Hybrisun THY Serisi Trifaze Hibrit İnvertör: Teknik İnceleme ve Sistem Boyutlandırma Rehberi

Çatısına güneş paneli kurdurmuş birçok işletme sahibi, ilk elektrik kesintisinde aynı hayal kırıklığını yaşar. Güneş tepede, paneller üretim yapacak durumda, ama tesis karanlıkta. Bunun nedeni teknik bir zorunluluktur: şebekeye bağlı (on-grid) invertörler, şebeke gerilimi kaybolduğunda “anti-islanding” koruması gereği kendini devreden çıkarır. Aksi halde arıza onarımı yapan şebeke personeli, enerjisiz sanılan hatta panellerden beslenen bir gerilimle karşılaşabilir.

Hibrit invertörler bu sorunu çözer. Kesinti anında şebekeden izole olur, kendi içinde bir “ada” oluşturur ve kritik yükleri akü ve güneş enerjisiyle beslemeye devam eder. Tunçmatik’in Hybrisun THY serisi, bu mimariyi üç fazlı tesislere taşıyan 10, 12, 15 ve 20 kW’lık bir invertör ailesi. Bu yazıda serinin teknik özelliklerini yorumluyor ve bir sistemi boyutlandırırken nelere dikkat edilmesi gerektiğini örnek hesaplarla anlatıyoruz.

Hibrit invertörün çalışma mantığı

Bir hibrit invertör, dört enerji akışını aynı anda yöneten bir güç elektroniği platformudur:

• PV girişi: Panellerden gelen DC enerji, MPPT (maksimum güç noktası takibi) algoritmasıyla en verimli çalışma noktasında çekilir.
• Akü portu: Çift yönlü bir DC/DC dönüştürücü üzerinden akü şarj ve deşarj edilir.
• GRID (şebeke) portu: Şebekeden enerji çekilir ya da fazla üretim şebekeye verilir.
• BACKUP (yedek yük) portu: Kesinti sırasında da beslenmesi gereken kritik yükler bu çıkışa bağlanır.

İnvertörün içindeki enerji yönetim sistemi (EMS), anın panel üretimine, yük tüketimine, akü doluluk seviyesine ve kullanıcının seçtiği çalışma moduna göre bu akışları saniyeler içinde yeniden dağıtır. Tipik modlar şunlardır:

• Öz tüketim: Öncelik panel enerjisinin tesis içinde kullanılmasıdır; fazlası aküye, akü doluysa şebekeye gider.
• Yedekleme öncelikli: Akü her zaman yüksek doluluk seviyesinde tutulur, böylece beklenmedik kesintiye hazır olunur.
• Zaman tarifeli kullanım / pik törpüleme: Akü, elektriğin ucuz olduğu saatlerde şarj edilir, pahalı saatlerde veya tüketim zirveleri sırasında deşarj edilir.

Neden trifaze?

Türkiye’de konutların büyük çoğunluğu monofaze abonelikle beslenirken, atölyeler, küçük fabrikalar, soğuk hava depoları, tarımsal sulama sistemleri, oteller ve büyük villalar genellikle üç fazlıdır. Bu tesislerde motorlar, kompresörler ve pompalar doğrudan üç fazdan beslenir. Tek fazlı bir hibrit invertör bu yükleri kesintide besleyemez.

Trifaze hibrit invertör seçerken bakılması gereken kritik özelliklerden biri dengesiz yük kapasitesidir. Sahada fazlar neredeyse hiçbir zaman eşit yüklenmez: bir fazda aydınlatma ve priz devreleri yoğundur, diğerinde hafif bir yük vardır. Hybrisun, hem BACKUP hem de GRID portlarında %100 dengesiz yük desteği sunar. Yani yük tamamen tek faza toplansa bile invertör bunu taşıyabilir.

Teknik özellikler

Tüm modellerde ortak özellikler:

• PV tarafı: 2 MPPT, MPPT başına 2 dizi girişi, 1000 V DC maksimum giriş gerilimi, 200 V DC başlangıç gerilimi, 600 V DC nominal gerilim, 160-950 V DC MPP aralığı, MPPT başına 50 A maksimum kısa devre akımı
• Akü tarafı: 40-60 V DC gerilim aralığı, kurşun asit veya lityum iyon uyumu, 20 kW maksimum şarj gücü, 350 A maksimum şarj akımı, RS485/CAN üzerinden BMS haberleşmesi
• AC tarafı: 3N~+PE 380/400/415 V AC, 50/60 Hz, doğrusal yükte THDv < %3, THDi < %3, 0,8 endüktif ile 0,8 kapasitif arasında ayarlanabilir güç faktörü
• Yedekleme: Tipik 4 ms geçiş süresi, 10 saniye boyunca nominal gücün 2 katı tepe güç, AC akıllı yük / jeneratör portu
• Verim: %97,6 maksimum, %97,0 Avrupa verimi, %99,9 MPPT verimi, %95 maksimum akü şarj/deşarj verimi
• Koruma: DC anahtar, PV ve akü ters bağlantı koruması, yalıtım empedansı izleme, artık akım algılama, anti-islanding, PV ve AC tarafta Tip II aşırı gerilim koruması, opsiyonel yapay zeka tabanlı AFCI
• Mekanik ve çevresel: İzolesiz topoloji, IP66, -30 °C ile +60 °C çalışma aralığı, 4000 m’ye kadar çalışma yüksekliği, 485×690×290 mm boyut, 52 kg, duvar tipi montaj
• İzleme: RS485, opsiyonel Wi-Fi / 4G / LAN, LCD ekran ve mobil uygulama

Tüm teknik detaylar için Hybrisun broşürünü ve kullanım kılavuzunu inceleyebilirsiniz.

Bu değerler sahada ne anlama geliyor?

%200 PV aşırı yükleme. 10 kW’lık bir invertöre 20 kWp’ye kadar panel bağlanabilir. Bu, DC/AC oranının 2’ye kadar çıkabileceği anlamına gelir. Paneller yılın büyük bölümünde etiket gücünün altında üretim yaptığı için (sabah, akşam, bulutlu günler, yüksek hücre sıcaklığı), yüksek DC/AC oranı invertörün daha uzun süre tam kapasiteye yakın çalışmasını sağlar. Hibrit sistemlerde bu fazla üretim çoğu zaman doğrudan aküye yönlendirilebilir.

Geniş MPP aralığı. 160-950 V aralığı, farklı yönlere bakan ya da farklı sayıda panelden oluşan dizilerin iki ayrı MPPT’ye bağlanmasını kolaylaştırır. Örneğin doğu ve batı yönlü iki çatı yüzeyi ayrı MPPT’lerde değerlendirilerek gölgeleme ve yönlenme kayıpları azaltılır.

4 ms geçiş süresi. Bilgisayar güç kaynaklarının çoğu, şebekenin yarım periyodu olan 10 ms’den kısa kesintileri hissetmeden atlatacak kadar enerji depolar. 4 ms, UPS seviyesinde bir geçiştir. Bilgisayarlar, güvenlik sistemleri, PLC’ler ve kontrol panelleri kesintiyi fark etmeden çalışmaya devam eder.

2 kat tepe güç. Asenkron motorlar ve kompresörler kalkış anında nominal akımlarının 3-7 katı akım çekebilir. 10 saniyelik %200 aşırı yük kapasitesi, örneğin bir soğuk oda kompresörünün ya da bir su pompasının kesinti sırasında yeniden devreye girebilmesine yardımcı olur. Yine de büyük motor yüklerinde kalkış akımı ölçülmeli, gerekirse yumuşak yolverici ya da frekans konvertörü kullanımı değerlendirilmelidir.

Örnek sistem boyutlandırma

Varsayımsal bir senaryo üzerinden gidelim: Ege’de bir zeytinyağı işletmesi. Üç fazlı abonelik, gündüz ortalama 9-11 kW tüketim, öğle saatlerinde 14 kW’a varan zirveler. Kesinti sırasında soğutma, aydınlatma, ofis bilgisayarları ve güvenlik sistemi olmak üzere yaklaşık 8 kW’lık kritik yükün en az 4 saat beslenmesi isteniyor.

1. İnvertör seçimi. Zirve tüketim 14 kW olduğu için THY-T15K-LV makul bir başlangıç noktası. Kritik yük 8 kW, yani yedekleme kapasitesi rahatça yetiyor.

2. PV dizi tasarımı. Önerilen maksimum PV gücü 30 kWp. Örneğin 550 Wp’lik panellerle yaklaşık 24 kWp’lik bir saha düşünelim (44 panel). Dizi uzunluğunu belirlerken en kritik nokta, panelin açık devre geriliminin (Voc) soğukta yükselmesidir. Kristal silisyum panellerde Voc’un sıcaklık katsayısı tipik olarak °C başına yaklaşık -%0,25 ile -%0,30 arasındadır. STC koşullarında Voc’u yaklaşık 49,5 V olan bir panel, -10 °C’lik bir kış sabahında yaklaşık 54 V’a çıkabilir.

Bu durumda dizi başına en fazla 18 panel kullanılabilir. 2 MPPT üzerinde 2’şer dizi ve dizi başına 11 panel (yaklaşık 450-500 V çalışma gerilimi) hem güvenli hem de MPP aralığının ortasında kalan bir tasarımdır. Paralel bağlanan iki dizinin toplam akımının MPPT başına 50 A sınırını aşmadığı da kontrol edilmelidir. Gerçek projede bu hesap, kullanılacak panelin veri sayfası ve sahanın en düşük sıcaklık kaydıyla yapılmalıdır.

3. Akü boyutlandırma. 8 kW kritik yük × 4 saat = 32 kWh enerji ihtiyacı. Lityum demir fosfat aküler için %90 kullanılabilir deşarj derinliği ve yaklaşık %95 akü-invertör verimi kabul edersek:

Yaklaşık 5 kWh’lik 48 V modüllerle bu, 8 modüllük bir akü sistemine karşılık gelir. Akü tarafında bir kontrol daha yapılmalıdır: 15 kW deşarj gücü yaklaşık 50 V’ta 300 A akım demektir. Seçilen akü sisteminin BMS’i ve paralel bağlantı baraları bu akımı sürekli olarak taşıyabilmelidir. Tunçmatik’in Solarix LP serisi ve HomeEnergy serisi bu gerilim aralığına uygun lityum depolama seçenekleri sunar. Daha büyük ticari projelerde sıvı soğutmalı enerji depolama sistemleri de değerlendirilebilir.

4. Kablolama ve koruma. Akü tarafında yüz amperlerle ifade edilen akımlar, kalın kesitli DC kablolar ve uygun DC sigorta veya devre kesiciler gerektirir. Kablo uzunluğu kısa tutulmalı, bağlantı noktaları üreticinin önerdiği torkla sıkılmalıdır. Yüksek akımlı DC bağlantılardaki gevşeklik, sistemdeki en ciddi yangın risklerinden biridir.

Jeneratör entegrasyonu ve paralel çalışma

Kırsal bölgelerde birkaç saati aşan kesintiler yaşanabilir. Hybrisun’un AC akıllı yük / jeneratör portu, akü belirli bir seviyenin altına indiğinde jeneratörün devreye alınmasına olanak tanır. Bu sayede jeneratör hem yükleri besler hem de aküleri şarj eder. Jeneratör, düşük yükte uzun süre rölantide çalışmak yerine kısa sürelerde verimli bir yük noktasında çalıştırılır. Yakıt tüketimi ve bakım maliyeti düşer.

Aynı port, jeneratör yokken akıllı yük çıkışı olarak da kullanılabilir. Örneğin bir su ısıtıcısı veya sulama pompası, yalnızca panel üretimi fazla olduğunda devreye alınacak şekilde ayarlanabilir.

Kapasite ihtiyacı büyüdüğünde Hybrisun invertörler paralel bağlanabilir. Böylece sistemi söküp yeniden kurmadan adım adım büyütmek mümkündür.

Zorlu sahalar için koruma özellikleri

IP66 koruma sınıfı, invertörün toz sızdırmaz olduğunu ve güçlü su jetlerine karşı korunduğunu gösterir. -30 °C ile +60 °C arasındaki çalışma aralığı, Doğu Anadolu’nun kışından Güneydoğu’nun yazına kadar Türkiye’nin farklı iklim koşullarını karşılar. Yine de yüksek sıcaklıklarda tüm invertörler güç azaltımı (derating) yapar; bu yüzden doğrudan güneş alan bir duvar yerine gölgeli ve havalandırması iyi bir montaj noktası seçmek verimi korur.

PV ve AC tarafta entegre Tip II aşırı gerilim koruması, yıldırım kaynaklı dolaylı darbelere karşı ilk savunma hattını oluşturur. Opsiyonel AFCI koruması ise DC taraftaki ark hatalarını algılar. Gevşek bir MC4 konnektörü ya da hasar görmüş bir DC kablo, yüksek DC gerilimde sürekli bir ark oluşturabilir. DC ark, AC arkın aksine sıfır geçişi olmadığı için kendiliğinden sönmez ve çatı yangınlarının başlıca nedenleri arasındadır. Yapay zeka tabanlı AFCI, arkın karakteristik gürültü imzasını tanıyarak invertörü güvenli şekilde kapatır.

Yalıtım empedansı izleme ve artık akım algılama, izolesiz topolojideki invertörlerde kişi ve ekipman güvenliği için zorunlu korumalardır. İnvertör her açılışta PV dizilerinin toprağa karşı yalıtım direncini ölçer ve bir hata algılarsa şebekeye bağlanmaz.

Kurulum ve izin süreci hakkında

Şebekeye bağlı çalışan her güneş sistemi gibi hibrit sistemler de dağıtım şirketinin bağlantı onayına ve ilgili mevzuata tabidir. Proje tasarımı, kablo kesitleri, koruma koordinasyonu ve topraklama, yetkili bir elektrik mühendisi tarafından yapılmalıdır. Maliyet kalemlerine genel bir bakış için Güneş Enerjisi Kurulum Maliyeti 2026 yazımızı okuyabilirsiniz.

Hybrisun kimler için uygun?

• Elektrik kesintilerinden etkilenen üç fazlı işletmeler ve tarımsal tesisler
• Güneş enerjisini şebekeye satmak yerine öncelikle kendi tüketiminde kullanmak isteyenler
• Soğutma, sulama veya güvenlik sistemlerinin kesintide durmaması gereken işletmeler
• Mevcut jeneratörünü güneş ve aküyle birlikte daha verimli kullanmak isteyen tesisler
• Bugün küçük başlayıp ileride kapasiteyi artırmayı planlayan projeler

Tek fazlı konut uygulamaları için ise Tunçmatik’in diğer solar invertör ve solar UPS seçeneklerine göz atabilirsiniz.

Projenize hangi güç seçeneğinin ve akü kapasitesinin uyacağını belirlemek için tüketim profiliniz, çatı alanınız ve yedeklenecek yükleriniz birlikte değerlendirilmelidir. Kurulum talep formunu doldurabilir ya da Tunçmatik proje ekibinden teklif alabilirsiniz.