Jaki falownik wybrać do instalacji fotowoltaicznej?

Czytelnik dowie się więcej o tym:

• Czym są falowniki i w jaki sposób się od siebie różnią?
• Gdzie zamontować falownik do fotowoltaiki?
• Jak wybrać inwerter, by praca instalacji fotowoltaicznej była optymalna i bezpieczna?

Falowniki fotowoltaiczne: rodzaje i różnice?

Falownik jest kluczowym elementem instalacji fotowoltaicznej, by dokonać właściwego wyboru urządzenia dla danej elektrowni słonecznej, warto poznać różne rodzaje inwerterów i różnice występujące pomiędzy nimi. Kryteriów podziału falowników w instalacji fotowoltaicznej jest kilka.

Najlepiej znany podział różnicuje urządzenia na działające w systemach on-grid i off grid oraz funkcjonujące w obu wersjach falowniki hybrydowe. Przystosowanie do systemu on-grid to nic innego jak możliwość współpracy z siecią elektroenergetyczną. To właśnie te falowniki do fotowoltaiki są najczęściej wybierane przez prosumentów-osoby fizyczne, które rozliczają się z dostawcą energii w systemie opustów.

Falowniki wyspowe off-grid nieskonsumowaną energię, którą wyprodukowały panele magazynują w akumulatorach. Instalacja wyspowa, jak sama nazwa wskazuje, nie jest bowiem połączona z siecią żadnego z dostawców energii.
Inwertery hybrydowe to z kolei urządzenia, które są zdolne pracować w obu systemach sieciowym i wyspowym.

Jeszcze innym podziałem falowników do fotowoltaiki jest ten uwzględniający istnienie mikrofalowników i tradycyjnego falownika stringowego. Na tym nie koniec. Technologia zna również kryterium podziału na urządzenia jednofazowe – przeznaczone do małych instalacji do 3,68kWp mocy i urządzenia trójfazowe obsługujące już znacznie większe elektrownie słoneczne.

Jako zupełnie inny typ falownika do fotowoltaiki można potraktować inwerter SolarEdge. Dlaczego? Falownik do fotowoltaiki ten działa jedynie z optymalizatorami mocy podpiętymi do każdego panelu. Optymalizatory mają tyle samo zwolenników co przeciwników, a ich sposób działania i funkcjonalność jest tematem na odrębny artykuł.

Wszystkie te falowniki dla fotowoltaiki bez względu na rozmiar i posiadane funkcje mają jedno główne zadanie.

Co to jest falownik fotowoltaiczny?

Same moduły fotowoltaiczne jedynie zamieniają promieniowanie słoneczne w prąd stały Generatory fotowoltaiczne, w które je wyposażono wytwarzają napięcie stałe o wartościach dochodzących do 1000V. Takie napięcie musi być jednak przetworzone, aby można było je wykorzystać do zasilania odbiorników używanych na potrzeby przeciętnego gospodarstwa domowego. W tym celu stosuje się przetwornice napięcia, zwane również inwerterami. Urządzenia te przekształcają prąd stały w prąd przemienny o napięciu 230 V i częstotliwości 50 Hz.

Działanie falownika fotowoltaicznego

Prąd stały jako zjawisko fizyczne to ruch elektronów w jedną stronę, natomiast w prądzie przemiennym elektrony zmieniają kierunek 50-60 razy na sekundę. Falownik fotowoltaiczny (stąd nazwa – prąd zaczyna falować) po prostu przerzuca napływający prąd stały w przód i w tył, odwracając styki. Przemienne napięcie dostarczane jest do sieci energetycznej w czasie rzeczywistym.

Najlepsze falowniki dla fotowoltaiki oferują ponadto następujące funkcje sterujące i regulacyjne: automatykę załączania i wyłączania, monitorowanie i synchronizację sieci, ograniczanie prądu wyjściowego i wejściowego, monitorowanie pracy obwodów wewnętrznych.

Rodzaje falowników fotowoltaicznych

Mikrofalowniki

Mikroinwertery umieszczane są pojedynczo na tyle panelu lub kilku paneli, najnowsze stosowane obecnie rozwiązania pozwalają na zastosowanie 1 mikroinwertera na 4 moduły.

Falowniki stringowe

Inwerter stringowy inaczej łańcuchowy to urządzenie samodzielne, zwykle instalowane w pobliżu skrzynki zabezpieczającej i licznika energii, z wejściami dla "łańcuchów" paneli. Panele fotowoltaiczne są połączone szeregowo, a koniec łańcucha łączy się z falownikiem fotowoltaicznym. Takie falowniki dla fotowoltaiki mogą posiadać wiele wejść i obsługiwać nawet farmy słoneczne, przy odpowiednio dobranej dużej mocy. Falowniki stringowe to niezwykle obszerna kategoria urządzeń, do której zaliczamy również:

• Falownik wyspowy - Urządzenie pracujące w autonomicznych instalacjach fotowoltaicznych typu off-grid, o których już wyżej wspomniano. Inwerter nie współpracuje z siecią, a nadwyżkę wyprodukowanej energii, która nie została wykorzystana od razu w ramach tzw. auto konsumpcji gromadzi w specjalnie do tego przygotowanych akumulatorach.
• Falownik sieciowy - Najpopularniejszy rodzaj inwertera typu on-grid, Pracuje tylko podłączony do sieci elektrycznej, w chwili zaniku napięcia odłącza stronę AC. To tak zwane zabezpieczenie przed pracą w trybie wyspowym.

Zarówno falownik wyspowy, jak i sieciowy mogą pracować w oparciu o optymalizatory mocy.

Koszt falownika fotowoltaicznego

Falownik fotowoltaiczny nie jest urządzeniem tanim, ale z wielu względów, o których pisano już wyżej nie należy na nim oszczędzać lub co gorsza kupować sprzętu używanego. Najbardziej korzystne ceny tego istotnego urządzenia można znaleźć u głównych dystrybutorów falowników danego producenta. Warto pamiętać, że ceny poszczególnych modeli mogą się różnić nawet o blisko 2 tysiące złotych w zależności od dystrybutora. Wynika to oczywiście z różnic dotyczących umów o współpracę. Najdroższe inwertery to rzecz jasna te o największej mocy oraz te wyposażone w oprogramowanie umożliwiające śledzenie, pracy, wydajności instalacji, a tym samym potencjalnych awarii i niebezpieczeństw.

Montaż falownika do fotowoltaiki

Powinien być wykonany przez profesjonalną firmę, we właściwej do tego celu lokalizacji. Jak wybrać najlepsze miejsce dla falownika do fotowoltaiki?

Urządzenie powinno zostać zainstalowane w zacienionym i najlepiej zadaszonym miejscu.

Wszystko po to, aby uchronić falownik przed bezpośrednim kontaktem  z deszczem czy śniegiem. Falownik do fotowoltaiki nie powinien być również odchylony od pionu o więcej niż 15 stopni. Urządzenie powinno znaleźć się w stosownej odległości od krawędzi powierzchni, na której zostało zamontowane. Miejsce instalacji zawsze ma umożliwiać szybkie odłączenie falownika od zasilania w razie krytycznej awarii lub pożaru.

Wybór falownika do fotowoltaiki - wskazówki

Obliczenie zapotrzebowania energetycznego budynku i co za tym idzie mocy instalacji fotowoltaicznej to nie jedyna kwestia, na którą warto zwrócić uwagę przy doborze falownika do fotowoltaiki.

Bardzo istotna jest właściwa proporcja pomiędzy mocą instalacji, a mocą falownika. Panele fotowoltaiczne w ciągu dnia dostarczają energię z różną mocą. Powinny one jednak jak najdłużej dostarczać energię o mocy zbliżonej do maksymalnej mocy falownika. Gdy panele generują większą moc niż maksymalna moc falownika, dochodzi do strat energii. Zaleca się, aby moc paneli wahała się w przedziale od 80 do 125% mocy falownika do fotowoltaiki. Sprawność całego systemu jest jednak najwyższa, gdy moc paneli zostanie przewymiarowana w stosunku do mocy falownika w granicach od 105 do 120%, a dla instalacji wschód-zachód może wynosić nawet ok. 160%. Dlaczego moc falownika może być mniejsza od mocy modułów fotowoltaicznych? W polskich warunkach pogoda rzadko pozwala na to, aby moduły PV pracowały z pełną mocą, „mniejszy” inwerter będzie zatem lepiej wykorzystywany.

To jeszcze nie wszystko.

Układ MPPT i jego znaczenie w doborze falownika fotowoltaicznego

Podczas gdy ilość światła słonecznego i temperatura paneli zmieniają się w ciągu dnia, zmianie ulega również ich charakterystyka prądowo-napięciowa, przy której mogą one dostarczyć maksymalnej mocy. Zadaniem MPPT modułu śledzenia mocy maksymalnej (MPPT - Maximum Power Point Tracking) jest nieustanne badanie charakterystyki paneli i dostosowanie prądu obciążenia w taki sposób, by osiągnąć maksymalną moc niezależnie od warunków pracy pojedynczego modułu solarnego. Jest on zatem odpowiedzialny za nadzór nad panelami PV, a dokładnie ich wydajnością. Obecnie falowniki do fotowoltaiki mają zazwyczaj dwa MPPT, pod każde wejście można podłączyć zatem moduły o jednej orientacji i kącie nachylenia. Dla małej elektrowni zainstalowanej na dachu jednospadowym jedno MPPT będzie wystarczające. Dwa MPP trackery to dobre rozwiązanie dla większych instalacji, które dodatkowo mają kilka orientacji, np. południe i zachód, wschód i zachód.

Jak ocenić firmę instalacyjną? Najbardziej obiektywny sposób, to ocena osprzętu i technologii na jakiej pracuje. Czy wybiera nowoczesne i zoptymalizowane pod kątem potrzeb klienta rozwiązania.

Poznaj produkty oferowane przez Revolt Energy S.A.