Kluczowa rola inwertera
Inwerter, albo falownik to jeden z najbardziej istotnych elementów składowych instalacji fotowoltaicznej. Inwertery fotowoltaiczne są urządzeniami odpowiadającymi za przetwarzanie, jak również przekształcanie energii powstającej w modułach fotowoltaicznych. Prąd oraz napięcie stałe przeobrażone zostaje w energię elektryczną prądu
i napięcie przemienne o parametrach zgodnych z siecią niskiego napięcia, a więc 230/400 V 50 Hz.
Zależnie od sposobu współpracy z siecią elektroenergetyczną falowniki solarne podzielić można na sieciowe, jak też wyspowe.
Inwerter zgodnie ze swoim typem pełni szereg funkcji. Falownik sieciowy (ongrid) ulega zsynchronizowaniu z siecią publiczną, w wyniku czego produkowana jest energia.
Za sprawą zbilansowania wprowadzanej energii, sieć przejmuje rolę magazynu energetycznego o sprawności 80%. Należy jednak pamiętać, że falownik sieciowy podczas przerwy w dostawie prądu uniemożliwi produkcję prądu w instalacji PV. Wynika to z zastosowanego zabezpieczenia antywyspowego, stanowiącego gwarant ochrony
i bezpieczeństwa przed ewentualnym porażeniem dla techników pracujących przy naprawie awarii.
Falownik wyspowy (off-grid) nie zostaje zsynchronizowany z siecią elektroenergetyczną, nie wysyła zatem do niej energii elektrycznej wyprodukowanej w instalacji fotowoltaicznej. Akumulatory, czyli komponenty instalacji autonomicznej, gromadzą nadwyżki energii. Ze względu na ich wysoki koszt, mimo wszystko tego rozwiązania nie stosuje się zbyt często. Występują także inwertery hybrydowe, mające zdolność podejmowania współpracy równocześnie z siecią publiczną i instalacją wyspową, jako jej frakcja funkcjonująca z akumulatorami. Tego rodzaju system daje inwerterowi szansę gromadzenia w akumulatorach nadwyżki energii elektrycznej w momencie kiedy zapotrzebowanie budynku na moc jest mniejsze niż moc systemu fotowoltaicznego. Gdy produkcja energii
z systemu fotowoltaicznego będzie niższa niż zapotrzebowanie budynku na moc – falownik zasila sieć domową energią zgromadzoną w akumulatorach. Instalacja hybrydowa pozwala też zasilać obiekt w razie przerwy w dostawie energii z sieci publicznej. Właściwie dobrana moc instalacji PV i pojemność akumulatorów pozwalają na zwiększenie konsumpcji własnej do poziomu 50-80%. Standardowe bieżące zużycie w gospodarstwach domowych dochodzi najczęściej maksymalnie do 30%, natomiast oddawana jest do sieci. Wynik w granicach 50 a 80% to zatem wyjątkowo dobry rezultat.
Potencjalni inwestorzy przymierzając się do montażu niewielkiej instalacji fotowoltaicznej zwykle rozważają wybór inwertera jedno-, bądź trójfazowego. Większość dostępnych na rynku urządzeń o mocach do 5 kW to falowniki jednofazowe, a powyżej tejże mocy rynek oferuje już falowniki trójfazowe. Można jednak znaleźć na nim kilka trójfazowych inwerterów niższej mocy. Aktualnie najbardziej opłacalne jest założenie systemu przyłączonego do sieci. Ustawa o Odnawialnych Źródłach Energetycznych (w skrócie OZE) stwarza szansę zostania prosumentem – konsumentem będącym zaangażowanym równocześnie w proces tworzenia i promowania produktu marki. Dołączając do grona prosumentów nie trzeba drastycznie zwiększać kosztów na rzecz systemu fotowoltaicznego, a co za tym idzie – znikają obawy o sprawność pracy z użyciem akumulatorów.
Podsumowując:
- Oprócz najważniejszej funkcji przetwarzania energii elektrycznej wytworzonej przez panele fotowoltaiczne (napięcie stałe DC) na energię elektryczną (o częstotliwości i amplitudzie prądu przemiennego AC), inwerter monitoruje działanie instalacji fotowoltaicznej. Bierze również czynny udział w synchronizacji sieciowej.
- Dzięki falownikowi dowiesz się ile prądu produkujesz, ile zyskujesz, ile oszczędzasz. Urządzenia te pozwalają na zdalny dostęp do monitorowania pracy instalacji fotowoltaicznej za pośrednictwem aplikacji. Z jej wykorzystaniem kontrolować można prywatną elektrownię słoneczną będąc nawet daleko od domu.
- Inwerter zlicza energię elektryczną wyprodukowaną przez panele słoneczne, oraz odnotuje ilość energii pobranej z sieci energetycznej. Dzięki temu uchwycona zostanie różnica pomiędzy prądem zużytym w domu i tym wprowadzonym do sieci w cyklu dobowym, tygodniowym, miesięcznym, jak też rocznym.
- Inwerter śledzi maksymalny punkt mocy modułów fotowoltaicznych – MPPT (zależny od natężenia promieniowania słonecznego) oraz przyjmuje postać automatycznego rozłącznika. Dzięki układowi śledzenia przetworzy do 20% więcej energii niż przy użyciu starszych falowników bez układu MPPT.
- Bez inwertera nie moglibyśmy wykorzystać wyprodukowanego prądu. Dobry falownik powinien charakteryzować się wysoką sprawnością, niezawodnością, wysokim stopniem ochrony IP oraz dużym zakresem temperatury pracy. Dzięki urządzeniu możemy monitorować pracę instalacji i mieć wszystko pod kontrolą.
- Wysokiej klasy inwertery osiągną maksymalną sprawność pracy na poziomie wyższym niż 97-98 %. Sprawność pracy inwertera zapewnia korzystny efekt energetyczny i ekonomiczny – skraca więc okres zwrotu kosztów inwestycji. Uzależniona jest od chwilowego obciążenia (natężenia prądu przemiennego na wyjściu inwertera w odniesieniu do natężenia nominalnego dla inwertera).
Źródło grafiki: https://www.hewalex.pl/public/img/pv/porady/jak-nalezy-dobrac-inwerter-w-instalacji-fotowoltaicznej/02.png
Teksty źródłowe:
- https://columbusenergy.pl/2018/06/18/jak-dziala-inwerter/;
- https://consorenergia.pl/co-to-jest-inwerter-fotowoltaiczny-i-jakie-sa-jego-rodzaje-jak-dziala-inwerter/;
- https://stiloenergy.pl/2019/08/15/prosument-czyli-kto-nowa-definicja-w-nowelizacji-ustawy-o-oze/;
- https://www.gramwzielone.pl/energia-sloneczna/23180/inwerter-do-instalacji-fotowoltaicznej-jedno-czy-trojfazowy;
- https://www.hewalex.pl/porady-i-wiedza/fotowoltaika/jak-nalezy-dobrac-inwerter-w-instalacji-fotowoltaicznej.html.
