Fotowoltaika24h.com » Blog » Techniczne » Mikroinwerter fotowoltaiczny – co to jest?

Mikroinwerter fotowoltaiczny – co to jest?

Każdy, kto nieco dokładniej zapoznał się z tematem fotowoltaiki i choć trochę przyswoił sobie schemat instalacji fotowoltaicznej, wie, że jednym z jej podstawowych komponentów jest inwerter – urządzenie nazywane potocznie przetwornicą, które przetwarza prąd stały produkowany przez panele, w prąd zmienny, wykorzystywany przez nasze sprzęty gospodarcze. Czym więc jest mikroinwerter i jak działa? Jaka jest jego cena? Kiedy jego zastosowanie jest konieczne?

Specyfika i działanie mikroinwerterów

Zasadniczym problemem w instalacjach fotowoltaicznych z jednym inwerterem jest spadek efektywności wszystkich paneli w przypadku pojawienia się w szeregu modułów choćby jednego, który zaczął działać słabiej. Mikroinwerter ma zapobiegać temu problemowi i stosuje się go najczęściej do pojedynczych paneli fotowoltaicznych, rzadziej do dwóch, czy czterech. Służy zatem przede wszystkim optymalizacji mocy instalacji fotowoltaicznych.



Jak działają mikroinwertery?

Najprościej rzecz ujmując, mikroinwerter jest inwerterem o mniejszych gabarytach i mniejszej mocy. I o ile zwykły inwerter zainstalowany zostaje w budynku, kilka metrów od instalacji i przeznaczony jest do przetwarzania prądu stałego ze wszystkich paneli fotowoltaicznych, o tyle mikroinwerter montowany jest na dachu do jednego, dwóch lub maksymalnie czterech paneli i przetwarza prąd stały bezpośrednio z podłączonych do niego solarów. Zainstalowane przy panelach małe urządzenia umożliwiają niezależne wykorzystanie potencjału każdego modułu z osobna, sprawiając tym samym, że ewentualna, niższa efektywność jednego panelu, nie wpływa dodatkowo na produktywność reszty. Dzięki wzbogaceniu tych małych urządzeń w układ śledzenia maksymalnego punktu mocy (MPPT), możliwe jest wydobycie z każdego modułu maksimum wydajności i obserwacja ich produktywności na tle pozostałych paneli.

Kiedy mikroinwertery są potrzebne?

Instalacja fotowoltaiczna powinna mieć jak najlepsze warunki, by produkcja energii była na najwyższym poziomie. Idealnymi warunkami byłby dach o prostej konstrukcji, zorientowany na stronę południową, mający około 30 stopni nachylenia oraz pozbawiony ryzyka zacienienia np. kominem lub drzewem. Taka możliwość oczywiście istnieje, ale zagospodarowanie terenu i projekty budynków nie są wszędzie takie same, tak więc i rozwiązanie musi być zróżnicowane. Mikroinwertery znajdują swoje zastosowanie wszędzie tam, gdzie warunki dla sprawnego działania systemu PV nieco się komplikują:

  • Duże zacienienie i/lub zabrudzenie paneli słonecznych - jak już wiemy, w instalacji fotowoltaicznej z jednym inwerterem, panele są od siebie zależne. Kiedy choć na jeden z nich pada cień zmniejszający jego wydajność np. do 85%, to wszystkie zaczynają działać na tym poziomie. Mikroinwertery sprawiają, że w powyższej sytuacji tylko zacieniony działa z mniejszą produktywnością, reszta działa niezależnie, wydajnie i zgodnie ze stopniem padającego na nie nasłonecznienia. Analogicznie jest w przypadku zabrudzenia jednego lub więcej paneli. Nie jest też tak, że działanie instalacji fotowoltaicznych bez mikroinwerterów jest całkowicie nieopłacalne i nieproduktywne, bowiem panele mają zamontowane diody bocznikujące, które przy pewnych poziomach wydajności paneli aktywują się i sprawiają, że instalacja fotowoltaiczna nie ulega awarii, tylko wciąż pracuje.
  • Wymagające dachy - mikrofalownik to urządzenie pożądane w instalacji fotowoltaicznej montowanej na dachu z połaciami orientacji wschód-zachód, o architekturze zawierającej liczne lukarny i kominki, a nie uwzględniającej zbyt wiele płaskiej, niezacienionej powierzchni - wówczas rozdzielenie paneli fotowoltaicznych i ułożenie ich na różnych częściach dachu nie stanowi przeszkody w prawidłowym działaniu instalacji i eksploatowaniu jej mocy. Jeżeli jednak mamy dach orientacji wschód-zachód, ale jego budowa nie jest skomplikowana, wystarczy nam wykorzystanie jednego, standardowego inwertera.
  • Plan rozbudowy instalacji fotowoltaicznej - posiadając system z jednym, standardowym inwerterem i planując znaczne zwiększenie mocy wytwarzania energii w przyszłości, możemy się nieco zaskoczyć stopniem skomplikowania takiej procedury. Trzeba wówczas wymienić inwerter, pamiętać, że panele muszą być od tych samych producentów i mieć taką samą moc. Dzięki użyciu mikroinwerterów przy pierwotnym montażu, zakres rozwiązań się zwiększa, zmniejszając stopień skomplikowania takiej wtórnej inwestycji. Mikroinwertery fotowoltaiczne zwalniają nas z obowiązku posiadania tych samych mocy i producentów modułów oraz mikrofalowników.

Są to najbardziej powszechne przyczyny montowania mikroinwerterów w instalacji fotowoltaicznej. Zdarza się, że brane są pod uwagę bez takiej konieczności, z czystej przezorności i w celu maksymalnego zawyżenia efektywności wytwarzania energii elektrycznej.

Wady i zalety mikrofalowników

Mimo grona korzyści, jakie przynoszą nam w określonych sytuacjach (zwłaszcza tych kryzysowych) mikroinwertery, nie są pozbawione wad.

Zalety

  • Pozwalają monitorować każdy panel z osobna - szczególnie wymierne i korzystne z punktu widzenia osób nastawionych na wnikliwą analizę efektywności instalacji PV,
  • Każde urządzenie ma wbudowane tzw. MPPT, co pozwala na rozmieszczanie modułów na skomplikowanych infrastrukturalnie budynkach,
  • Umożliwiają zamontowanie instalacji ograniczającej się do jednego lub zaledwie kilku modułów, podczas gdy standardowa instalacja narzuca nam poniekąd minimalną wysokość mocy,
  • Łatwość rozbudowy instalacji - bez problemu można podpiąć kolejny panel z mikroinwerterem,
  • Mikroinwertery zwiększają uzyski z mikroinstalacji - panele, zgodnie z liniową gwarancją mocy, tracą wydajność z biegiem lat. Zwykle po 25 latach jest to około 80%. Niektóre sztuki mogą jednak wciąż mieć 84% i dzięki zamontowaniu mikroinwerterów ta różnica w wydajności każdego z modułów, nie staje się stratą dla inwestora.

Wady

  • Mikroinwertery montowane są na dachach i nie charakteryzują się niestety zbyt dużą odpornością na szkodliwe działanie warunków atmosferycznych, w tym szczególnie szerokiej amplitudy temperatur - znacznie skraca to ich żywotność,
  • Większe ryzyko awarii i utrudnione przeprowadzenie serwisu - im większa liczba urządzeń, tym większe ryzyko wystąpienie awarii, a w tym przypadku serwisowanie wymaga dodatkowo zastosowania rusztowania w celu zdemontowania panelu i mikroinwertera, czyli większe ryzyko połączone z większym nakładem związanej z tym pracy,
  • Zastosowanie mikroinwerterów zwiększa ryzyko wystąpienia pożaru, ponieważ zamontowanie ich wymaga zastosowania większej ilości złączy MC4 (w tej kategorii również liczy się jakość, a na rynku pełno felernych produktów), które zostały odnotowane jako najczęstsza przyczyna zapłonu,
  • Mikrofalowniki to urządzenia, które w ostatnich latach były wycofywane z ofert dużych firm, co budzi jeszcze większe wątpliwości do stopnia opłacalności inwestowania w ten sprzęt.

Cena mikroinwertera

Udział cenowy inwertera w standardowej instalacji jest dość duży, jednak gdy zachodzi konieczność zainstalowania mikrofalowników, cena przetwornika energii może wzrosnąć niemal dwukrotnie. Przykład: w planach mamy instalację 16 modułów o mocy 275Wp. Koszt jednego, standardowego inwertera do tej instalacji, np. SMA Sunny Boy 4000, to około 4 700 złotych. Gdybyśmy postawili na mikroinwertery, np. 16 sztuk Enphase M250, to musielibyśmy zapłacić około 7 700 złotych. Spora różnica, prawda? Między innymi cena jest powodem, dla którego trzeba się dwa razy zastanowić, czy mikrofalowniki są nam niezbędne.

Podsumowanie

Mikrofalowniki to urządzenia przeznaczone do stosowania w przypadkach, gdy instalacja standardowego systemu jest problematyczna i dużo mniej opłacalna, albo wręcz ledwie możliwa. Jednym z priorytetów podczas projektowania dla nas zestawu fotowoltaicznego powinien być balans między maksymalizacją opłacalności, a minimalizowaniem ryzyka poważnych awarii. Może być tak, że mikroinwertery będą się nam bardziej opłacały, ale będą również źródłem bardzo dużego ryzyka.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *