Falownik do fotowoltaiki - serce każdej instalacji PV

Panel solarny i falownik do fotowoltaiki są kluczowe w całej instalacji PV. Dzięki rozwojowi technologii, umożliwiających czerpanie korzyści z odnawialnych źródeł energii, możemy realnie wpłynąć na otaczające nas środowisko naturalne, jak i na grubość własnego portfela. Transformacja energetyczna, wynikająca z jednej strony z troski o środowisko, z drugiej strony z rosnących napięć pomiędzy producentami węglowodorów a ich odbiorcami sprawia, że jesteśmy poniekąd zmuszeni do szukania alternatywnych źródeł pozyskiwania energii. Takim źródłami są właśnie OZE.

W skład każdej instalacji PV wchodzi kilka kluczowych komponentów. Jednym z najważniejszych jest falownik, zwany także inwerterem. Jest to urządzenie odpowiadające za konwersję prądu stałego (DC) wytwarzanego przez panele słoneczne, na prąd zmienny (AC), który może zasilać domowe urządzenia elektryczne oraz być oddawany do sieci przesyłowej.

Falownik fotowoltaiczny to nie tylko niezbędny element instalacji PV, ale także jeden z tych komponentów, które mają ogromny wpływ na wydajność i bezpieczeństwo całego systemu. W poniższym artykule omówimy zasadę działania inwertera do fotowoltaiki, różnice między poszczególnymi typami falowników oraz kluczowe aspekty związane z wyborem odpowiedniego modelu.

Falownik do fotowoltaiki to serce każdej instalacji fotowoltaicznej. Bez niego, wykorzystanie wyprodukowanej przez panele słonecznej energii nie byłoby możliwe. Sieć przesyłowa, wewnętrzna instalacja domowa, a tym samym wszystkie urządzenia użytku domowego zasilane są prądem zmiennym.

Pod wpływem energii słonecznej, w panelach solarnych dochodzi do tzw. procesu fotowoltaicznego. Gdy fotony światła słonecznego padają na ogniwo fotowoltaiczne wykonane z krzemu, przekazują swoją energię elektronom w materiale półprzewodnikowym. Wprawione w ruch elektrony powodują z kolei przepływ ładunku elektrycznego. Pole elektryczne obecne w strukturze ogniwa fotowoltaicznego kieruje elektrony w jednym kierunku, co finalnie prowadzi do powstania napięcia i prądu stałego (DC).

Kolejnym etapem jest zamiana prąd stałego na prąd zmienny. Tylko dzięki temu będziemy mogli cieszyć się tanią i czystą energią ze słońca. Właśnie temu celowi służy falownik. Nowoczesne falowniki pełnią także inne funkcje. Monitorują pracę instalacji, minimalizują ubytki energii, a niektóre modele pozwalają na magazynowanie nadwyżek energii w akumulatorach.

Wybór odpowiedniego falownika jest kluczowy dla efektywności i bezpieczeństwa całego systemu, dlatego przed podjęciem decyzji o jego instalacji warto skonsultować się z ekspertem. Wypełnij krótki formularz kontaktowy, aby otrzymać specyfikację instalacji dostosowanej do Twoich potrzeb wraz z wyceną.

Jak wspomniano powyżej, falownik jest kluczowym elementem dla działania całej instalacji fotowoltaicznej. Bez niego wyprodukowany prąd nie będzie mógł być wykorzystany w sieci domowej. Jak zatem działa inwerter? Proces konwersji prądu stałego na prąd zmienny odbywa się w kilku etapach:

Bardzo często falowniki wyposażone są także w systemy monitorowania, które pozwalają użytkownikowi śledzić pracę instalacji oraz analizować wydajność paneli w czasie rzeczywistym.

Rolą tradycyjnego falownika (tzw. centralnego) jest obsługa całej grupy paneli fotowoltaicznych. Mamy zatem wiele paneli i jeden falownik. To rozwiązanie niestety ma swoje ograniczenia. Problem pojawia się, gdy jakiś panel jest uszkodzony lub dochodzi do jego zaciemnienia.

W przypadku instalacji z centralnym falownikiem panele połączone są ze sobą tzw. stringami w sposób szeregowy. To z kolei skutkuje tym, że wydajność całej instalacji będzie równa wydajności najsłabszego ogniwa. W przypadku tradycyjnego falownika do fotowoltaiki, problem ten może rozwiązać montując optymalizatory energii dla poszczególnych paneli.

Innym sposobem na rozwiązanie problemu najsłabszego ogniwa jest wykorzystanie mikroinwerterów. Zasada ich działania jest taka sama jak w przypadku tradycyjnego falownika. Różnica polega jednak na tym, że odbierają one prąd bezpośrednio z każdego panela, a nie z całej grupy paneli. Dzięki połączeniu równoległemu, możemy poprawić wydajność całego systemu, co z kolei wpływa na opłacalność przedsięwzięcia.

Mikroinwerter na pewno warto wykorzystać w sytuacji, kiedy dochodzi do nierównomiernego nasłonecznienia paneli. Może to być spowodowane częściowym zacienieniem instalacji PV lub niekonwencjonalnym kształtem dachu.

Zaletą mikroinwerterów jest również lepsza skalowalność instalacji. W przypadku tradycyjnego falownika musimy bowiem dopasować jego moc do całości instalacji. Może to niestety wiązać się z jego wymianą w przypadku rozbudowy instalacji i znacznego zwiększenia mocy. W sytuacji kiedy każdy panel sterowany jest za pośrednictwem indywidualnego mikroinwertera, bez obaw możemy skalować naszą instalację o dodatkowe panele, co jest niewątpliwa zaletą tego rozwiązania.

Decydując się na instalację z mikroinwerterami, musimy mieć na uwadze wyższe koszty początkowe całej inwestycji. Oczywiście dzięki poprawie wydajności, koszt zakupu ostatecznie powinien przełożyć się na lepszą stopę zwrotu.

Omawiając temat falowników do fotowoltaiki nie sposób nie wspomnieć o szczególnym typie urządzeń, jakimi są falowniki hybrydowe.

Falownik hybrydowy to zaawansowane rozwiązanie, łączące w sobie funkcje standardowego falownika i systemu magazynowania energii. Wykorzystując inteligentny system zarządzania energią tzw. EMS (Energy Management System), uzyskujemy możliwość optymalnego wykorzystania energii.

Inwerter hybrydowy współpracuje z bateriami, umożliwiając gromadzenie nadwyżek energii wyprodukowanej w ciągu dnia i jej wykorzystanie w godzinach nocnych lub w okresach mniejszego nasłonecznienia.

Zalety falownika hybrydowego:

Zakup falownika hybrydowego i montaż magazynu energii koniecznie skonsultuj z ekspertem, który doradzi Ci jakie urządzenie najlepiej poradzi sobie w Twoich warunkach.

Magazyn energii to urządzenie pozwalające przechowywać nadwyżki energii produkowanej przez instalację fotowoltaiczną. Mówiąc wprost, magazyn energii to baterie litowo-jonowe, dzięki którym możliwe jest gromadzenie prądu i jego skuteczne przechowywanie. W systemach EcoFlow PowerOcean wykorzystywane są wydajne i bezpieczne baterii LFP z żywotnością do ponad 6000 cykli ładowania i rozładowania.

Poza samymi bateriami, magazyn energii musi posiadać jeszcze falownik hybrydowy, będący sercem całej instalacji. Umożliwia on wielokierunkowy przepływ prądu pomiędzy panelami, magazynem energii, instalacją domową i siecią przesyłową.

Odnawialne źródła energii mają wiele zalet, jednak posiadają również ograniczenia. Najważniejszym z nich jest ich niestabilność. Co tu dużo mówić, jak nie świeci słońce lub nie wieje wiatr to nie mamy prądu, jednak dzięki magazynowi energii jesteśmy w stanie przynajmniej częściowo tą niestabilnością zarządzać.

Magazyny energii stają się coraz bardziej opłacalne, szczególnie w krajach, gdzie obowiązuje system rozliczeń net-billing. W takim przypadku możliwość samodzielnego przechowywania energii oznacza większe oszczędności i uniezależnienie się od zmian cen prądu. To także większe bezpieczeństwo na wypadek zaniku napięcia w tradycyjnej sieci przesyłowej.

Lokalizacja montażu falownika ma ogromny wpływ na jego wydajność i żywotność. Najczęściej falowniki instalowane są w garażach, piwnicach lub innych pomieszczeniach gospodarczych, które są dobrze wentylowane i zabezpieczone przed nadmiernym nagrzewaniem. Ważne jest, aby unikać miejsc narażonych na wilgoć oraz skrajne temperatury.

W przypadku falowników zewnętrznych konieczne jest ich zabezpieczenie przed warunkami atmosferycznymi, np. montaż w specjalnej skrzynce ochronnej. Warto również zadbać o odpowiednie odprowadzenie ciepła, ponieważ nadmierne nagrzewanie się może wpływać na efektywność pracy urządzenia.