Czym jest inwerter?
Inwerter lub inaczej falownik to jeden z najważniejszych elementów Twojej instalacji fotowoltaicznej. Jego główne zadanie to zamiana prądu stałego, wyprodukowanego przez panele słoneczne, na prąd zmiennych, który możesz wykorzystać w domu, a nadwyżkę przesłać do sieci energetycznej. Jakie jescze funkcje pełni inwerter?
Falownik, prócz zamiany prądu stałego (DC) na prąd zmienny (AC) 230 V/50 Hz, kontroluje i monitoruje parametry pracy sieci takie jak: częstotliwość, napięcie oraz odpowiednio reaguje, gdy parametry są poza dopuszczalnymi normami, wtedy odłącza falownik od sieci.
Ponadto na podstawie zebranych danych o pracy instalacji, falownik optymalizuje jej pracę poprzez posiadany układ śledzenia maksymalnego punktu pracy modułów MPPT.

Inwertery dzielimy między innymi ze względu na połączenie z siecią, wyróżniając:

- Inwerter off-grid (wyspowy) – falownik nie nawiązuje połączenia z siecią, a więc nie może oddawać do niej nadwyżek energii. Ma natomiast możliwość ładowania akumulatorów. Inwerter solarny tego typu często dostosowuje napięcie do potrzeb podłączonych urządzeń i baterii, na przykład gromadząc prąd w domkach letniskowych.

- Inwerter on-grid (sieciowy) – falownik nawiązuje połączenie z siecią, oddając do niej nadwyżki nagromadzonej energii. Dostosowuje napięcie do jego poziomu w sieci. Ten typ urządzenia nie pozwala na ładowanie akumulatorów.

- Inwerter hybrydowy – połączenie funkcji dwóch wcześniejszych systemów. Pozwala wytwarzać prąd z paneli fotowoltaicznych, a również ładować akumulatory. To urządzenia o większej liczbie wejść i wyjść od tradycyjnego falownika.

Inny podział, pod kątem tego do ilu faz przyłącza się falownik, rozróżnia:

- inwertery jednofazowe – dla mniejszych instalacji fotowoltaiki do kilku kW,

- inwertery trójfazowe – dla fotowoltaiki o większej mocy niż kilka kW.

Zalety i wady wykorzystania inwerterów tradycyjnych
Zalety

- inwerter fotowoltaiczny jest urządzeniem stosunkowo tanim i prostym w obsłudze

- dzięki swojemu umieszczeniu (najczęściej w domu) jest łatwy do konserwacji i naprawy

- wymiana inwertera solarnego na urządzenie innej marki nie jest kłopotliwe

Wady

- moc wyjściowa instalacji z inwerterem centralnym zależy od najsłabszego ogniwa - panelu, który działa najgorzej;

- nie nadaje się do instalacji z panelami położonymi na dachu z okresowym zacienieniem;

- centralny falownik znacznie utrudnia rozbudowę instalacji fotowoltaicznej;

- ograniczają nas pod względem minimalnej mocy instalacji fotowoltaicznej oraz falownika.

Kolejnym jest podział ze względu na wielkość instalacji: mikroinwertery (np. domki letniskowe), inwertery stringowe (instalacje fotowoltaiczne o mocy do 30 kW) i inwertery centralne (duże instalacje, np. farmy fotowoltaiczne).

Mikroinwertery
Mikroinwerter, jak wskazuje nazwa, to urządzenia dużo mniejsze niż pojedynczy falownik centralny. Mikroinwertery montuje się bezpośrednio pod modułem fotowoltaicznym i, w zależności od technologii, mogą obsługiwać jednocześnie jeden, dwa, a nawet cztery panele fotowoltaiczne. Zasada działa mikroinwertera w dużej mierze sprowadza się do tego, co robi inwerter centralny, czyli zamiany prądu stałego w przemienny, który – doprowadzony do gniazdek – jest następnie wykorzystywany w dowolnym celu. Jednakże w odróżnieniu od inwertera centralnego, w przypadku mikroinwerterów sama konwersja prądu stałego na przemienny odbywa się tuż pod modułem, a do rozdzielnicy są sprowadzane jedynie przewody prądu przemiennego, co dodatkowo zmniejsza straty energii. Mikroinwerter obsługuje pojedyncze (maksymalnie dwa) moduły w instalacji. Dlatego mikroinwertery są polecane tam, gdzie moduły fotowoltaiczne mają być zamontowane na dachu o skomplikowanym kształcie, przez co będą ustawione w różnych kierunkach bądź częściowo zacienione. Wówczas zastosowanie mikrofalowników może być alternatywą dla optymalizatorów mocy.

Mikroinwerter będzie dobrym rozwiązaniem dla osób, które planują zamontowanie małej instalacji fotowoltaicznej, takiej o mocy maksymalnie kilku kW. Sprawdzi się również w przypadku możliwości pojawienia się zacienienia czy zabrudzenia na panelach - pozwoli na dalszą pracę reszty modułów fotowoltaicznych. Pod uwagę należy wziąć również kwestie związane z bezpieczeństwem: mikroinwertery zapewnią mniejsze napięcie na dachu; brak łuków elektrycznych; natychmiastowo rozłączą instalację w przypadku wykrycia awarii. Dłuższe gwarancje niż na falowniki również mają swoją przyczynę - mikroinwertery mają większą żywotność, ponieważ ulegają mniejszym obciążeniom. Należy jednak wspomnieć o tym, że są one umieszczone bezpośrednio pod panelami, co naraża je na skrajne warunki. Dużym plusem jest też możliwość późniejszego rozbudowania instalacji w łatwy sposób - wystarczy dołożyć kolejne moduły wraz z kolejnymi mikroinwerterami.

Zalety i wady wykorzystania mikroinwerterów
Zalety

- pozwalają wykorzystać cały potencjał energetyczny każdego panelu fotowoltaicznego umożliwiając budowę instalacji już od jednego modułu fotowoltaicznego;

- zapewniają maksymalną wydajność instalacji fotowoltaicznej;

- pozwalają na dokładny monitoring całej instalacji, jak i pojedynczych paneli fotowoltaicznych;

- instalację fotowoltaiczną na mikroinwerterach bez problemu rozbudujesz w przyszłości, także o panele fotowoltaiczne innych      producentów

- są tańsze w naprawie.

Wady

- są droższe w porównaniu do instalacji fotowoltaicznych z inwerterem solarnym, ponieważ wykorzystują więcej tych urządzeń - najczęściej taką samą jak liczba modułów fotowoltaicznych;

- ze względu na umieszczenie na dachu częściej narażone są na negatywne działanie zbyt wysokich i zbyt niskich temperatur, co nie służy dobrze urządzeniom elektronicznym;

- nie pozwalają na współpracę z akumulatorami litowo-jonowymi;

- nie pozwalają na rozbudowę o system magazynowania energii.

Optymalizatory
Optymalizatory mocy to urządzenia elektroniczne montowane przy modułach fotowoltaicznych lub w puszkach połączeniowych modułów, których zadaniem jest wymuszanie pracy w punkcie mocy maksymalnej na poziomie pojedynczego modułu. Zastosowanie optymalizatorów mocy pozwala osiągnąć wyższe uzyski energii z instalacji – od kilku do nawet kilkudziesięciu procent. Szczególnie duże korzyści z zastosowania tego typu urządzeń pojawiają się w przypadku niedopasowania prądowo- napięciowego na modułach PV.

Schemat działania optymalizatora mocy nie jest nazbyt skomplikowany. Jego naczelną rolą jest monitoring pracy poszczególnych paneli fotowoltaicznych. Ponadto dzięki optymalizatorom panele zyskują pełną autonomię. Każdy moduł wypracowuje możliwie najlepsze uzyski niezależnie od wyników swoich sąsiadów.
Jak działa optymalizator mocy? Jego główne zadanie to poszukiwanie punktu mocy maksymalnej w danym module fotowoltaicznym. Optymalizator dąży do obciążenia modułu w sposób równomierny. Ta optymalizacja służy wygenerowaniu możliwie największej mocy w danym module bez oglądania się na inne.
Jak pracują panele fotowoltaiczne bez optymalizatora? Działają one w sposób szeregowy. Oznacza to, że panele pod względem wydajności wzajemnie na siebie wpływają. Oznacza to, że jeśli jeden z nich pozostaje w cieniu, wówczas obniżają się jego uzyski, a cała instalacja dostosowuje swą wydajność do najsłabszego ogniwa. Straty energii mogą więc okazać się znaczące, zwłaszcza gdy moduł pozostaje przez dłuższy czas w cieniu bądź też uległ uszkodzeniu.

Zalety i wady wykorzystania optymalizatorów
Zalety

- najważniejszą zaletą optymalizatorów fotowoltaicznych jest możliwość pobierania maksymalnej mocy z każdego panela fotowoltaicznego;

- doskonale radzą sobie w trudniejszych warunkach - niezależnie od zacienienia dachu i położenia;

- optymalizator mocy wpływa na poprawę wydajności paneli PV, w przypadku zacienienia, nierównego kąta nachylenia modułów fotowoltaicznych, które powodują nierówne nasłonecznienie poszczególnych ogniw;

- urządzenie to pozwala na monitorowanie pracy instalacji fotowoltaicznej. Dzięki temu możliwe jest szybkie reagowanie w przypadku, kiedy zauważymy, np. przerwy w ich pracy lub obniżenie mocy poszczególnych modułów PV;

- optymalizator mocy zapewnia także ochronę w razie pożaru. W przypadku wykrycia źródeł ognia obniża napięcie DC do 1 V, dzięki czemu możliwe jest bezpieczne gaszenie pożaru;

- świetnie sprawdzają się także w gorszych warunkach atmosferycznych;

- cena optymalizatorów mocy jest niższa od mikroinwerterów solarnych;

Wady

- utrudniony dostęp, przez co koszty ich serwisowania są dużo wyższe. - Optymalizatory montowane są najczęściej pod modułami PV, przez co w sytuacji konieczności wykonania napraw, wymagają demontażu całości;

- optymalizatory napięcia montowane na dachach mogą emitować fale o częstotliwości radiowej, powodując zakłócenia w działaniu radia i telewizji;

- instalacja optymalizatora mocy wpływa też na podwyższenie kosztów ewentualnej rozbudowy instalacji.

Niezależnie od tego, czy postawisz na optymalizator mocy, mikroinwerter solarny, czy klasyczny falownik - kluczowa jest analiza i podpowiedzi specjalistów, którzy mają doświadczenie w budowaniu instalacji fotowoltaicznych. Przygotowana przez nich indywidualna prognoza uzysku energii, żywotności urządzeń i opłacalności inwestycji pozwoli ci w pełni świadomie podjąć najlepszą decyzję zakupową. - napisz do nas!