Inwertery fotowoltaiczne

Inwerter fotowoltaiczny stanowi serce całego systemu fotowoltaicznego. Bez niego cała instalacja paneli fotowoltaicznych nie mogłaby funkcjonować. Na rynku możemy spotkać rożne typy falowników do fotowoltaiki, dedykowanych instalacjom PV, o konkretnej mocy i spełniających przy tym wiele funkcji w układzie fotwoltaicznym. W tym artykule omówimy rolę tych urządzeń oraz przedstawimy jakie falowniki do fotowoltaiki zastosować.

Inwerter – co to jest?

Inwerter jest urządzeniem elektronicznym, podłączonym do instalacji paneli fotowoltaicznych. Jego głównym zadaniem jest przetwarzanie prądu stałego, produkowanego przez moduły PV, na prąd zmienny – wykorzystywany do zasilania urządzeń elektrycznych. Wszystkie urządzenia elektryczne zasilane z sieci energetycznej potrzebują do swojej pracy prądu zmiennego. Z tego też względu moduły fotowoltaiczne podłączone są do inwertera solarnego – produkowany przez nie prąd jest bezpośrednio kierowany do inwertera, gdzie jest zamieniany na prąd zmienny. Inwertery fotowoltaiczne spełniają również inne funkcje w instalacjach {V.

Falownik fotowoltaiczny, inwerter solarny, inwerter fotowoltaiczny – różnice

Pojęcia: falownik fotowoltaiczny, inwerter solarny czy inwerter fotowoltaiczny dotyczą tego samego urządzenia, którego nazewnictwo na przestrzeni lat się zmieniało. Na początku inwertery solarne spełniały funkcje typowe dla falowników elektrycznych, czyli zamieniały prąd stały, wytwarzany przez panele PV, na prąd zmienny o parametrach prądu z sieci energetycznej. Tego typu urządzenia były dedykowane do instalacji fotowotlaicznych, stąd nazwa falowniki fotowoltaiczne.

Obecnie falowniki fotowoltaiczne spełniają jeszcze inne funkcje w systemach PV, oprócz zamiany prądu stałego na zmienny. Dlatego z czasem ich nazwa ewaluowała w kierunku inwerterów solarnych lub fotowoltaicznych – drugi człon nazwy podkreśla, że ich zastosowanie odnosi się do instalacji fotowoltaicznej.

Jak działa inwerter i jakie ma funkcje?

Inwerter solarny w instalacji fotowoltaicznej spełnia następujące funkcje:

• zamienia prąd stały (DC) na prąd zmienny (AC);
• monitoruje pracę instalacji paneli fotowoltaicznych – monitoruje ilość wyprodukowanej energii elektrycznej przez panele PV;
• optymalizuje pracę instalacji paneli fotowoltaicznych (MPPT) oraz wydajność pracy wszystkich modułów, dostosowując ich sprawność do ich maksymalnego punktu mocy. Funkcja ta jest możliwa do zrealizowania dzięki zainstalowanym w falownikach mppt trackerom.
• synchronizuje instalację paneli fotowoltaicznych z siecią – zlicza energię wyprodukowaną przez panele PV oraz wykorzystaną np. w gospodarstwie domowym, a także monitoruje ilość pobranej energii z sieci i oddanej do sieci.

Są zatem swego rodzaju mózgiem całej instalacji paneli fotowoltaicznych. Przy tym wykonują swoją pracę w czasie rzeczywistym, czyli na bieżąco realizują swoje funkcje w układzie instalacji PV. W czasie kiedy moduły fotowoltaiczne produkują energię elektryczną, one również pracują wraz z nimi.

W jaki sposób wybierać inwertery?

Dobry falownik powinien charakteryzować się:

• wysoką sprawnością – najlepsze inwertery solarne osiągają sprawność w zakresach 97%-98%.
• niezawodnością (gwarancją producenta)
• możliwością pracy na zewnątrz, czyli wysokim stopniem ochrony IP (co najmniej IP65)
• dużym zakresem temperatury pracy
• posiadać odpowiednie zabezpieczenia (np. przed skokami napięcia w sieci, instalację p.poż i zabezpieczenia przepięciowe)

Warto zwrócić uwagę na dane techniczne przedstawione przez producenta urządzenia.

Przy wyborze inwertera solarnego głównym kryterium doboru powinna być moc instalacji fotowoltaicznej oraz zużycie prądu. Falownik fotowoltaiczny jest urządzeniem wykazujący najlepszą swoją sprawność przy maksymalnym obciążeniu. Dlatego dobierając konkretną moc tego urządzenia do instalacji PV, należy kierować się zasadą, że moc inwertera nie może być większa niż 120 % mocy instalacji PV Na ogół falowniki do systemów PV dobiera się w przedziale 80%-120% mocy instalacji PV.

Generalnie lepiej, aby falownik był niedowymiarowany, niż przewymiarowany w instalacji fotowoltaicznej. Ponadto mniejszy falownik, w stosunku do mocy instalacji PV, ma niższe napięcie rozruchu – czyli przy mniejszych parametrach napięciowych paneli fotowoltaicznych już zaczyna pracować.

Jakie są rodzaje inwerterów?

Producenci inwerterów solarnych na ogół dzielą je ze względu na charakter pracy oraz rodzaj podłączenia systemu fotowoltaicznego.

Rodzaje falowników a typ instalacji:

• inwerter sieciowy (on-grid) – przystosowany do współpracy z siecią energetyczną
• inwerter pracujący w układach off-grid – nie synchronizuje się z siecią. W tym wypadku w takich układach wymagane są akumulatory, magazynujące wyprodukowaną energię elektryczną np. na użycie jej wieczorem.
• inwertery hybrydowe – współpracujące w systemach on-grid i off-grid. Ten rodzaj falowników jest najczęściej stosowany. Producenci na ogół swoje urządzenia dostosowują do potrzeb systemów on-grid i off-grid.

Ze względu na sposób działania:

• inwerter fotowoltaiczny 1 fazowy
• inwerter fotowoltaiczny 3 fazowy