Falownik fotowoltaiczny - czym jest i jak działa?

Inwerter fotowoltaiczny - zasada działania

Najprościej rzecz biorąc pod względem konstrukcyjnym każdy falownik składa się z następujących elementów:

• układ wejściowy – jest odpowiedzialny za przekazanie prądu stałego z instalacji PV do układu mostkowego;
• układ mostkowy tranzystorowy – tutaj następuje zamiana prądu DC w AC. W mostku znajduje się także układ śledzący maksymalny punkt mocy (MPPT), bezpieczniki, ograniczniki przepięć i rozłączniki odpowiedzialne za bezpieczeństwo pracy systemu fotowoltaicznego;
• układ wyjściowy – ten układ przekazuje prąd zmienny do rozdzielni, skąd następnie trafia do urządzeń docelowych.

Rodzaje falowników fotowoltaicznych

Falowniki fotowoltaiczne można podzielić ze względu na kilka różnych kryteriów. Najczęściej inwertery dzielimy ze względu na:

Rodzaj połączenia z siecią energetyczną

Falowniki wyspowe (off-grid) – są stosowane do instalacji nie posiadających połączenia z ogólną siecią energetyczną, czyli autonomicznych. Obecnie rzadko wykorzystywany w domach jednorodzinnych, częściej w domkach letniskowych lub innych lokalizacjach, gdzie nie ma możliwości połączenia instalacji fotowoltaicznej z siecią energetyczną.

Falowniki sieciowe (on-grid) – najpopularniejszy rodzaj inwerterów, powszechnie wykorzystywany w instalacjach PV podłączonych do sieci energetycznej. Umożliwia przekazywanie nadmiaru wytworzonej energii do sieci oraz odebranie jej, gdy instalacja PV nie pracuje, a potrzebne jest źródło zasilania.

Falowniki hybrydowe – tego typu inwertery łączą cechy falowników off-grid i on-grid. Można w tej grupie znaleźć falowniki wyposażone w baterię fotowoltaiczną, co pozwala im gromadzić wyprodukowaną energię.

Wielkość obsługiwanej instalacji

Falowniki jednofazowe – najczęściej wykorzystywane do instalacji PV o niewielkiej mocy (do 3,68 kWp). Ich cechą charakterystyczną jest to, że podłącza się je do najbardziej obciążonej fazy jednak dzięki bilansowaniu międzyfazowemu jest to równie opłacalne jak w przypadku falowników trójfazowych. Nie mogą być używane w instalacjach o mocy ponad 3,68 kWp.

Falowniki trójfazowe – wykorzystywane w instalacjach o mocy kilku kilowatów i wyższej (powyżej 3,68 kW). Dzięki rozłożeniu obciążenia na trzy fazy sieć zyskuje na stabilności, a pobór prądu z sieci publicznej dla każdej z faz ulega minimalizacji. Właściwie zaprojektowana instalacja z falownikiem trójfazowym pozwala uniezależnić się od ogólnej sieci energetycznej.

Na co zwrócić uwagę wybierając falownik fotowoltaiczny?

Najważniejszym parametrem jest sprawność falownika, wyrażona w procentach. Wysokiej klasy inwertery osiągają sprawność rzędu 97-98% i wyższą, co ma bezpośrednie przełożenie na to, w jakim czasie inwestycja w instalację fotowoltaiczną się zwróci.

Dobrej klasy moduł MPPT (Maximum Power Point Tracker) to kolejny ważny element, na który warto zwrócić uwagę. Dzięki niemu wydajność instalacji będzie lepsza, gdyż sprawniej dostosowuje wartość mocy do warunków atmosferycznych panujących w danym momencie.

Dobrym pomysłem jest również zadbanie o efektywne chłodzenie falownika, ponieważ znacząco wydłuża to jego żywotność i poprawia warunki jego pracy. To zaś sprawi, że instalacja PV będzie wydajniejsza, a sam falownik będzie mniej podatny na przegrzanie i awarię skutkującą koniecznością jego wymiany.

Materiał powstał we współpracy z firmą SyntezaOZE, która specjalizuje się sprzedaży i montażu systemów fotowoltaicznych dla klientów indywidualnych, rolników i firm na terenie całej Polski.