-komponenttipulan takia laitteessa on tai ei ole WLAN-liitäntää ja kysessää on silti sama laite. Laitettaessa ostettaessa ei voi tiettää, toimitetaanko laite WLAN-liitännän kanssa vai ilman.

Certificates and permits – Sertifikaatit ja luvat, tässä tärkeimpänä on Suomessa hyväksytty verkkoonkytkennän suojaustandardi.

Aurinkopaneelien kytkentä invertteriin

Aurinkopaneelit kytketään verkkoinvertterin kanssa yleensä sarjaan ja tällaista sarjaan kytkettyä aurinkopaneelien joukkoa kutsutaan paneeliketjuksi. Tässä yhteydssä käyttävästä puhutaan ns. ketjuinvertteristä (ketjuinvertteri, engl. string inverter). Yhden aurinkopaneelin kanssa käytettävää invertteriä kutsutaan mikroinvertteriksi. SMA lopetti mikroinvertterien valmistuksen muutama vuosi sitten ja siirty käyttämään ja valmistamaan DC-optimoijia, joita voidaan käyttää samanlaiseen tarkoitukseen kuin mikroinverttereitä.

SMA-inverttereissä käytetään 1000V, 850V ja 600V DC-järjestelmäjännitettä, joka kertoo sen kuinka monta aurinkosähköpaneelia saadaan kytkeä sarjaan. Aikaisemmin oli yksinkertaisempaa, kun vain yksi järjestelmäjännite oli käytössä ja paneelien jännite oli vuodesta toiseen sama. Tänä päivänä aurinkopaneelin avoimen piirin jännite vaihtelee radikaalisti tuotteesta toiseen eikä yleispäteviä ohjeita voi antaa, kun maksimi paneelimäärä voi vaihdella kahdeksan ja 31:n välillä paneelista riippuen. Kun näitä laskelmia tehdään niin paneeliston avoimen piirin jännitettä pitää tarkastella paikan matalimman lämpötilan vallitessa, koska paneelin jännite nousee lämpötilan laskiessa. Avoimen piirin jännite itsessään tarkoittaa sitä, että maksimijännite määritetään ilman kuormaa.

3-vaiheinen vai 1-vaiheinen invertteri

Invertterin kytkentä sähköverkkoon voi olla joko 3-vaiheinen (kolmivaiheinen) tai 1-vaiheinen (yksivaiheinen). 3-vaiheinvertteri on parempi kuluttajan ja sähköverkon kannalta, 1-vaihelaitteitä käytetään todella pienissä aurinkosähköjärjestelmissä sekä 1-vaiheliittymien (yksivaiheliittymän) kanssa. SMA:n julkaistua vuonna 2019 3kVA ja 4kVA mallit 3-vaiheinvertteristä, 1-vaiheinvertterin käyttölle on yhä vähemmän perusteita.

3-vaiheinvertteri jakaa tuotetun sähkön tasaisesti sähköverkon vaiheilla ja kuormittaa verkkoa tämän takia tasaisesti. Myös sähkön kulutus on pyritty jakamaan tasaisesti kiinteistön eri vaiheisiin.

Ennen vuotta 2023 sähkön mittaustapaerojen takia kannatti valita lähes aina 3-vaiheinvertteri. Nyt ja tulevaisuudessa 3-vaiheinvertteri kannattaa kuitenkin aina valita 3-vaiheinvertteri aivan pienimpiä vain muutaman paneelin voimaloita lukuunottamatta.

Verkkoyhtiöiden ohjeet sallivat vain alle 16A eli alle 3680W tehoiset 1-vaiheinvertterit ns. vinokuorman välttämiseksi.

Invertterin tulee olla 1-vaiheinen, jos talon tai huoneiston sähköliittymä on 1-vaiheliittymä. Tällaisessa tilanteessa tosin kannattaa tarkastaa mahdollisuus liittymän vaihtoon 3-vaiheiseksi.

1-vaiheinvertteri voi olla tarpeellinen joissain erikoistilanteissa, jos rakennetaan 48V akkuun perustuvaa sähkökatkoilta suojaavaa voimalaa.

Invertteri viimeistelee aurinkosähkövoimalan

Valitsin SMA:n invertterit yhteistilauksen käyttöön 2012 syksyllä. Tämän suuren saksalaisen tekijän valmistuksen laatu ja testauskäytännöt tekivät vaikutuksen. Valinta SMA Sunny Tripower -invertteriin tapahtui lopullisesti siinä vaiheessa, kun huomasin, että silloisessa laitteessa DC-puolen ylijännitesuojaukseen liittyvät osat oli tehty kentällä vaihdettavaksi eli kuluvat osat oli suunniteltu vaihdettavaksi eikä kyseessä ollut kertakäyttölaite. 2019 SMA Sunny Tripower -invertterimallisto vaihtui uudistettuun malliin ja vaikka laite olikin erilainen niin invertterin valinta SMA:n laitteissa piti.

Tämä kahdeksan vuoden kokemus SMA:n laitteista on vahvistanut erään paikallisen yliopiston professorin lausahduksen ”SMA on invertterien Rolls-Royce” ajatuksen. Aurinkosähköjärjestelmän invertterin tulee kestää iso osa aurinkosähköjärjestelmän vähintään 30 vuoden pitoajasta ilman invertterin vaihtoa. Kukaan ei oleta, että eloktroninen laite kestäisi 30 vuotta, mutta 15 vuotta olisi hyvä tavoite. Tähän on hyvä tähdätä hankkimalla laadukkaan laitteen, asentamalla sen elektroniikalle suotuisaan paikkaan, tarkkailemalla laitteen toimintaa ja hankkimalla valmistajalta 10 vuoden takuun laajennuksen 15 vuoteen. SMA:n laitteet ovat toimineet ja kohdattuihin ongelmiin on saatu vastaukset  valmistajan teknisestä tuesta. Kohdatut ongelmat ovat olleet asennuksessa tai käytössä itse aiheutettuja tai luonnonilmiöden tekosia.

Vuonna 2021 SMA pidensi uusien SMA Sunny Tripower 3.0 – 6.0 ja 8.0 – 10.0 invertteriensä tehdastakuun aikaisemmasta viidestä vuodesta 10 vuoteen!  Tämä pidennys koskee laitteita, jotka on asennettu lokakuussa 2021 ja sen jälkeen ja jotka rekisteröidään valmistajan webbipalvelussa vuoden sisällä käyttöönotosta. Tämä osoittaa miten SMA luottaa valmistamiinsa laitteisiin!

SMA etuna on huippulaatu, toimivat tekninen tuki ja takuuvaihdot, monipuoliset ominaisuudet, helppo käyttöönotto ja kilpailukykyinen hinta.

Aurinkovirta-yhteistilauksen tuottamat aurinkosähkön tuotantotilastot ovat pääosin invertterin ja paneelien osalta vertailukelpoisia, kun useampi sata osallistujaa käyttää saman valmistajan samoja laitteita

Invertterin muodostaman järjestelmän laajennettavuus

Invertterinkin kanssa on huomattu sellaisia etuja, mitkä perustelevat tämän invertterin käyttöä sen sijaan että invertterin hinnassa säästettäisiin 100 – 300 euroa. On etua, että SMA:n laitteen saan kytkettyä verkkoon ilman tunnin mittaista ammattilaisen tekemään asetusten muutosta. Aurinkovirta osallistua voit itse ottaa käyttöön vaaditut suojausasetukset, ilman että tätä pitäisi teettää sähköasentajalla. Toinen suurempi etu on, että SMA:n laitteita voidaan ottaa käyttöön 1 laite kerrallaan ja edetä kohti yhä monimutkaisempia ratkaisuja ilman, että jo asennettuja laitteita vaihdetaan tulevaisuudessa.

SMA-järjestelmän laajentaminen tulevaisudessa laitteita lisäämällä:

1. ensin hankitaan invertteri esim. SMA Sunny Tripower 4.0,
2. invertteri voidaan ilman kytkeä kodin tietoverkkoon ja webissä toimivaan seurantapalveluun yhdistämällä invertteri WLAN-yhteydellä (jos laitteesta toimitusvaiheessa löytyy WLAN-liitäntä) tai Ethernet-kaapelilla kodin reitittimeen ilman, että invertteriin tarvii hankkia lisäosia invertteriin,
3. kun halutaan aloittaa ostetun ja myydyn sähkön mittaus, järjestelmään voidaan lisätä joko SMA Energy Meter -mittari tai SMA Home Manager 2.0 -mittari/ohjauslaite: https://www.sma.de/en/products/monitoring-control/sunny-home-manager-20.html,
4. kun halutaan aloittaa sähkön käytön ohjaus joko vaihdetaan SMA Energy Meter -laite SMA Home Manager 2.0 -laitteeseen tai lisätään järjestelmään SMA Hom Manager 2.0 tai toinen uudempi SMA:n ohjauslaite,
5. kun halutaan ohjata lämminvesivaraaja ylimääräisen sähkön mukaan, SMA Home Manager 2.0 -laitteeseen voidaan lisätä ohjattava sähkökuorma, esim lämminvesivaraajan vastus (sähköasentaja rakentaa ohjauksen WLAN-ohjattavaa Edimax SP-2101W -pistorasiaa ja apurelettä ym. osia käyttäen),
6. kun talouteen hankitaan ladattava hybrdi- tai sähköauto SMA Home Manager 2.0 -laitteen ohjaukseen voidaan liittää sähköauton latauspiste, esim. SMA EV Charger 7.4 tai 22 tai Mennekes Amtron Wallbox -laitteen yhteensopiva malli,
7. käyttövettä tuottava yhteensopiva ilmavesilämpöpumppu voidaan liittää SMA Home Manager 2.0 -laitteen ohjaukseen,
8. akut ja SMA Sunny Storage -akkuinvertteri (tuettujen akkujen listalta löytyvä korkeajännitteinen litiumakku), SMA Tripower Smart Energy -hybridi-invertteri tai SMA Sunny Island -akkuinvertteri (48V lyijyakusto tai 48V tuettujen akkujen listalta löytyvä litiumakku) voidaan liittää järjesjestelmään ja SMA Sunny Home Manager 2.0 ohjaa akkujen toimintaa, ottaen huomioon huomisen aurinkosähköennusteen ja opitun talon sähkönkäyttöprofiilin, ja
9. tuuliturbiini voidaan liittää kodin 230V/400V sähköverkkoon erillisellä 1-v tai 3-v tuulivoimalan myyjän myymällä invertterillä SMA Energy Meter -laitteen mitatessa tuulivoiman tuotannon ja SMA Home manager 2.0 -laitteen mittaus ja mahdollisesti asennettu akkukäyttö ottavat myös tämän oman sähkön huomioon toiminnassaan sähkön ostoa ja myyntiä mittaamalla. Tavalliseen SMA-aurinkosähköinvertteriin ei voida kytkeä tuulivoimalaa.

SMA Sunny Home Manager 2.0 -lisälaitteella (mittaus ja ohjaus) päästään käsiksi mittaustietoihin ja niitä voidaan seurata mm. tunti-, päivä ja kuukausitasolla sekä ohjata kuormia.

Lopussa monimutkaisen järjestelmän rakentaminen voidaan alkaa aurinkosähköinvertterin hankinnalla ja tehdä tarvittavat laajennukset myöhemmin.

Invertterin asennus

Invertteri asennetaan tarvittavien suojalaitteiden kanssa aurinkopaneelien ja talon sähkökeskuksen väliin. Invertterin asennus tulee tehdä invertterivalmistajan asennusohjeiden mukaan. Tärkeimmät asennusohjeista löytyvät seikat ovat:

• tyhjän tilan tarve invertterin ympärillä,
• invertterin ympäristövaatimukset  sekä
• invertterin tarvitsemat suojalaitteet.

Invertterin käyttöohjeisiin tulee tutustua invertterin käynnistyksen, pysäytyksen ja vikatilanteiden hoitamisen suhteen. Vikatilanteiden hoitamisesta kertoo lisää valmistajan huolto-ohje.

Tällä sivustolla pääasiassa käsiteltävä SMA Sunny Tripower -invertterin voi asentaa sekä ulos että viileään sisätilaan laitteen ilmasto- ja tiiveysluokituksen puitteissa.

Tuuli-, aurinko- ja pienvesivoiman itserakentajat FB-ryhmässä eräs sähkölaitteiden kanssa työkseen tekemisissä oleva Aurinkovirta-osallistuja kommentoi SMA Sunny Tripower -invertterin sijoituspaikan valintaansa näin: “Laitoin omani sisätilaan kellarin askarteluhuoneen betoniseinään. Noiden laitteiden kanssa ikäni puuhanneena sanoisin että niille on ‘myrkkyä’ 1) ylilämpö, eli auringonpaiste 2) kondensiovesi, eli pintoihin tiivistyvä kosteus ( myös kotelon ja piirilevyjen pinnalle) ja 3) lämpötilanmuutosten suuruus ja nopeus. Noiden perusteella päädyin sisätilaan, mutta nuo varjonpuolen seinustat ja puolilämpimät tilat ovat myös ok. Ihan sateeseen en laittaisi vaikka laite periaatteessa sen kestää, mutta räntä, jää lumi on paha yhdistelmä. ps. jos laite on sisätilassa niin hukkalämmönkin saa talteen. (muutama sata kWh vuodessa)”.

SMA Sunny Tripower 3.0 – 6.0 ja SMA Sunny Tripower 8.0 – 10.0 -invertterit voidaan kytkeä nettiin joko WLAN-yhteyden (jos WLAN-liitäntä löytyy laitteesta) tai Ethernet-kaapelin ja RJ45-liittimen avulla.

Oheissa kuvasaa vasemmalla näytetään DC-liittimet, joihin aurinkopaneeliketjut liitetään ja oikealla AC-liitin, jolla invertteri kytketään sähkökeskukseen sekä reikä, jolla invertteri liitetään potentiaalintasauskiskoon.

Aurinkovirran käyttämät SMA:n invertterimallistot

SMA eli saksalainen SMA Solar Technology AG valmistaa lukuisia eri invertterimallistoja, joista Aurinkovirta on päätynyt käyttämään seuraavia. Ohessa lyhyt kuvaus kunkin invertterin käyttöalueesta ja linkki valmistajan invertterin tuotesivulle.

Lisätietoja saksalaisen SMA Solar Technology AG:n valmistamien SMA Sunny Tripower ja SMA Sunny Boy -inverttereistä löytyy valmistajan webbisivuilta, https://www.sma.de/en/, nopeiten seuraavien suorien linkkien avulla.

SMA Sunny Tripower

SMA Sunny Tripower on muutama vuosi sitten uudistettu SMA:n kolmivaiheinen työjuhta kotitalouskokoisiin aurinkosähköjärjestelmiin. Laitteet sisältävat kaksi toisistaan riippumatonta MPPT-ohjainta, joihin voi siis kytkeä eri suuntaan tai kallistukseen olevan N-aurinkopaneelin paneeliston. Mallistosta löytyvät tehot 3, 4, 5, 6, 8 ja 10kVA, jotka madollistavat 6-15kWp paneeliston liittämisen. Kahdessa suurimmassa mallissa (8 ja 10kVA) toiseen MPPT-ohjaimeen on mahdollista kytkeä kaksi rinnakkaista paneelistoa paneelien arvojen niin salliessa. 3-6kVA laitteiden järjestelmäjännite on 850V. 8-10kVA laitteiden järjestelmäjännite on 1000V.

https://www.sma.de/en/products/solarinverters/sunny-tripower-30-40-50-60

https://www.sma.de/en/products/solarinverters/sunny-tripower-80-100

SMA Sunny Tripower X

SMA Sunny Tripower X on uusi, vasta 2022 julkistettu invertterimallisto, jonka toimitukset alkoivat keväällä 2023. Tämä laite on kolmivaiheinen ja soveltuu hieman suurempiin kotitalouksien aurinkosähköjärjestelmiin tai yritysten ja maatilojen järjestelmissä käytettäväksi. Laitteet sisältävät kolme toisistaan riippumatonta MPPT-ohjainta, joihin voi siis kytkeä eri suuntaan tai kallistukseen olevan N-aurinkopaneelin paneeliston. Kuhunkin kolmesta MPPT-ohjaimesta on mahdollista kytkeä kaksi rinnakkaista paneelistoa paneelien arvojen niin salliessa. Laitteiden järjestelmäjännite on 1000V.

https://www.sma.de/en/products/solarinverters/sunny-tripower-x

SMA Sunny Boy

SMA Sunny Boy on muutaman vuoden vanha uudistettu malli vanhasta Sunny Boy -mallistosta. Tämä laite on yksivaiheinen ja pienemmät mallit sisältävät vain yhden MPPT-ohjaimen. Järjestelmän käynnistymisjännite on pieni, joka sallii tämän invertterin käyttämisen erityisen pieniin aurinkovoimaloihin, esim. muutamaan seinäpaneeliin. Laitteiden järjestelmäjännite on 650V.

https://www.sma.de/en/products/solarinverters/sunny-boy-15-20-25

SMA Sunny Tripower CORE1

SMA Sunny Tripower CORE1 on SMA:n erikoislaite suurempiin aurinkosähköjärjestelmiin. Tämä laite on kolmivaiheinen ja soveltuu selkeästi suurempiin yritysten ja maatilojen aurinkosähköjärjestelmiin. Laitteet sisältävät kuusi toisistaan riippumatonta MPPT-ohjainta, joihin voi siis kytkeä eri suuntaan tai kallistukseen olevan N-aurinkopaneelin paneeliston. MPPT-ohjaimiin on mahdollista kytkeä kaksi rinnakkaista paneelistoa paneelien arvojen niin salliessa. Laitteiden järjestelmäjännite on 1000V.

https://www.sma.de/en/products/solarinverters/sunny-tripower-core1

SMA Sunny Tripower Smart Energy

SMA Sunny Tripower Smart Energy on uusi, vasta 2022 julkistettu hybridi-invertteri tai näiden invertterimallisto, jonka toimitukset alkoivat syksyllä 2022. Laitteet sisältävat kaksi toisistaan riippumatonta MPPT-ohjainta, joihin voi siis kytkeä eri suuntaan tai kallistukseen olevan N-aurinkopaneelin paneeliston. Tämän lisäksi laitteeseen voidaan kytkeä tuettujen akkujen listalta löytyvä korkeajännitteinen litiumakusto. Mallistosta löytyvät tehot 5, 6, 8 ja 10kVA, jotka madollistavat 7,5-15kWp paneeliston liittämisen. Suurimmassa mallissa (10kVA) toiseen MPPT-ohjaimeen on mahdollista kytkeä kaksi rinnakkaista paneelistoa paneelien arvojen niin salliessa. Laitteiden järjestelmäjännite on 1000V.

https://www.sma.de/en/products/hybrid-inverters/sunny-tripower-smart-energy

SMA Sunny Boy Storage

SMA Sunny Storage on kahden erilaisen laitteen muodostama tuoteperhe korkeajännitteisen litiumakun liittämiseksi olemassaolevaan SMA-pohjaiseen aurinkosähköjärjestelmään SMA Sunny Home Manager 2.0 -laitteen ohjauksessa. Laite on siis pelkästään akkuinvertteri. Käytännössä on valittavissa pienempi 2,5kVA laite tai suuremman laiteperheen pienin 3,7kVA laite, koska suurempia 5 ja 6kVA laitteita ei yksivaihesena saa Suomessa liittää kolmivaiheiseen sähköliittymään. Laitteeseen voidaan kytkeä tuettujen akkujen listalta löytyvä korkeajännitteinen litiumakusto.

https://www.sma.de/en/products/battery-inverters/sunny-boy-storage-25

https://www.sma.de/en/products/battery-inverters/sunny-boy-storage-37-50-60

SMA Sunny Island

SMA Sunny Island on muutaman vuoden vanha uudistettu malli vanhasta Sunny Island -mallistosta. Laite mahdollistaa 48V lyijyakuston (100-10000Ah) tai tuettujen akkujen listalta löytyvän 48V litiumakuston liittämiseksi olemassaolevaan SMA-pohjaiseen aurinkosähköjärjestelmään SMA Sunny Home Manager 2.0 -laitteen ohjauksessa tai ilman. Laite on siis pelkästään akkuinvertteri. Yhden laitteen avulla akusta saadaan virtaa yhteen vaiheeseen ja kolmen samalaisen laitteen avulla voidaan luoda synkronoitu kolmivaiheverkko. Erillisen ohjattavan verkonvaihtokytkimen avulla voidaan rakentaa sähkökatkolta suojattu järjestelmä. Tällaisen Sunny Island -laitteen sisältävän järjestelmän konsultoinnista osallistumismaksu on tavallista korkeampi.

https://www.sma.de/en/products/battery-inverters/sunny-island-44m-60h-80h

Lisätietoa invertteristä tällä sivustolla

Artikkelin invertterin tehon ilmoittamisesta – http://www.aurinkovirta.fi/komponentit/invertterit/invertterin-tehon-ilmoittamisesta

Invertterien valmistusmaa

Aurinkovirran suosittelemien SMA-invertterien valmistusmaa on tällä hetkellä useimmiten Saksa. Kuvan malli on valmistettu Saksassa. Osa SMA:n inverttereistä on ainakin aikaisemmin valmistettu Kiinassa.

SMA valmisti joitakin invertterimalleja hetken aikaa Kiinassa 2017-2019.

Invertterin hinnoittelu

Invertterien hinnoittelu on ollut aurinkopaneeleihin verrattuna paljon vakaampaa. Kun aurinkopaneelien hinta on 10 vuodessa laskenut hieman yli 50% niin invertterien hinta on tullut ensin alas ja sitten noussut hieman aivan viime vuosina.

Aurinkovirran SMA-invertterihinnaston löydät Aurinkovirran hinnasto-sivulta: https://aurinkovirta.fi/hinnasto/

Tämän sivun teksti on päivitetty 21.2.2024.