W instalacji fotowoltaicznej zdecydowanie największą rolę odgrywają panele słoneczne, ponieważ to one przekształcają energię ze Słońca w prąd stały DC. Jednak zatrzymując się tylko na tym etapie całego procesu produkcyjnego, nie zaskarbilibyśmy sobie żadnej wymiernej korzyści. Prąd stały nie jest użyteczny dla naszego domu/firmy, dopóki nie zostanie przetworzony w prąd zmienny, wykorzystywany w naszych gniazdkach elektrycznych. Naprzeciw temu zadaniu wychodzi inwerter solarny. Nie jest to jednak jego jedyna funkcja. Jak działa i jakie role spełnia? Jakie są jego rodzaje, cena oraz jakie falowniki do fotowoltaiki wybrać?
Falowniki fotowoltaiczne – rola i działanie
Inwerter, inaczej falownik fotowoltaiczny lub przemiennik częstotliwości, to często sporych rozmiarów urządzenie, które jest niezbędnym komponentem każdej instalacji fotowoltaicznej. Jego głównym zadaniem jest przekształcanie prądu stałego DC przesyłanego z paneli słonecznych, w prąd zmienny AC użyteczny dla sprzętów naszych gospodarstw domowych, czyli o wartości 230/400V 50Hz. Jego funkcją jest również kontrola przebiegu całej produkcji. Dzięki niemu możliwe jest zbieranie danych statystycznych z zakresu efektywności naszej instalacji w wytwarzaniu energii elektrycznej. Inwertery fotowoltaiczne mają wmontowany tzw. MPPT – jest to układ śledzenia punktu maksymalnej wydajności paneli. Z racji, że moduły nie mają z góry odznaczonego punktu, w którym ich moc jest najwyższa, układ MPPT jest w stanie namierzyć i odnotować ten punkt, ułatwiając pozyskiwanie z modułów maksymalnej mocy i zwiększając tym samym zakres poboru energii. Zatem inwerter solarny nie tylko przetwarza prąd, ale monitoruje proces produkcji i wielkość uzysków oraz zwiększa wydajność paneli fotowoltaicznych.
Aby falownik działał jak najlepiej powinien być zainstalowany przez fachowca w odpowiedniej odległości od paneli (źle oszacowana odległość od solarów może nas kosztować do 5% strat w zakresie wydajności) oraz podpięty dobrej jakości przewodami - zwłaszcza tymi, które przebiegają na zewnątrz budynku, łącząc inwerter z panelami fotowoltaicznymi. Żywotność tego urządzenia jest o mniej niż połowę krótsza od żywotności paneli - wynosi 8-12 lat, chyba, że montujemy rekomendowane mikroinwertery. Ich czasowe możliwości eksploatacyjne mogą wówczas sięgać ponad 20 lat.
Rodzaje inwerterów fotowoltaicznych
Falowniki solarne dzielą się na kilka kategorii, z którymi warto się zapoznać:
- Inwertery jednofazowe i trójfazowe - różnica i zależność nie jest tutaj zawiła. Jeżeli instalacja ma mieć niewielką moc, np. 3 kWp, wybierz przemiennik 1-fazowy, jeżeli zapotrzebowanie na moc jest duże, wybierz 3-fazowy. Wybór zależny jest również od tego, w jaki sposób podłączone są nasze urządzenia domowe. Zdarza się, że falownik 3-fazowy stosuje się również przy niewielkich mocach, w celu zoptymalizowania wahań napięcia i ustabilizowania sieci;
- Inwertery centralne i łańcuchowe - centralne stosowane są jedynie na farmach fotowoltaicznych, czyli przetwarzają ogromną moc. Łańcuchowe obsługują tylko kilka szeregów paneli, czyli stosuje się je do instalacji przydomowych;
- Falowniki transformatorowe i beztransformatorowe - jeżeli nasz dom wymaga zastosowania separacji galwanicznej, należy zainstalować inwerter z transformatorem, w przeciwnym razie możemy zastosować falownik bez transformatora - mniejszy, lżejszy i droższy, ale wciąż wart zainwestowania;
- Inwertery off-grid i on-grid - tutaj wyróżniamy inwerter wyspowy przeznaczony dla sieci off-grid, mający możliwość ładowania akumulatorów fotowoltaicznych i niełączący się z siecią, oraz inwerter sieciowy on-grid, synchronizujący się z siecią energetyczną, ale nie posiadający funkcji ładowania akumulatorów fotowoltaicznych;
- Mikroinwertery - przeznaczone do współpracy z jednym (czasem także dwoma lub maksymalnie czterema) modułem.
Jakie falowniki do fotowoltaiki wybierać? Jakimi kryteriami się kierować?
Dokonując wyboru inwertera dla naszej instalacji fotowoltaicznej bierzemy pod uwagę różne kryteria, zaczynając od tego, jaką moc będzie musiał obsłużyć, jaka jest jego docelowa sprawność i gwarancja jakości, możliwość serwisu w razie awarii oraz cena urządzenia. Należy przy tym pamiętać o jednej z nadrzędnych zasad - ważnym determinantem wyboru jest moc instalacji, ponieważ powinno się wybrać falownik mogący przetworzyć od około 90%-110% produkowanej energii. Czyli np. instalując panele o mocy 3 kWp, należy szukać falownika o mocy 2,7 kWp-3,3 kWp. W Polsce z racji intensywności i częstotliwości nasłonecznienia, solary pracują z mocą nominalną przez pewien krótki okres w roku, dlatego nie zaleca się wyboru falownika o mocy równej mocy solarów, ponieważ i tak większość czasu będzie on pracował poniżej tej wartości.
Inwerter fotowoltaiczny powinien być oceniony pod kątem następujących kategorii i danych, zanim zostanie dopasowany do naszej instalacji:
- W jakim stopniu spełnia normy bezpieczeństwa i jakości,
- Jaka jest jego sprawność i niezawodność - jakość, cena, gwarancja producenta dotycząca żywotności to podstawy kryteriów wyboru. Sprawność, jaką odznacza się tego typu elektronika, to stosunek mocy wyjściowej prądu AC do mocy wyjściowej prądu DC, a także jego postać znormalizowana. Jednak sprawność falownika uwarunkowana jest też marką, jakością wykonania i sprawnością adaptacyjną MPPT, nie jest więc to kryterium absolutne i jednowymiarowe,
- Łatwość obsługi i funkcjonalność - czy np. posiada panel do zdalnej kontroli i regulowania ustawień,
- W jakim zakresie temperatur może bezproblemowo funkcjonować - możliwa dopuszczalna amplituda do nawet -25°C do +60°C
- Szybkość wyszukiwania i utrzymywania MPPT (punktu mocy maksymalnej),
- Możliwości serwisu - czy serwis producenta jest możliwy w naszym kraju, ile jest punktów obsługi itp.,
Do renomowanych i często rekomendowanych firm, które produkują dobre jakościowo inwertery solarne, możemy zaliczyć m.in. SMA (bardzo często polecana ze względu na dobry stosunek jakości do ceny), SolarEdge, Fronius, Huawei, Enphase i Sofar Solar. Tylko dzięki skorzystaniu z usług profesjonalnych firm doradczych i montażowych możemy dobrać optymalny falownik solarny dla naszej instalacji.
Inwerter fotowoltaika - cena
Z pewnością cena zależna jest przede wszystkim od parametrów jakie posiada falownik i od jego producenta. Na wysokość ceny wpływ mają również dodatkowe opcje, jakie zapewnić może elektronika tego rodzaju - WiFi, serwer przeznaczony do zbioru danych archiwalnych czy zakres pamięci. Cena oscyluje zwykle w granicach od około trzech do kilkunastu tysięcy złotych.
Jak widać, dobór właściwego inwertera wymaga sporego rozeznania i orientacji w temacie. Dostępne są liczne oferty i różnorodność tych urządzeń, jednak z uwagi na to, jak istotny jest wybór odpowiedniego falownika i jak droga może być to inwestycja, zaleca się skorzystanie z usług eksperta.