Sercem każdej instalacji fotowoltaicznej jest inwerter, zwany również falownikiem. To właśnie to kluczowe urządzenie umożliwia przekształcenie energii słonecznej, wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne, w prąd zmienny, który może być bezpiecznie i efektywnie wykorzystywany w naszych domach i przedsiębiorstwach.
Mikroinwerter, często nazywany również mikrofalownikiem, stanowi mniejszą, ale zaawansowaną alternatywę dla tradycyjnych inwerterów centralnych. Znajduje swoje zastosowanie przede wszystkim w bardziej złożonych i specyficznych instalacjach fotowoltaicznych. Te innowacyjne urządzenia różnią się od swoich większych odpowiedników nie tylko gabarytami, ale przede wszystkim fundamentalną zasadą działania. Dowiedz się, czym dokładnie jest mikroinwerter solarny i jakie korzyści niesie jego zastosowanie.
Zanim zagłębimy się w szczegóły, przyjrzyjmy się kluczowym cechom mikroinwerterów fotowoltaicznych:
- Decentralizacja: Jeden mikroinwerter przypada na jeden lub kilka paneli PV.
- Niezależna praca paneli: Każdy panel optymalizuje swoją produkcję niezależnie od innych.
- Wyższa wydajność: Minimalizuje straty energii wynikające z zacienienia lub niedopasowania paneli.
- Łatwa rozbudowa: Umożliwia prostą i elastyczną rozbudowę instalacji o kolejne moduły.
- Lepsze monitorowanie: Dostęp do parametrów pracy każdego pojedynczego panelu.
Teraz odkryjmy, czym dokładnie jest mikroinwerter i jak rewolucjonizuje świat fotowoltaiki…
Mikroinwerter – inteligentna ewolucja inwertera centralnego
Aby lepiej zrozumieć istotę i działanie mikroinwertera, warto na początku przypomnieć sobie rolę klasycznego inwertera. To nieodzowny element każdej instalacji fotowoltaicznej, którego podstawowym zadaniem jest przekształcanie prądu stałego (DC), generowanego przez panele słoneczne, w prąd zmienny (AC) o standardowym napięciu 230 V i częstotliwości 50 Hz. Bez inwertera, energia elektryczna wytworzona przez system PV byłaby bezużyteczna w domach, firmach czy gospodarstwach rolnych.
Czym zatem jest mikroinwerter? Podobnie jak jego większy odpowiednik, pełni funkcję konwersji prądu. Kluczową różnicą jest jednak skala działania i implementacja w instalacji fotowoltaicznej. W systemach z mikroinwerterami stosuje się ich tyle, ile jest paneli fotowoltaicznych (na rynku dostępne są również modele obsługujące 2-3 panele). Każdy moduł PV jest wyposażony we własne, dedykowane urządzenie. Dlaczego takie rozwiązanie jest korzystne? W przeciwieństwie do centralnego inwertera, mikrofalownik przekształca prąd stały w prąd zmienny lokalnie, bezpośrednio przy panelu PV, do którego jest podłączony.
Jak działa mikroinwerter i dlaczego jest tak efektywny?
Panele fotowoltaiczne osiągają swoją optymalną wydajność, gdy każdy z modułów ma niezakłócony dostęp do promieni słonecznych. Niestety, w wielu realnych instalacjach dochodzi do zjawiska niedopasowania prądowo-napięciowego w ogniwach fotowoltaicznych. To niekorzystne zjawisko pojawia się, gdy jeden lub więcej modułów zostaje częściowo lub całkowicie zacienionych, zabrudzonych kurzem czy liśćmi, lub gdy ich działanie jest ograniczone przez inne czynniki, takie jak różnice w charakterystyce produkcyjnej. W takiej sytuacji efektywność całej instalacji ulega znacznemu obniżeniu, ponieważ systemy PV dostosowują swoją wydajność do możliwości najsłabszego ogniwa w łańcuchu.
Mikroinwerter, w przeciwieństwie do tradycyjnego falownika centralnego, przetwarza energię elektryczną niezależnie z każdego podłączonego modułu PV. Dzięki temu, że każdy panel posiada swój własny inwerter, nie musi dostosowywać się do wydajności pozostałych. W rezultacie, systemy z mikrofalownikami są w stanie pozyskać znacznie więcej energii elektrycznej, nawet w mniej idealnych warunkach nasłonecznienia.
Kiedy warto zainwestować w mikroinwerter? Zalety i wady tego rozwiązania
Tradycyjne systemy fotowoltaiczne, oparte na jednym centralnym falowniku, są bardziej podatne na utratę efektywności. Wystarczy, że jeden z modułów PV zostanie zacieniony, zabrudzi się lub ulegnie częściowemu uszkodzeniu, a uzyski energetyczne całego systemu mogą spaść nawet o kilkanaście procent. Dlatego też właściciele istniejących instalacji PV oraz osoby planujące inwestycję w fotowoltaikę coraz częściej rozważają mikroinwertery jako sposób na zapewnienie maksymalnej i stabilnej wydajności swojego systemu.
Zalety mikroinwerterów PV – elastyczność, wydajność i monitorowanie
Mikroinwerter to niezwykle elastyczne i wszechstronne rozwiązanie, oferujące wiele korzyści i dodatkowych możliwości, które są trudne do osiągnięcia w przypadku tradycyjnego, pojedynczego falownika.
- Łatwa rozbudowa instalacji: Mikroinwertery umożliwiają szybkie i bezproblemowe rozszerzenie istniejącej instalacji PV o kolejne moduły. Wystarczy dodać nowe panele i podłączyć do nich dodatkowe mikroinwertery, bez konieczności znaczącej ingerencji w pierwotną konfigurację systemu fotowoltaicznego.
- Optymalizacja pracy w złożonych układach: Pozwalają na projektowanie instalacji fotowoltaicznych o nietypowym i bardziej skomplikowanym rozmieszczeniu modułów PV, co jest szczególnie przydatne na dachach o nieregularnym kształcie lub z licznymi przeszkodami. W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów, gdzie panele zazwyczaj montuje się szeregowo na jednej płaszczyźnie, mikrofalowniki umożliwiają tworzenie bardziej efektywnych układów, w których część paneli może być skierowana na wschód, część na zachód, a inne na południe, maksymalizując wykorzystanie dostępnego światła słonecznego o różnych porach dnia.
- Precyzyjne monitorowanie pracy paneli: Każdy mikroinwerter monitoruje parametry pracy pojedynczego modułu PV. Dzięki temu system zyskuje dostęp do szczegółowych danych dotyczących napięcia, prądu i mocy każdego panelu oddzielnie. Ułatwia to szybkie wykrywanie ewentualnych usterek, spadków wydajności lub innych nieprawidłowości w działaniu poszczególnych elementów instalacji.
Wady mikroinwerterów PV – montaż i potencjalna awaryjność
Pomimo licznych zalet, mikroinwertery posiadają również pewne słabsze strony, które warto wziąć pod uwagę.
- Większa liczba punktów awarii: Ze względu na fakt, że w instalacji znajduje się wiele mikroinwerterów (po jednym na każdy panel), zwiększa się potencjalna liczba punktów, w których może dojść do awarii w porównaniu z systemem z jednym inwerterem centralnym.
- Trudniejszy montaż i potencjalna wymiana: Montaż mikroinwerterów, umieszczanych bezpośrednio pod modułami fotowoltaicznymi, może być bardziej czasochłonny i potencjalnie trudniejszy w przypadku konieczności wymiany w przyszłości, zwłaszcza w trudno dostępnych miejscach na dachu. Są one również bardziej narażone na bezpośrednie działanie niekorzystnych warunków atmosferycznych, takich jak ekstremalne temperatury, wilgoć czy opady, co teoretycznie może skrócić ich żywotność.
Jednakże, biorąc pod uwagę liczne zalety, wady mikroinwerterów wydają się być relatywnie niewielkie. Wielu specjalistów uważa, że mikrofalowniki stanowią przyszłość fotowoltaiki, oferując znaczący wzrost wydajności i elastyczności instalacji. Warto więc rozważyć zwiększenie efektywności swojej instalacji już dziś, inwestując w te nowoczesne rozwiązania, które stanowią interesującą alternatywę zarówno dla tradycyjnych systemów PV z jednym falownikiem, jak i dla systemów z optymalizatorami mocy.
Fot. Pexels
Zazwyczaj koszt jednostkowy mikroinwertera jest wyższy niż koszt jednostkowy inwertera centralnego o porównywalnej mocy całkowitej instalacji. Jednakże, biorąc pod uwagę potencjalnie wyższą wydajność całej instalacji z mikroinwerterami (szczególnie w przypadku zacienienia lub złożonego układu dachu) oraz niższe koszty związane z rozbudową i monitorowaniem, całkowity koszt inwestycji i eksploatacji może być porównywalny lub nawet korzystniejszy w dłuższej perspektywie.
Instalacja mikroinwerterów wymaga podłączenia każdego urządzenia do odpowiedniego panelu PV, co może być bardziej czasochłonne na etapie początkowym w porównaniu z podłączeniem jednego inwertera centralnego. Jednakże, prostota okablowania DC (niskie napięcie między panelem a mikroinwerterem) może uprościć instalację i zwiększyć bezpieczeństwo. Rozbudowa instalacji w przyszłości jest zazwyczaj prostsza w systemach z mikroinwerteram
Żywotność zarówno mikroinwerterów, jak i inwerterów centralnych zależy od producenta, jakości wykonania i warunków pracy. Mikroinwertery są montowane na zewnątrz, pod panelami PV, co naraża je na większe wahania temperatury i wilgotność. Jednak wielu renomowanych producentów oferuje długie okresy gwarancji na mikroinwertery (często 10-25 lat), co świadczy o ich trwałości. Inwertery centralne, montowane zazwyczaj wewnątrz budynków, mogą być mniej narażone na ekstremalne warunki atmosferyczne, ale również wymagają odpowiedniej wentylacji, aby zapewnić długą żywotność.
