Każda efektywnie działająca instalacja fotowoltaiczna, która przekształca darmową energię słoneczną w prąd elektryczny, wymaga zastosowania kilku kluczowych komponentów. Obok paneli fotowoltaicznych, jednym z najważniejszych urządzeń jest inwerter, często nazywany również falownikiem. To właśnie od tego niepozornego urządzenia w dużej mierze zależy efektywność i bezpieczeństwo całej Twojej instalacji PV. Jakimi kluczowymi parametrami powinien charakteryzować się inwerter? Czym różnią się poszczególne rodzaje falowników, czyli inwerter jednofazowy, inwerter trójfazowy oraz coraz popularniejszy inwerter hybrydowy? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz w naszym kompleksowym przewodniku.
Czym właściwie jest inwerter w systemie fotowoltaicznym i jaką rolę pełni?
Inwerter jest powszechnie uznawany za serce każdej instalacji fotowoltaicznej. Jego podstawową i kluczową funkcją jest zmiana charakterystyki prądu elektrycznego. Energia elektryczna generowana przez panele fotowoltaiczne ma postać prądu stałego (DC). Aby móc zasilać standardowe urządzenia elektryczne w Twoim domu, które działają na prąd przemienny (AC), niezbędne jest zastosowanie inwertera, który przeprowadzi tę konwersję.
Jednak rola inwertera fotowoltaicznego wykracza daleko poza samą zmianę rodzaju prądu. Jest on również niezbędny dla bezpiecznej i stabilnej pracy całej instalacji PV. W sytuacjach krytycznych, takich jak awarie sieci energetycznej czy nagłe zaniki napięcia, falownik automatycznie odłącza instalację fotowoltaiczną od sieci zewnętrznej, tym samym zapobiegając niebezpiecznemu przepływowi energii. Ponadto, nowoczesny falownik solarny zapewnia ciągłą synchronizację instalacji PV z siecią publiczną oraz bieżące monitorowanie jej pracy. Inwerter rejestruje kluczowe dane dotyczące eksploatacji systemu, takie jak ilość wyprodukowanej energii, napięcie i prąd, co umożliwia optymalizację pracy i szybkie wykrywanie ewentualnych nieprawidłowości.
Pod względem budowy, falownik fotowoltaiczny składa się z kilku kluczowych układów: układów wejściowych (do podłączenia paneli), układu przetwarzającego (odpowiedzialnego za konwersję DC na AC) oraz zaawansowanego systemu zabezpieczeń. Mimo że ogólna zasada działania i budowa falowników są podobne, można je podzielić na kilka podstawowych typów, różniących się specyfiką działania. Najważniejszym kryterium podziału jest liczba faz, z jaką współpracuje urządzenie. Dodatkowo, przy wyborze inwertera należy wziąć pod uwagę rodzaj połączenia z siecią energetyczną, całkowitą moc instalacji fotowoltaicznej oraz ewentualną obecność transformatora.
Kluczowa różnica: inwerter jednofazowy kontra inwerter trójfazowy
Inwerter jednofazowy to podstawowy typ falownika, który, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystuje tylko jedną fazę prądu przemiennego. Tego rodzaju urządzenie łączy się z domową siecią elektryczną za pomocą trzech przewodów: L (fazowego), N (neutralnego) oraz PE (ochronnego). Inwerter jednofazowy jest zazwyczaj podłączany do fazy o największym obciążeniu w ciągu dnia pracy instalacji fotowoltaicznej i stanowi optymalne rozwiązanie dla mniejszych instalacji PV, charakteryzujących się stosunkowo niewielką mocą.
Z kolei falowniki trójfazowe wykorzystują trzy fazy prądu przemiennego, co wiąże się z zastosowaniem dwóch dodatkowych przewodów fazowych (oznaczanych jako L1, L2 i L3) oprócz przewodu neutralnego (N) i ochronnego (PE). Dzięki temu inwerter trójfazowy jest przystosowany do współpracy z instalacjami fotowoltaicznymi o większej mocy. Najbardziej istotną różnicą między inwerterem jednofazowym a trójfazowym jest sposób przesyłania przetworzonej energii. Inwerter jednofazowy przekazuje całą wyprodukowaną energię na jedną, wybraną fazę sieci elektrycznej, z którą jest połączony. Natomiast inwerter trójfazowy równomiernie zasila wszystkie trzy fazy, co znacząco przyczynia się do stabilności całej sieci elektrycznej w budynku.
Inwerter hybrydowy: wszechstronne rozwiązanie dla nowoczesnych instalacji PV
Inwerter hybrydowy reprezentuje bardziej zaawansowaną kategorię falowników, oferując szerszy zakres funkcjonalności w porównaniu do klasycznych inwerterów jedno- lub trójfazowych. Taki wszechstronny sprzęt pełni trzy kluczowe funkcje: działa jako standardowy inwerter solarny (konwertując prąd DC na AC), pełni rolę przetwornicy DC/AC (szczególnie w modelach wyposażonych w funkcję zasilania awaryjnego UPS) oraz integruje w sobie regulator ładowania dla akumulatorów. Dzięki temu, przy użyciu inwertera hybrydowego, można stworzyć niemalże własną, niewielką elektrownię, rozbudowując system o magazyn energii (akumulatory), dedykowany kontroler ładowania ogniw oraz zaawansowany system nadzorujący proces produkcji i magazynowania energii.
Falownik hybrydowy integruje funkcje kilku oddzielnych urządzeń, co przekłada się na oszczędność miejsca w instalacji oraz potencjalne obniżenie całkowitych kosztów systemu. Szczególnie korzystne jest połączenie inwertera hybrydowego z magazynem energii. Takie rozwiązanie umożliwia wykorzystanie zgromadzonej energii elektrycznej w momencie, gdy wystąpi przerwa w dostawie prądu z sieci publicznej lub w przypadku awarii samej instalacji fotowoltaicznej, zapewniając zasilanie awaryjne dla kluczowych odbiorników w domu.
Czy polskie prawo narzuca wybór konkretnego typu falownika do instalacji PV?
Warto podkreślić, że wybór odpowiedniego inwertera do instalacji fotowoltaicznej jest bezpośrednio regulowany przez przepisy obowiązujące w Polsce. Energia elektryczna oddawana przez system fotowoltaiczny do publicznej sieci energetycznej musi spełniać ściśle określone parametry jakościowe. W związku z tym, konieczne jest stosowanie urządzeń, które gwarantują zgodność z tymi normami. Zgodnie z aktualnym prawem, instalacje fotowoltaiczne o mocy wyższej niż 3,68 kW są zobowiązane do wyposażenia w inwerter trójfazowy. Dla instalacji o mniejszej mocy dopuszczalne jest zastosowanie dowolnego wariantu urządzenia – zarówno jednofazowego, jak i trójfazowego.
Jaki inwerter będzie optymalnym wyborem dla Twojej instalacji fotowoltaicznej?
Wybór odpowiedniego inwertera jest kluczową decyzją, która wpłynie na efektywność i bezpieczeństwo Twojej instalacji fotowoltaicznej. Oto kilka wskazówek, które pomogą Ci podjąć właściwą decyzję:
- Niewielka instalacja fotowoltaiczna (moc do 3,68 kW): Jeśli Twoja instalacja fotowoltaiczna charakteryzuje się mocą mniejszą niż 3,68 kW, często bardziej korzystnym wyborem będzie falownik jednofazowy. Urządzenie to może lepiej sprawdzić się w sieciach dystrybucyjnych, w których często występują wahania napięcia.
- Budynki z instalacją trójfazową: Jeśli Twój budynek jest zasilany z trójfazowej instalacji elektrycznej, warto rozważyć zastosowanie inwertera trójfazowego, nawet jeśli moc instalacji PV jest mniejsza niż 3,68 kW. Dzięki temu energia z fotowoltaiki będzie równomiernie rozprowadzana na wszystkie fazy, lepiej zaspokajając bieżące potrzeby energetyczne.
- Planowany magazyn energii: Inwertery hybrydowe stanowią idealne rozwiązanie dla wszystkich osób, które planują integrację magazynu energii ze swoją instalacją fotowoltaiczną. Ich elastyczność i wbudowany regulator ładowania znacząco ułatwiają stworzenie autonomicznego i wydajnego systemu z akumulatorami.
Przed podjęciem ostatecznej decyzji dotyczącej wyboru inwertera, zdecydowanie zaleca się skontaktowanie z doświadczonym ekspertem w dziedzinie fotowoltaiki. Profesjonalny doradca przeanalizuje specyfikę Twojej instalacji, charakterystykę sieci elektrycznej w Twojej lokalizacji oraz Twoje indywidualne potrzeby energetyczne, aby wskazać urządzenie, które będzie najlepszym i najbardziej opłacalnym wyborem w konkretnej sytuacji.
Fot. Pexels
Wymiana inwertera wiąże się z pracami elektrycznymi i wymaga odpowiednich kwalifikacji oraz uprawnień. Ze względów bezpieczeństwa i zachowania gwarancji, zdecydowanie zaleca się powierzenie tej czynności wykwalifikowanemu instalatorowi fotowoltaiki.
Średnia żywotność inwerterów fotowoltaicznych wynosi zazwyczaj od 10 do 15 lat. Warto wybierać inwertery od renomowanych producentów, oferujących dłuższą gwarancję i wysoką jakość wykonania, co może przełożyć się na dłuższą bezawaryjną pracę urządzenia.
Inwertery hybrydowe zazwyczaj charakteryzują się wyższą ceną początkową w porównaniu do standardowych inwerterów jednofazowych lub trójfazowych o podobnej mocy. Jednak ich dodatkowe funkcje, takie jak możliwość integracji z magazynem energii i funkcja zasilania awaryjnego, mogą w dłuższej perspektywie okazać się bardziej opłacalne, szczególnie dla osób dążących do większej niezależności energetycznej.
