Mikro- ja stringinverterien erot teoriassa ja käytännössä

Abstract

Tutkimuksessa tarkastellaan aurinkosähköinvertterityyppien ominaisuuksia ja soveltuvuutta eri käyttötarkoituksiin. Aurinkosähkömarkkinat ovat pitkään suosineet perinteisiä stringinvertterijärjestelmiä, mutta viime vuosina kehittynyt teknologia on tuonut markkinoille myös mikroinvertterijärjestelmiä, jotka tarjoavat uusia mahdollisuuksia aurinkosähköjärjestelmien toteutukseen. Tutkimus suoritettiin käyttämällä määrällistä ja empiiristä tutkimusta, sekä tekemällä kirjallisuuskatsaus. Tutkimuksen tavoitteena oli vertailla mikro- ja ketjuinverttereitä eri lähteiden pohjalta ja syventää tietoa niiden eroista. Tutkimuksen empiirinen osa muodostuu koelaitoksen asentamisesta ja koekäyttöjakson analysoinnista. Tutkimuksessa analysoitiin invertterien tietoja ja ominaisuuksia valmistajien, myyntiyritysten ja standardien näkökulmasta. Lähteistä saadut tiedot koottiin ja vertailtiin, jotta voitiin muodostaa kokonaiskuva oleellisista ominaisuuksista. Lisäksi vertaillaan kahden samankokoisen (5,16 kWp) koeaurinkosähköjärjestelmän asentamista, tuottoja ja käyttökokemuksia. Toinen järjestelmä käyttää Fronius-stringinvertteriä ja toinen Hoymiles-mikroinverttereitä. Kuuden kuukauden koekäyttöjaksolla arvioitiin järjestelmien suorituskykyä, tehokkuutta ja käytettävyyttä reaalimaailman olosuhteissa. Tutkimuksessa tarkastellaan aurinkosähköjärjestelmien teknologiaa, tehokkuutta, turvallisuutta, kustannuksia ja ympäristövaikutuksia sekä vertaillaan teoreettista tietoa ja käytännön kokemuksia koelaitoksen avulla. Tulokset osoittavat, että stringinvertterit soveltuvat parhaiten suurille, varjottomille asennusalueille kustannustehokkuutensa ansiosta, kun taas mikroinvertterit ovat joustavia, paloturvallisia ja helposti laajennettavia, mikä tekee niistä sopivia hajautettuihin kohteisiin. Koelaitoksen mittaukset osoittivat, että mikroinvertterijärjestelmät ovat hieman tehokkaampia kuin stringinvertterit. Tuotoksena tutkimuksesta saatiin luotua kattava katsaus, vertailu ja kirjallinen teos mikro- ja stringinverttereiden eroista, mikä toimii hyödyllisenä tietolähteenä alan toimijoille ja suunnittelijoille.

The study examines the characteristics and suitability of solar electric inverter types for various applications. While traditional string inverter systems have long dominated the solar power market, recent advancements in technology have introduced microinverter systems, providing new opportunities for solar energy deployment. The research employed quantitative and empirical methods alongside a literature review. The objective was to compare string and microinverters based on various sources and deepen the understanding of their differences. The empirical portion of the study involved the installation of a test solar power system and the analysis of a six-month trial period. In the research, inverter data and characteristics were analyzed from the perspectives of manufacturers, sales companies, and standards. The collected data were compiled and compared to form a comprehensive overview of key features. Additionally, two identical (5.16 kWp) test solar power systems were installed, one using a Fronius string inverter and the other a Hoymiles microinverter. The six-month trial assessed the systems' performance, efficiency, and usability under real-world conditions. The study examines solar power systems' technology, efficiency, safety, costs, and environmental impact while comparing theoretical knowledge with practical experience gained through the test facility. The results indicate that string inverters are best suited for large, unshaded installations due to their cost effectiveness, whereas microinverters are flexible, fire-safe, and easily expandable, making them ideal for distributed installations. Measurements from the test facility revealed that microinverter systems are slightly more efficient than string inverters. The outcome of the research is a comprehensive review, comparison, and written analysis of the differences between microinverters and string inverters, serving as a valuable resource for industry professionals and system designers.