On-Grid, Off-Grid ve Hibrit İnvertör: Hangisi Size Uygun?

Evinize, yayla evinize ya da ahırınıza güneş enerjisi kurarken verilecek ilk teknik karar invertörle ilgilidir. İnvertör, panellerin ürettiği doğru akımı (DC) evdeki cihazların kullandığı alternatif akıma (AC) çevirir. On-grid, off-grid ve hibrit invertör farkı ise cihazın şebekeyle ve aküyle nasıl ilişki kurduğundan doğar. Bu yazıda her yapının nasıl çalıştığını, Türkiye’de şebekeye bağlanan invertörlerden hangi belgelerin istendiğini ve Sivas’ın kış güneşine göre bir sistemin nasıl boyutlandırıldığını anlatıyoruz. Sayısal örnekler, Avrupa Komisyonu Ortak Araştırma Merkezi’nin PVGIS aracıyla Sivas merkezi için yapılan hesaplara dayanır.

On-grid invertör nasıl çalışır, kesintide neden durur?

On-grid (şebeke bağlantılı) invertör, ürettiği elektriği şebekenin gerilimi ve frekansıyla eşleyerek binanın tesisatına verir. Gündüz tükettiğiniz elektrik önce çatıdan karşılanır. Üretim tüketimi aştığında fazlası sayaç üzerinden şebekeye akar, üretim yetmediğinde ise eksik kısım şebekeden çekilir. Akü olmadığı için bu yapı üç tip arasında en sade olanıdır.

On-grid sistemin bilinmesi gereken bir sınırı vardır: şebekede elektrik kesildiğinde invertör de durur. TEDAŞ’ın 10 kW ve altı çatı uygulamaları için hazırladığı tip proje bu kuralı açıkça yazar. Şebekede enerji yokken PV sistemin şebekeden ayrılması gerekir, çünkü aksi hâlde kesinti sırasında hatta çalışan ekipler elektrik çarpması tehlikesiyle karşılaşır. Bu duruma adalanma denir ve tasarımda adalanmaya izin verilmez. İnvertör adalanmayı kendi başına önleyemiyorsa ayrı bir arayüz koruma rölesi kullanılır.

Adalanma korumasının nasıl sınandığını IEC 62116 standardı tanımlar. Standardın adı "Utility-interconnected photovoltaic inverters: Test procedure of islanding prevention measures", yani şebeke bağlantılı fotovoltaik invertörlerde adalanmayı önleme önlemlerinin deney yöntemidir. Güncel baskı 2014 tarihlidir ve tek fazlı ya da çok fazlı invertörler için tekrarlanabilir en düşük deney koşullarını belirler. Kısacası kesintide duran bir on-grid invertör arızalı değildir; tam olarak yapması gerekeni yapar.

Türkiye’de şebekeye bağlanan invertörden hangi belgeler istenir?

TEDAŞ’ın Ocak 2023 tarihli "Lisanssız Elektrik Üretim Tesislerinde Kullanılan Elektromekanik Teçhizata Ait Kriterler" belgesi, lisanssız santrallerde kullanılan invertörler için sertifika listesini verir. Listenin başında güvenlik standartları yer alır: TS EN 62109-1 (fotovoltaik güç sistemlerinde kullanılan güç çeviricilerinin güvenliği, Bölüm 1: genel kurallar) ve TS EN 62109-2 (Bölüm 2: invertörlere özgü kurallar). Bunları, alçak gerilim şebekesine paralel bağlanan üretim tesislerinin gerekliliklerini tanımlayan TS EN 50549-1, şebeke bağlantı arayüzünün özelliklerini tanımlayan IEC 61727 ve elektromanyetik uyumluluk standartları izler.

IEC’nin tanımına göre IEC 62109-2 yalnızca şebekeye bağlı invertörleri kapsamaz. Şebekeden bağımsız ve çok modlu invertörler de, akü ya da enerji depolama sistemiyle kullanılanlar dahil, bu standardın kapsamındadır. Bu yüzden off-grid ya da hibrit bir invertör seçerken de 62109 serisine uygunluk belgesini sormanızı öneririz. Şebekeye bağlanacak cihazlarda ise listedeki belgeler dağıtım şirketinin proje onayında aranır. Sivas’ta lisanssız üretim başvurularını Çamlıbel Elektrik Dağıtım A.Ş. (ÇEDAŞ) alır.

Mevzuat da üç yapıya farklı kurallar uygular. Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretim Yönetmeliği’nin 5. maddesi, iletim ya da dağıtım sistemiyle hiçbir bağlantısı olmadan çalışan üretim tesislerini lisans alma ve şirket kurma yükümlülüğünden muaf sayar. Şebekeye hiç bağlanmayan bir yayla evi sistemi bu kapsama girer. Şebekeye bağlı on-grid ve hibrit sistemler ise bağlantı başvurusu, proje onayı ve kabul işlemlerinden geçer.

Off-grid invertör şebekenin olmadığı yerde nasıl çalışır?

Off-grid (şebekeden bağımsız) sistemde invertör kendini bir şebekeye eşlemez, gerilimi ve frekansı kendisi oluşturur. Panellerin ürettiği enerji bir şarj denetleyicisi üzerinden aküye dolar. Bu denetleyici çoğu cihazda invertörün içindeki MPPT ünitesidir. İnvertör de akünün doğru akımını evdeki cihazlar için alternatif akıma çevirir. Gece ve kapalı havada bütün tüketim aküden karşılanır.

Bu nedenle off-grid sistemi belirleyen, panel gücünden çok akü kapasitesi ve yılın en zayıf ayındaki güneştir. Şebeke olmadığı için eksik kalan enerjiyi dışarıdan tamamlayamazsınız. Sistem ya kışın en kısa günlerine göre büyütülür ya da jeneratör girişli bir invertörle kurulur. Akülü invertör üreten bir firmanın teknik dokümanı da off-grid sistemlerde ve uzun kesintileri aşması gereken yedekleme sistemlerinde panellerin DC tarafta bir MPPT şarj denetleyicisine bağlanmasını gerekli görür.

Sivas’ta bu yapının en sık karşılığı yayla evleri, bağ evleri ve şebeke hattının ulaşmadığı ağıllardır. Divriği’deki Yama, Sarıçiçek ve Göldağı yaylaları gibi yalnızca yaz aylarında kullanılan yerlerde hesap değişir. Böyle bir yerde akü ve panel kış güneşine göre değil, yaz aylarının yüksek üretimine göre seçilir ve sistem belirgin biçimde küçülür.

Hibrit invertör ve akü: AC bağlama ile DC bağlama arasındaki fark nedir?

Hibrit invertör, şebekeye bağlı çalışırken aküyü de yöneten cihazdır. Gündüz fazla üretimi önce aküye doldurur, akşam tüketimi aküden karşılar, akü boşaldığında şebekeden çeker. Şebeke kesildiğinde adalanma kuralı gereği şebeke tarafıyla bağlantıyı keser ve yedek çıkışına bağlı yükleri aküden beslemeye devam eder. Buzdolabı, aydınlatma, kombi pompası ve modem gibi kesilmemesi gereken yükler bu çıkışa ayrı bir pano üzerinden bağlanır. Şebekeye bağlı köy evlerinde ve çiftliklerde süt soğutma tankı ya da su pompası gibi durmaması gereken bir yük varsa hibrit yapı değerlendirilir.

Aküyü sisteme bağlamanın iki yolu vardır:

• DC bağlama: Paneller ve akü aynı hibrit invertörün DC tarafında buluşur. Panel enerjisi aküye araya ikinci bir invertör girmeden dolar. Yeni kurulan akülü sistemlerde en yaygın yol budur.
• AC bağlama: Mevcut bir on-grid invertörün AC çıkışına akülü ikinci bir invertör eklenir. Akülü invertör üreticilerinden birinin AC bağlama dokümanına göre şebeke kesildiğinde akülü invertör küçük bir yerel şebeke kurar ve on-grid invertör bu yerel şebekede çalışmayı sürdürür. Akü dolduğunda akülü invertör frekansı yükselterek on-grid invertörün gücünü kısar.

AC bağlamanın bir sınırı vardır. AC bağlama dokümanındaki "1,0 kuralı"na göre akülü invertörün çıkışına bağlanan on-grid panel gücü, akülü invertörün 25 °C’deki sürekli çıkış gücünü aşmamalıdır. DC bağlamada böyle bir sınır yoktur. AC bağlama bu yüzden çoğunlukla çatısında zaten on-grid sistem bulunan ve sonradan akü eklemek isteyenler için anlamlıdır. Çalıştığımız markaların (Orbus, Lexron, Tommatech ve Exelon) ürün gamlarında akülü sistemlere uygun invertörler bulunur. Tommatech’in Uno Hybrid N modeli, sonradan ekleme için AC bağlamayı da destekler.

Şebekeye bağlı akülü sistemler için 2 Nisan 2026 tarihli Resmî Gazete’de yayımlanan değişiklikle Lisanssız Elektrik Üretim Yönetmeliği’ne bir depolama hükmü eklendi (Ek Madde 3). Buna göre lisanssız üretim tesisine bütünleşik depolama ünitesi, üretim tesisinin elektriksel gücüne kadar kurulabilir. Aküden şebekeye verilen enerji için ödeme yapılmaz. Aküden verilen miktar ayrıştırılamıyorsa ihtiyaç fazlası enerjinin tamamı ödemesiz kalır. Hibrit sistemde aküyü şebekeye boşaltacak değil, binanın kendi tüketimini karşılayacak şekilde ayarlamanın nedeni budur.

Sivas’ta off-grid sistemde panel ve akü nasıl boyutlandırılır?

Hesap, bir günde tükettiğiniz enerjiyi (kWh/gün) cihaz cihaz çıkarmakla başlar. Ardından bu tüketimi yılın en zayıf ayında karşılayacak panel gücü ve güneşsiz günleri köprüleyecek akü kapasitesi seçilir.

PVGIS 5.3 verisine göre Sivas merkezinde güneye bakan ve yıllık üretim için en uygun olan 32 derece eğimle kurulan 1 kWp panel, ocakta yaklaşık 66 kWh, aralıkta 73 kWh üretir. Bu, günde yaklaşık 2,1 ile 2,4 kWh arasına denk gelir. Temmuz ve ağustosta aylık üretim 169 ile 172 kWh arasındadır. Off-grid sistemde kış açığını daraltmanın bir yolu eğimi dikleştirmektir. Aynı panel 60 derece eğimle kurulduğunda ocak üretimi 71 kWh’e, aralık üretimi 83 kWh’e çıkar, buna karşılık yıllık toplam 1.476 kWh’ten 1.350 kWh’e düşer. Şebekeye bağlı bir sistemde yıllık toplam önemli olduğu için bu takas kazandırmaz. Kışın da oturulan bir off-grid evde ise kazandırır.

PVGIS’in şebekeden bağımsız sistem hesabı, akü ve panel seçiminin etkisini açıkça gösterir. Aşağıdaki iki örnek, günde 3 kWh tüketen ve panelleri 60 derece eğimle kurulan bir ev içindir:

Hesapta akünün yüzde 20’nin altına boşaltılmadığı ve PVGIS’in varsayılan saatlik tüketim profilinin kullanıldığı varsayılır. Tablo iki sonuç verir. Birincisi, kışın yetersiz kalan bir sistemi büyüttüğünüzde akünün boşaldığı günler hızla azalır. İkincisi, kışa göre büyütülen sistem yazın ürettiği enerjinin büyük kısmını kullanamaz: 3 kWp ve 10 kWh’lik örnekte akü temmuzda günlerin yüzde 99,7’sinde dolu kalır. Ocakta kalan birkaç günü kapatmanın iki yolu vardır: akü ile paneli daha da büyütmek ya da jeneratör girişli bir invertör seçmek. Hangisinin uygun olduğu, o günlerde hangi yüklerin mutlaka çalışması gerektiğine bağlıdır.

Akü kapasitesini karşılaştırırken voltajı amper saatle çarpın: 48 V ve 100 Ah’lik bir akü yaklaşık 4,8 kWh enerji saklar. Bunun ne kadarının kullanılabileceği, akü üreticisinin izin verdiği boşalma derinliğine bağlıdır.

Karar tablosu: on-grid, off-grid ve hibrit invertör farkı

Doğru yapıyı bulmak için üç sorunun yanıtı çoğu zaman yeterlidir. Binaya şebeke geliyor mu? Kesinti sırasında hangi cihazlar mutlaka çalışmalı? Tüketiminizin ne kadarı akşam ve gece saatlerine düşüyor? Keşifte bu yanıtları birlikte ele alıyor ve invertör seçeneklerimiz arasından sisteminize uygun olanı öneriyoruz. Şebekesiz bir yapı için şebekeden bağımsız (off-grid) sistemler hizmetimizi inceleyebilirsiniz. Şebekeye bağlı bir sistemin kendini kaç yılda ödeyeceğini GES geri ödeme süresi rehberimizde, kış üretimini ise Sivas’ta kış aylarında güneş paneli verimi yazımızda ayrıntılı olarak ele alıyoruz.