Inwerter fotowoltaiczny - falownik

Nazywany również falownikiem fotowoltaicznym jest elementem układu przekształcającym prąd stały generowany przez moduły w prąd zmienny wykorzystywany przez urządzenia pracujące w gospodarstwie domowym. Tylko wykorzystując inwerter fotowoltaika może być wykorzystywana do zasilania urządzeń elektrycznych. Odpowiada również za monitorowanie pracy naszej mikroelektrowni. W temacie takim jak fotowoltaika inwerter odgrywa najważniejszą rolę, zaraz po panelach. Istnieje kilka rodzajów tych urządzeń które tworzą podział instalacji na trzy główne typy:

  • wykorzystujące inwerter łańcuchowy - tylko jedno urządzenie obsługujące wszystkie moduły
  • wykorzystujące inwerter łańcuchowy i optymalizatory - jedno urządzenie obsługuje wszystkie moduły, ale każdy moduł jest optymalizowany
  • pracujące z mikroinwerterami - w tym rozwiązaniu każdy panel ma swój własny inwerter

Falownik jest skomplikowanym urządzeniem elektronicznym którego najważniejszą cechą jest niezawodność. Ze względu na ciągłą pracę z wysoką ilością mocy przychodzącej z paneli jest to najczęściej ulegający awarii element. Defekt inwertera przerywa dostawę prądu z naszej instalacji fotowoltaicznej, więc nie warto na nim oszczędzać. Aby upewnić się że kupujemy produkt dobrej jakości, szukajmy certyfikatów potwierdzających jego jakość. Najbezpieczniej będzie wybrać falownik oznaczony certyfikatami:

  • PN-EN 61000-3-2 i PN-EN 61000-3-3 (dla falowników o prądzie mniejszym niż 16A na fazę)
  • PN-EN 61000-3-12 i PN-EN 61000-3-11 (dla urządzeń o prądzie od 16 do 75A na fazę)
  • PN-EN 50438
  • 2014/35/UE
  • 2014/30/UE

Inwerter fotowoltaiczny 3 fazowy

Podstawową różnicą między inwerterem 3 fazowym a standardowym (na jedną fazę) jest sposób rozliczania z operatorem sieci energetycznej, do której podpięta jest instalacja. Załóżmy, że panele generują 3kW mocy. Inwerter fotowoltaiczny 1 fazowy, przy obciążeniu 1kW przesyłałyby do operatora pozostałe 2kW, nawet gdyby inne odbiorniki wyrażały zapotrzebowanie na prąd. Inwertery 3 fazowe z kolei przesłałyby 3kW energii z paneli do każdego z trzech odbiorników, nie przesyłając nic do operatota - wykorzystując w ten sposób cały dostępny prąd. Charakteryzują się także zwiększoną wydajnością. Ze względu na obecność bardziej skomplikowanego układu, wybierając inwerter fotowoltaiczny 3 fazowy cena rośnie. Większość instalatorów odradza montaż inwertera 3 fazowego przy mniejszych instalacjach fotowoltaicznych. Istnieją jednak rozwiązania, pozwalające na podpięcie inwertera o trzech fazach nawet do instalacji o mocy zaledwie 1kW! Inwerter fotowoltaiczny trójfazowy gwarantuje optymalne zarządzanie.

Wytrzymałość urządzeń

Projektowane z myślą o pracy w wymagających warunkach muszą odznaczać się nadzwyczajną odpornością na uszkodzenia i awarie. Wybierając idealny inwerter do fotowoltaiki możemy sugerować się wynikami klasy ochronności IP. Określa ona odporność produktu na wodę i pył, co ma szczególne znaczenie dla paneli montowanych w formie farmy. W tym przypadku bowiem również inwerter znajduje się na zewnątrz, pod gołym niebem. Standardem jest klasa IP65, jednak jeżeli zależy nam na zwiększonej odporności możemy zdecydować się na zakup urządzenia o klasie IP66. Warto również sugerować się oferowaną przez producenta gwarancją.

Gwarancja na inwerter

Falownik to urządzenie pełne wrażliwej elektroniki. Od jego poprawnego funkcjonowania zależy wydajność całej instalacji. Należy pamiętać, że uszkodzony mikroinwerter wstrzymuje generowanie prądu, aż do momentu naprawy lub wymiany. Z tego względu kluczowe znaczenie mają oferowane przez sprawdzone marki gwarancje na inwerter fotowoltaiczny. Przed zakupem warto sprawdzić szczegóły gwarancji, by ustalić jakie awarie podlegają wsparciu producenta. W większości przypadków najważniejszym wyznacznikiem jakości jest jednak długość gwarancji - standardowo 5 lat, ale możliwe jest uzyskanie nawet do 10 lat gwarancji na falownik. Którzy producenci są godni polecenia?

  • Delta - standardowe 5 lat z płatnym przedłużeniem do 20 lat
  • SolarEdge - najdłuższa gwarancja bez przedłużania - 12 lat
  • SMA - 5 lat z możliwością przedłużenia do 20 lat
  • Fronius - 5 lat z możliwością przedłużenia do 20 lat

Ile lat realnie może pracować dobrej jakości inwerter? Badania wskazują, że spodziewana wartość to od 10 do 15 lat. Po tym okresie konieczne będzie wymienienie uszkodzonych elementów przez instalatora, lub zakup nowego urządzenia. To dobra okazja na rozbudowę instalacji!

Wydajność inwertera fotowoltaicznego

Analizując wydajność inwerterów, trzeba zwrócić uwagę na trzy podstawowe parametry:

  • Sprawność - inwerter nie powinien zużywać zbyt dużo energii na zasilanie swojej pracy. Poziom wydzielanego ciepła także nie powinien przekraczać przyjętych norm.
  • Czas bezawaryjnej pracy - awaria przerywa działanie instalacji, a co za tym idzie przestaje ona generować zyski.
  • Jakość MPPT - moduł śledzenia mocy - im lepszej jakości, tym lepsza kontrola nad instalacją

Sprawność

Sprawność falownika fotowoltaicznego jest wartością określającą jak radzi sobie z przemianą prądu stałego na zmienny. W zależności od wielu czynników sprawność może ulegać zmianie - moc i napięcie instalacji mają na nią największy wpływ. Analizując ten parametr, warto brać pod uwagę jedynie sprawność ważoną, określaną na podstawie sprawowania inwertera na przestrzeni całego dnia i różnych warunków pogodowych. Większość inwerterów odznacza się sprawnością ~97%, co jest naprawdę zadowalającym wynikiem.

Czas bezawaryjnej pracy

Każda awaria wydłuża czas zwrotu kosztów inwestycji. Praca inwertera powinna być ciągła i niezachwiana. Czasem jednak nagła zmiana temperatury lub napięcia może uszkodzić inwerter. W takiej sytuacji warto powołać się na gwarancję. Ile będzie działać inwerter bez żadnej awarii? Jak wspomniano wcześniej, będzie to okres od 10 do 15 lat.

MPPT

Moduły MPPT wykorzystywane są do zbierania danych na temat mocy maksymalnej. Ich zadaniem jest wskazywać odpowiednie obciążenie dla fotowoltaiki, by mogła generować jak największą moc. Dzieje się tak, ponieważ panele łączone szeregowo mają na siebie bezpośredni wpływ - osłabienie jednego z nich sprawia, że cała instalacja działa na jego poziomie. Jedną z metod by uniknąć obniżania wydajności instalacji jest aktywowanie diod bocznikowych, ale nie jest to idealne rozwiązanie. Punkt maksymalnej mocy obliczany na podstawie modułów MPPT pozwala wybrać opytalne warunki do generowania prądu stałego. Im więcej modułów, tym dokładniejsze będzie obliczenie - zacieniony panel będzie miał wpływ jedynie na 1 segment, zamiast na całość.

Ile kosztuje inwerter fotowoltaiczny?

W zależności od mocy instalacji, konieczne będzie dostosowanie do niej również mocy inwertera. Wraz z rozmiarem rośnie oczywiście cena falownika fotowoltaicznego. Dodatkowe koszty generuje przedłużenie gwarancji do 20 lat, jednak inwestując warto myśleć przyszłościowo. Najtańsze inwertery można kupić już od 3 tysięcy złotych, ale gwarancja nie będzie zadowalająca. Produkty topowych producentów to już wydatek rzędu 10 tysięcy, ale z naprawdę imponującą gwarancją, nawet do 25 lat!