Instalacja fotowoltaiczna potrzebuje do sprawnego działania kilku kluczowych elementów – obok paneli i systemu montażowego istotną rolę odgrywa również inwerter, czyli falownik.
Bez tego urządzenia generowanie energii elektrycznej przez instalację PV byłoby niemożliwe. Co to jest falownik, jakie wyróżniamy rodzaje inwerterów i na jakie parametry zwrócić uwagę?
Co to jest inwerter?
Inwerter lub falownik to urządzenie, którego zadaniem jest wytwarzanie prądu przemiennego o określonym napięciu i częstotliwości ze źródła prądu stałego. Tego typu sprzęty występują w wielu instalacjach – można się z nimi spotkać m.in. w układach zasilania awaryjnego czy w różnego rodzaju maszynach stosowanych w przemyśle. Są one istotne również w układach PV. Inwerter fotowoltaiczny umożliwia faktyczne wykorzystanie energii pobieranej ze słońca do zasilania urządzeń końcowych. Standardowe sprzęty, stosowane m.in. w gospodarstwach domowych, wymagają dostępu do prądu naprzemiennego, podczas gdy panele generują prąd stały – z tego względu potrzebne są właśnie tego typu rozwiązania.
Poprawnie działający inwerter fotowoltaiczny konwertuje prąd stały (oznaczany często skrótem DC) na prąd przemienny (AC). Warto zaznaczyć, że proces ten odbywa się bez przerwy, w czasie rzeczywistym, dzięki czemu wyprodukowana energia jest od razu dostępna w budynku.
Jakie wyróżniamy rodzaje inwerterów fotowoltaicznych?
Podobnie jak w przypadku wielu innych urządzeń z zakresu elektryki i energetyki, inwertery fotowoltaiczne występują w kilku wariantach, które nieco różnią się pod względem działania i zastosowania. Wyróżniamy przede wszystkim trzy kategorie: inwertery on-grid, inwertery off-grid (nazywane także inwerterami wyspowymi), a także inwertery hybrydowe, które łączą dwa poprzednie rozwiązania.
Inwertery on-grid to standardowe rozwiązanie w instalacjach fotowoltaicznych podłączonych do sieci energetycznej. W momencie, gdy energia wytwarzana przez panele przekracza zapotrzebowanie w danym budynku, falownik tego rodzaju przekazuje jej nadmiar do sieci. Zależnie od daty założenia i charakterystyki instalacji jest on sprzedawany lub oddawany według zasad net-meteringu albo net-billingu, a następnie kupowany lub zwracany w okresach, gdy wydajność instalacji spada.
Inwertery off-grid lub inwertery wyspowe są z kolei wykorzystywane w instalacjach PV typu off-grid, które nie mają połączenia z publiczną siecią energetyczną. Do ich odpowiedniego wykorzystania niezbędne są także odpowiednie akumulatory – nadmiar energii trafia właśnie do nich. Następnie przechowywany prąd może być od razu wykorzystany wtedy, gdy instalacja nie może działać na pełnych obrotach.
Inwertery hybrydowe stanowią połączenie falowników on-grid i off-grid. Wyróżnia je przede wszystkim fakt, że mogą być podpięte zarówno do sieci elektrycznej, jak i do akumulatorów. Dzięki temu można na bieżąco dostosowywać działanie systemu według aktualnych potrzeb.
Ile powinna wynosić moc inwertera?
Jednym z najważniejszych parametrów, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniego urządzenia do instalacji PV, jest moc inwertera. Odpowiednia wartość pozwoli przede wszystkim zadbać o sprawne działanie paneli, jak również efektywnie wykorzystać produkowaną energię. Dobór właściwej mocy może jednak okazać się dość trudnym zadaniem – na początek warto określić trzy główne scenariusze działania instalacji:
- moc modułów PV jest mniejsza niż moc inwertera – inwerter jest niedociążony;
- moc modułów i inwertera jest równa – inwerter jest obciążony mocą nominalną;
- moc modułów jest większa – inwerter jest przeciążony lub przewymiarowany.
Optymalna wartość stosunku mocy paneli do inwertera zależy od kilku czynników, takich jak miejsce instalacji (szczególne znaczenie ma szerokość geograficzna), nachylenie modułów i ich rodzaj. Co ciekawe, zwykle zaleca się przewymiarowanie falownika, czyli wybór inwertera o mocy niższej niż moc instalacji. Wynika to głównie z faktu, że panele rzadko działają ze stuprocentową efektywnością, a dodatkowo z biegiem czasu stopniowo tracą wydajność. Nie jest to jednak reguła – niektórzy producenci zalecają dobór falownika o mniejszej mocy, a do tego należy wziąć pod uwagę m.in. lokalizację czy ustawienie paneli. Aby móc liczyć na najlepsze działanie całej instalacji, warto postawić na pomoc ekspertów, którzy pomogą dobrać odpowiednie komponenty.
Co jeszcze ma znaczenie przy wyborze falownika do instalacji PV?
Oprócz odpowiedniego dopasowania mocy inwertera do mocy paneli liczą się również pewne inne kwestie. Spore znaczenie ma m.in. stopień ochrony IP – warto mieć na uwadze, że falownik często jest instalowany na zewnątrz. W takim przypadku najlepszym wyborem będą urządzenia z kategorii IP65 czy IP67, które oferują wysoki poziom ochrony przed wodą i kurzem. Do tego należy zwrócić uwagę także na zakres temperatury pracy falownika i sprawność urządzenia. Uwzględniając wszystkie z tych czynników, można mieć pewność, że inwerter będzie działać z wysoką efektywnością i zapewni odpowiednią pracę całej instalacji.
