Instalacja fotowoltaiczna to złożony system, który wykracza poza same panele słoneczne. Aby układ PV działał sprawnie i efektywnie, niezbędna jest współpraca różnych urządzeń. Jednym z absolutnie kluczowych komponentów jest falownik PV, często zamiennie nazywany inwerterem. Jego fundamentalnym zadaniem jest przekształcanie prądu stałego (DC), generowanego przez panele, na prąd przemienny (AC), który zasila Twoje domowe gniazdka i podłączone do nich urządzenia. Zatem, jaki falownik do instalacji fotowoltaicznej wybrać, aby cieszyć się optymalną wydajnością i bezpieczeństwem?
Czym jest i jaką kluczową rolę pełni falownik w instalacji PV?
Falownik PV, znany również jako inwerter fotowoltaiczny lub inwerter solarny, to niezastąpione urządzenie, które odpowiada za przekształcenie energii elektrycznej wytwarzanej w modułach fotowoltaicznych do postaci użytecznej dla końcowych odbiorników w Twoim domu – gniazdek elektrycznych i podłączonych do nich urządzeń. Bez obecności falownika, energia wyprodukowana przez Twoją instalację PV nie mogłaby zasilać standardowych sprzętów działających w sieci niskiego napięcia.
Z wyglądu falownik przypomina kompaktową skrzynkę, a w zależności od konkretnego modelu, może być montowany zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz budynku. W swojej konstrukcji inwerter zawiera kluczowe elementy, takie jak układ kluczy tyrystorowych, stopień pośredni (złożony z kondensatorów), stopień końcowy (bazujący na tranzystorach) oraz zaawansowany układ sterowania i zabezpieczeń. Każdy z tych komponentów pełni unikalną i niezwykle ważną funkcję, umożliwiając prawidłowe i bezpieczne działanie falownika PV.
Jak w praktyce działa falownik PV w Twojej instalacji?
Najważniejszą funkcją inwertera solarnego jest konwersja prądu stałego (DC) na prąd przemienny (AC). Pierwszy rodzaj energii jest naturalnie wytwarzany przez panele fotowoltaiczne w wyniku procesu fotowoltaicznego, który przekształca energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Jednak w większości budynków i domowych instalacji elektrycznych wykorzystuje się prąd przemienny, co wynika z charakterystyki działania większości standardowych odbiorników elektrycznych. Podstawą działania falownika jest przepuszczenie sygnału prądu stałego przez zaawansowany konwerter DC/AC, który na swoim wyjściu generuje falę prądu przemiennego o ściśle określonych właściwościach, idealnie dostosowaną do wymogów sieci elektrycznej w Twoim domu.
Co istotne, nowoczesne falowniki PV często oferują znacznie więcej funkcji niż tylko samą konwersję prądu. Do ich zadań należy również ciągłe monitorowanie i aktywne zabezpieczanie całej instalacji fotowoltaicznej. Zaawansowane jednostki wykorzystują wbudowane inteligentne oprogramowanie, które umożliwia wykrywanie i precyzyjną diagnozę wszelkich usterek mogących wystąpić w obrębie systemu PV, zwiększając bezpieczeństwo i niezawodność całej instalacji.
Kluczowe kryterium: jak idealnie dopasować falownik PV do Twojej instalacji?
Najważniejszym parametrem, który decyduje o tym, czy dany falownik PV będzie odpowiednio współpracował z Twoją instalacją fotowoltaiczną, jest łączna moc zainstalowanych paneli słonecznych. Ogólna zasada mówi, że optymalnym wyborem jest urządzenie o nieco mniejszej mocy niż suma mocy wszystkich paneli – zazwyczaj w przedziale od około 20% do 25% mniejszej. Takie podejście wynika z faktu, że zgodnie z zaleceniami, falownik w instalacji PV powinien pracować z jak najbardziej zbliżoną do pełnej mocą. Ze względu na zmienne warunki pogodowe oraz charakterystykę pracy modułów fotowoltaicznych, osiągnięcie stuprocentowej wydajności paneli jest stosunkowo rzadkie. Dlatego bez obaw można zdecydować się na nieco „słabszy” inwerter, który będzie pracował w optymalnym zakresie swojej wydajności przez większość czasu.
Wybierając falownik PV, koniecznie należy również uwzględnić, czy Twoja instalacja jest typu on-grid (podłączona do sieci energetycznej), czy off-grid (działająca autonomicznie, bez połączenia z siecią). Inwertery przeznaczone do systemów on-grid synchronizują swoją pracę z siecią publiczną i bez jej obecności nie są w stanie funkcjonować. Z kolei inwertery off-grid są zaprojektowane do współpracy z magazynami energii (akumulatorami), umożliwiając gromadzenie i wykorzystywanie wyprodukowanej energii w dowolnym momencie. Na rynku dostępne są również inwertery hybrydowe, które łączą w sobie funkcjonalność obu typów i mogą współpracować zarówno z siecią, jak i z magazynami energii, oferując większą elastyczność.
Dodatkowo, falowniki PV dzielą się na jedno- i trójfazowe. Inwertery jednofazowe są dedykowane mniejszym instalacjom, których łączna moc nie przekracza 3,6 kW. Inwertery trójfazowe są natomiast niezbędne w przypadku układów o większej mocy. Biorąc pod uwagę, że średnia moc instalacji fotowoltaicznej w Polsce obecnie przekracza 10 kW, w większości przypadków optymalnym wyborem będzie inwerter trójfazowy, zapewniający równomierne rozprowadzenie energii na wszystkie trzy fazy instalacji elektrycznej w budynku.
Jaki konkretnie falownik do instalacji fotowoltaicznej wybrać? Kluczowe parametry
Poza dopasowaniem mocy falownika do mocy paneli oraz uwzględnieniem typu instalacji (on-grid/off-grid) i liczby faz, przy wyborze konkretnego urządzenia należy zwrócić uwagę na szereg innych istotnych parametrów, które wpłyną na jego wydajność, trwałość i bezpieczeństwo:
- Odporność na czynniki atmosferyczne (klasa IP): Niezwykle ważne jest, aby wybrany falownik był odporny na zmienne warunki atmosferyczne, charakterystyczne dla klimatu umiarkowanego, takie jak znaczne wahania temperatur w ciągu roku, silne wiatry oraz częste opady deszczu i śniegu. Przy wyborze warto kierować się klasą IP (Ingress Protection) – zaleca się wybór urządzeń zapewniających odporność na poziomie co najmniej IP65, co gwarantuje ochronę przed pyłem i strugami wody.
- Sprawność falownika: Sprawność falownika określa, jak efektywnie urządzenie przekształca prąd stały na prąd przemienny. Im wyższa sprawność, tym mniejsze są straty energii w procesie konwersji, co przekłada się na większą ilość energii dostępnej do wykorzystania. Najlepsze dostępne na rynku urządzenia charakteryzują się sprawnością na poziomie co najmniej 97%.
- System chłodzenia: Wysokiej jakości inwertery solarne są wyposażone w skuteczne systemy chłodzenia (aktywne lub pasywne), które zapobiegają przegrzewaniu się urządzenia, co jest kluczowe dla utrzymania jego wydajnej pracy, szczególnie w okresach wysokich temperatur otoczenia.
- Funkcje monitorowania i zarządzania energią: Coraz częściej wybierane są nowoczesne inwertery, które oferują zaawansowane funkcje monitorowania produkcji i zużycia prądu. Dzięki nim użytkownik może na bieżąco śledzić pracę swojej instalacji fotowoltaicznej i efektywniej zarządzać wyprodukowaną energią.
- Renoma producenta i opinie użytkowników: Wybierając falownik PV, warto kierować się renomą danego producenta oraz dostępnymi opiniami innych użytkowników. Przed dokonaniem zakupu konkretnego modelu, warto zapoznać się z recenzjami i ocenami, aby wybrać sprawdzony produkt, który zapewni poprawne i bezawaryjne działanie Twojej instalacji fotowoltaicznej przez wiele lat.
Fot. Pexels
Nie jest to zalecane. Falowniki pracują najbardziej efektywnie w określonym zakresie mocy. Zastosowanie zbyt mocnego falownika do zbyt małej instalacji może skutkować niższą sprawnością i nieoptymalnym wykorzystaniem potencjału Twojej instalacji PV.
Przeciążenie falownika może prowadzić do jego przegrzewania się, obniżenia żywotności, a w skrajnych przypadkach nawet do uszkodzenia. Falownik może również ograniczać produkcję energii z paneli, aby uniknąć przeciążenia, co zmniejszy Twoje potencjalne oszczędności.
Instalacja falownika hybrydowego może być nieco bardziej złożona ze względu na dodatkowe funkcje związane z magazynowaniem energii. Jednak doświadczony instalator fotowoltaiki powinien bez problemu poradzić sobie z jego prawidłowym podłączeniem i konfiguracją.
