Rodzaje falowników do fotowoltaiki: który z nich wybrać dla domu?

Falownik to kluczowy element każdej instalacji PV. Występuje zarówno w fotowoltaice on-grid, off-grid, jak i hybrydowej. Prawidłowo dobrany sprawia, że cały system jest bardziej wydajny. Z kolei niewłaściwie wybrany inwerter spowoduje, że nawet najmocniejsze panele nie dostarczą odpowiedniej ilości prądu. Który falownik do domowej fotowoltaiki będzie najlepszy i jak go wybrać?

Czym jest falownik do fotowoltaiki i jak działa?

Falownik niekiedy określany jest sercem fotowoltaiki. Jego zadaniem jest konwertowanie prądu stałego (DC) wytwarzanego przez ogniwa fotowoltaiczne na prąd przemienny (AC), czyli ten, który płynie w domowej sieci.

Budowa falownika nie jest bardzo skomplikowana, a – zaprojektowana kilkadziesiąt lat temu – w swej istocie niewiele się zmieniła. Oczywiście nowoczesne urządzenia otrzymały takie funkcje jak np. interfejs komunikacyjny Wi-Fi, ale ogólna zasada jego działania pozostaje taka sama.

Każdy falownik, niezależnie od tego, czy będzie on odpowiedni do sieci on-grid czy off-grid, składa się z trzech elementów:

• stopnia pośredniego – stabilizuje i wygładza napięcie stałe;
• stopnia końcowego – zamienia prąd stały w prąd przemienny o parametrach dopasowanych do sieci;
• układu sterowania i zabezpieczeń – kontrolują pracę falownika, zbierają dane o błędach i chronią poszczególne układy przed uszkodzeniem.

Jakie funkcje pełni falownik do fotowoltaiki?

Zadaniem falownika nie jest tylko przekształcanie prądu, ale również synchronizowanie ze sobą przepływu energii między siecią domową, falownikiem a siecią elektroenergetyczną operatora OSD (w modelu on-grid).

W wariancie off-grid znika sieć operatora OSD, ale za to pojawia się magazyn energii.

W przypadku fotowoltaiki hybrydowej obecne są wszystkie spośród wymienionych elementów.

Zadaniem falownika jest też śledzenie punktu MPP (ang. Maximum Power Point), który zależy głównie od ilości energii słonecznej padającej na panele fotowoltaiczne.

W przypadku mikroinwerterów w instalacji PV występuje wiele falowników, a każdy z nich ma swój własny układ śledzenia MPP.

Co istotne, inwerter działa w pełni samodzielnie i bezobsługowo. Raz uruchomiony do czasu zmiany ustawień lub wyłączenia będzie spełniał swoje funkcje.

Czy falownik i inwerter to jest to samo?

Tak – pojęcia falownika i inwertera mogą być używane zamiennie i odnoszą się do tego samego urządzenia. Niekiedy spotkasz się też z nazwą przetwornicy.

Jak wygląda falownik do fotowoltaiki?

Falownik do fotowoltaiki wygląda jak skrzynka z obudową wykonaną zwykle z tworzywa sztucznego. Może być wyposażony we własne chłodzenie.

Z jednej strony inwertera znajdują się gniazda do przyłączenia przewodów, m.in. kabli solarnych biegnących od łańcuchów paneli.

Urządzenie jest wyposażone w panel sterowania za pomocą przycisków lub dotykowy. Istnieją również wersje, gdzie dostęp do sterowania jest możliwy przez komórkę.

Waga inwertera może wynosić od kilkunastu do nawet kilkudziesięciu kilogramów w zależności od modelu.

Jaki falownik wybrać do instalacji fotowoltaicznej?

Rodzaje inwerterów dzieli się według kilku kryteriów. Pierwszym z nich jest rodzaj instalacji fotowoltaicznej zastosowanej w domu.

Falownik sieciowy, wyspowy czy hybrydowy?

Instalacja on-grid (połączona z siecią OSD) wymaga zastosowania inwertera sieciowego. Jest on podłączany do sieci elektroenergetycznej, a w razie jej awarii przestaje działać.

Ważne jest to, że o ile falownik sieciowy pozwala na płynną zamianę prądu stałego na przemienny, nie współpracuje on z magazynem energii. Wyprodukowana nadwyżka prądu trafia do sieci centralnej, skąd użytkownik może ją odebrać na zasadach określonych przez przyjętą metodę rozliczeń – net meteringu lub net-billingu.

Instalacja off-grid (wyspowa) wymaga zastosowania falownika off-grid. Są one projektowane tak, aby możliwe było przekierowanie nadwyżek wyprodukowanej energii elektrycznej do połączonego z instalacją fotowoltaiczną magazynu energii. Nie mogą jednak komunikować się z siecią OSD. Jeśli więc ilość wyprodukowanej energii przeważa nad aktualnym zapotrzebowaniem, nadmiar jest kierowany do akumulatora. Kiedy produkcja spada poniżej poziomu autokonsumpcji, braki są uzupełniane z magazynu energii.

Z kolei falownik hybrydowy łączy w sobie zalety dwóch poprzednich rozwiązań. To odpowiednie rozwiązanie, jeśli planujesz korzystanie z fotowoltaiki on-grid, a jednocześnie chcesz magazynować energię, by mieć do niej dostęp w razie awarii sieci lub pobierać jej mniej w momencie większego zapotrzebowania.

Co istotne, nie musisz od razu mieć fotowoltaiki i magazynu energii, aby instalować falownik hybrydowy. Na początku możesz jedynie zainwestować w sam system PV, a dopiero później dokupić akumulatory.

Taką możliwość zapewnia falownik do fotowoltaiki SolarEdge. Falowniki dostępne są w wersji jedno- i trójfazowej (https://www.solaredge.com/pl/produkty/dla-biznesu/falowniki/trojfazowe). Pozwalają one na przewymiarowanie DC do 200%. Dzięki niemu będziesz mieć pełny wgląd w stan magazynu energii i produkcję energii. Te inwertery wyposażone są w SafeDC™, Sense Connect i bezpiecznik AFCI, które znacząco zwiększają bezpieczeństwo pracy urządzenia i zapobiegają m.in. wzrostowi napięcia do niebezpiecznego poziomu czy powstawaniu łuków elektrycznych.

Mikroinwertery a falowniki łańcuchowe

Pod względem budowy falowniki można podzielić na:

• centralne,
• mikroinwertery,
• inwertery łańcuchowe.

Te pierwsze stosuje się głównie na farmach fotowoltaicznych, ponieważ są przeznaczone do pracy z bardzo dużym obciążeniem (nawet kilkaset kilowatopików).

Mikroinwertery wyróżniają się tym, że jest ich wiele, a każdy obsługuje jeden lub kilka paneli. W razie awarii lub zabrudzenia pojedynczego panelu wydajność instalacji ulegnie obniżeniu tylko o pracę tego jednego elementu.

System nie będzie jednak dopasowywał efektywności całej fotowoltaiki do najsłabszego ogniwa. Tak właśnie działają falowniki łańcuchowe. Są one tańsze niż mikroinwertery, ale mniej elastyczne.

Dlaczego liczba faz ma znaczenie?

W sprzedaży znajdziesz też jedno- oraz trójfazowe falowniki do fotowoltaiki.

Jednofazowe inwertery pozwalają na przyłączenie maksymalnej mocy 3,68 kWp. W większości przypadków jednofazowe urządzenie będą wystarczające na potrzeby domowe. Przetworzony prąd przemienny będzie miał napięcie 230 V.

Falowniki trójfazowe przekształcają prąd stały na przemienny o napięciu 400 V. Wykorzystuje się je przede wszystkim na potrzeby firm, które w bieżącej działalności wykorzystują urządzenia i maszyny o dużym poborze prądu i obciążeniu sieci.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze falownika?

Wybór falownika powinno poprzedzać ustalenie kilku parametrów. Kluczowe znaczenie ma rodzaj instalacji. Nie można zamontować inwertera wyspowego do instalacji sieciowej i odwrotnie. Kompromisem będzie urządzenie hybrydowe, najdroższe z całej trójki.

Kolejna kwestia to liczba faz, ale gospodarstwa domowe w przeważającej większości stawiają na urządzenia jednofazowe.

Każdy falownik jest opisany także przez szereg parametrów, w tym:

• napięcie wejściowe i moc wejściowa,
• napięcie wyjściowe i moc wyjściowa,
• wydajność MPPT (im bliżej 100%, tym więcej prądu stałego zostanie przekształcone na przemienny),
• liczba wejść baterii oraz jej parametry (jeżeli falownik współpracuje z magazynem energii).

Zwrócić należy również uwagę na stopień pyłoszczelności/wodoszczelności IP, liczbę generowanych decybeli, standardy komunikacji bezprzewodowej i zakres temperatury operacyjnej.

Producenci wykorzystują też wiele zabezpieczeń, jak np. ochrona przed odwrotną polaryzacją, zabezpieczenia przepięciowe i nadprądowe wyjścia czy identyfikacja prądu resztkowego.

Jaki jest najlepszy falownik do fotowoltaiki?

Najlepszy falownik do fotowoltaiki to ten, który w największym stopniu wykorzystuje możliwości paneli fotowoltaicznych. Dlatego przy wyborze inwertera korzystaj z pomocy sprawdzonych i doświadczonych specjalistów, np. z SolarEdge. Doradzą Ci, jakie urządzenie będzie najlepsze dla Ciebie, abyś na co dzień korzystał z potencjału słońca.

Tekst promocyjny