Inwertery i ładowarki solarne (5)

Jak działa falownik fotowoltaiczny?

Zasada działania instalacji fotowoltaicznej jest dosyć prosta do opisania. Panele PV, dzięki promieniowaniu słońca wytwarzają prąd stały, który odpowiednimi przewodami jest przesyłany do falownika. Falownik, lub inaczej inwerter, jest odpowiedzialny za zmianę prądu stałego na zmienny, czyli który płynie w gniazdkach elektrycznych. W ten sposób energia słoneczna może zasilić pralkę, TV czy komputer.

W rzeczywistości falowniki fotowoltaiczne odpowiadają również za optymalizowanie produkcji prądu oraz pozwalają na eksport energii do sieci energetycznej. Panele fotowoltaiczne pracują z różną wydajnością, w zależności od warunków pogodowych, kąta pochylenia czy nawet stopnia zabrudzenia. W przypadku większości instalacji szeregowych, cały układ pracuje z taką sprawnością, z jaką działa najsłabszy panel. Inwerter jest w stanie śledzić wydajność szeregów i optymalizować ich pracę zwiększając tym samym produkcję energii ze słońca.

Falownik komunikuje się również z siecią elektryczną i pozwala na płynne przekazywanie nadwyżek energii przy dużej produkcji. Niektóre falowniki mogą współpracować z magazynami energii lub ładowarkami do samochodów elektrycznych. W ten sposób powstaje cały ekosystem, który zapewnia autonomię energetyczną domu.

Rodzaje falowników

Falowniki fotowoltaiczne pełnią bardzo istotną funkcję w każdej instalacji PV. W zależności od zastosowania i funkcji inwertery można podzielić na wiele kategorii. Warto dokładnie zastanowić się, jakiej instalacji oczekujemy, ponieważ cena falownika może bardzo wpłynąć na koszt fotowoltaiki. Cena falownika do fotowoltaiki może wynieść od około tysiąca zł w przypadku jednofazowego inwertera off grid o małej mocy, aż do kilkunastu tysięcy zł w przypadku mocnego falownika hybrydowego.

Jedno i trójfazowe

Falownik fotowoltaiczny jest kluczowym komponentem dla instalacji słonecznej podłączonych do sieci. Wybór między inwerterem trójfazowym a jednofazowym jest podyktowany przepisami OSD - Operatora Systemu Dystrybucyjnego. W przypadku instalacji fotowoltaicznej powyżej 3kWp możliwy jest wyłącznie montaż falownika trójfazowego. Zapewnia on bowiem lepsze bilansowanie międzyfazowe.

W przypadku instalacji mniejszych niż 3 kWp można montować zarówno falowniki trój jak i jednofazowe. Praktyka wskazuje, że w małych instalacjach fotowoltaicznych lepiej sprawdzają się inwertery jednofazowe.

On grid, off grid i hybrydowe

Pod względem zarządzania energią falowniki można podzielić na kilka podstawowych typów:

• Falowniki on grid - najczęściej spotykane na polskim rynku inwertery. Podczas pracy modułów fotowoltaicznych, falownik na bieżąco przetwarza energię i zapewnia prąd na potrzeby urządzeń podłączonych w domu. Nadmiar energii jest zliczany przez specjalny licznik dwukierunkowy i oddawany do sieci energetycznej. Dzięki temu z energii elektrycznej wytworzonej przez fotowoltaikę mogą skorzystać również sąsiedzi. Zliczony nadmiar energii można odebrać w nocy lub o okresie zimowym. Falowniki on grid nie mają funkcji magazynowania energii i posiadają zabezpieczenie przed pracą wyspową. Oznacza to, że przy awarii sieci, wszystkie inwertery on grid w okolicy wyłączają się. Jest to istotne ze względów bezpieczeństwa.
• Falowniki off grid - instalacje fotowoltaiczne off grid mogą być całkowicie niezależne od sieci energetycznej. W skład takiego zestawu fotowoltaicznego poza inwerterem i panelami, wchodzi również magazyn energii lub akumulatory AGM i akumulatory litowo jonowe. Inwerter off grid jest więc odpowiedzialny nie tylko za zapewnienie energii na bieżące zapotrzebowanie domowników, ale również za ładowanie magazynu energii w ciągu dnia i optymalne czerpanie z niego nocą.
• Falowniki hybrydowe - łączą cechy falowników on grid i off grid. Falownik hybrydowy zapewnia energię na bieżące potrzeby, następnie ładuje niewielki magazyn energii a dopiero po naładowaniu magazynu, nadwyżkę oddaje do sieci. Magazyn energii w instalacji hybrydowej służy do zasilania domu nocą i jest jednocześnie buforem, do którego można skierować energię przy zbyt wysokim napięciu w lokalnej sieci energetycznej. Inwertery wyspowe współpracują z siecią, ale nie są od niej zależne. Odpowiednie zabezpieczenie domowej sieci elektrycznej sprawia, że falownik może pracować nawet podczas awarii sieci energetycznej. W ten sposób hybrydowa instalacja fotowoltaiczna jest dobrą alternatywą dla generatorów prądotwórczych.

Gdzie zamontować falownik fotowoltaiczny?

Falownik jest niezbędnym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej. Niezwykle ważne jest, aby inwerter solarny był umieszczony w optymalnym miejscu. Pozwoli to zmaksymalizować jego wydajność energetyczną i przedłuży jego żywotność.

Jaka powinna być odległość falownika od paneli?

Miejsce instalacji inwertera powinno być tak dobrane, aby kable oddzielające go od paneli fotowoltaicznych były jak najkrótsze. Jeśli potrzebujesz linii prądu stałego o długości ponad 10 metrów, dla bezpieczeństwa będziesz wymagało dodatkowej ochrony, która może obejmować skrzynkę elektryczną z dodatkowym uziemieniem.

Gdzie zamontować falownik?

Falownik fotowoltaiczny jest kluczowym elementem instalacji fotowoltaicznej. Musi on być zainstalowany w idealnym miejscu, z odpowiednią wentylacją i stałą temperaturą, co może w znacznym stopniu wpłynąć na to, jak długo będzie działał bezawaryjnie. Zastanawiając się, gdzie umieścić to ważne urządzenie, należy upewnić się, że w pobliżu jest wystarczająco dużo miejsca.

Dobrym miejscem do montażu falowników fotowoltaicznych jest np.:

• Garaż
• Wiata fotowoltaiczna
• Stelaż gruntowej instalacji fotowoltaicznej
• Kotłownia z kotłem gazowym lub pompą ciepła
• Sucha i przewiewna piwnica

Inwertery fotowoltaiczne nie powinny być montowane w:

• Pomieszczeniach, które sąsiadują z sypialniami
• Miejscach z wysoką wilgotnością jak, np. pralnie
• Miejscach, w których występują wysokie temperatury jak np. poddasze użytkowe, strych
• Zamkniętych, niewielkich przestrzeniach jak pawlacze, szafy

Jaki falownik wybrać

Falownik powinien być przede wszystkim dostosowany do mocy fotowoltaiki. Ponieważ panele, w zależności od warunków pogodowych i pory roku pracują z różną wydajnością, optymalnym rozwiązaniem jest wybranie falownika o mocy od 80% do 105%, łącznej mocy paneli. Niewielkie przewymiarowanie paneli nie jest szkodliwe, ponieważ falownik sam poradzi sobie z nadmiarem energii. Z kolej wybór zbyt dużego falownika jest uzasadniony tylko w przypadku gdy instalacja będzie rozbudowywana o kolejne panele. Zbyt duży falownik może mieć problemy z rozpoczęciem pracy przy częściowym zachmurzeniu.

Polski producent falowników

Wybierając inwerter fotowoltaiczny warto sprawdzić jak wygląda realizacja gwarancji przez producenta. Dobry falownik do fotowoltaiki powinien działać bezproblemowo przez kilkanaście lat. Czasami potrzebne jest jednak wsparcie serwisowe w konfiguracji urządzenia lub wgraniu aktualizacji oprogramowania. W takich momentach najlepiej sprawdzają się firmy, które posiadają sieć serwisową w kraju. Optymalnym rozwiązaniem jest więc polski producent falowników jak na przykład Greencell. Wieloletnie doświadczenie w projektowaniu i produkcji wysokiej klasy elektroniki użytkowej pozwoliło stworzyć własną linię falowników.