Solidarni z UKRAINĄ!

Podstawowym zadaniem falowników (inwerterów) fotowoltaicznych jest przekształcanie prądu stałego na prąd przemienny o parametrach prądu właściwych sieci energetycznej. Rozwój techniczny w zakresie instalacji PV skutkuje nadawaniem inwerterom coraz to nowszych funkcji i zadań, przez co łączą w sobie możliwości kilku odrębnych urządzeń.

Rys. 1. Falownik ze zintegrowaną funkcją zasilania rezerwowego sprawdzi się w każdej sytuacji, niezależnie od tego, czy jest on stosowany w połączeniu z systemami magazynowania energii, zasilania awaryjnego, ogrzewania czy e-mobilności. FOT: FRONIUSRys. 1. Falownik ze zintegrowaną funkcją zasilania rezerwowego sprawdzi się w każdej sytuacji, niezależnie od tego, czy jest on stosowany w połączeniu z systemami magazynowania energii, zasilania awaryjnego, ogrzewania czy e-mobilności. FOT: FRONIUS

Kierunki ewolucji inwerterów

Wiele modeli najnowszych falowników wyposażonych jest w interfejsy komunikujące się z użytkownikiem i serwisem technicznym. Mogą także przesyłać i odbierać informacje z systemów zarządzania energią. Jednak przede wszystkim stoją na straży bezpieczeństwa, kontrolując rezystancję izolacji lub sprawdzając, czy nie doszło do powstania łuku zwarciowego.
Inwertery wyposaża się także obecnie w zaawansowane możliwości detekcji uszkodzeń całego systemu bądź jego poszczególnych elementów, a nawet w funkcję wyłączania pracy instalacji, w przypadku wykrycia zagrożenia. Popularność fotowoltaiki przyczyniła się do trudności z odbiorem energii elektrycznej wytworzonej przez instalacje prosumentów. Rozwiązaniem zdaje się zastosowanie magazynów energii, które umożliwiają jej przechowywanie a następnie wykorzystanie nocą lub w miesiącach, w których energia produkowana ze słońca nie jest w stanie zaspokoić potrzeb użytkowników. Trend ten przekłada się także na technologie zastosowane w falownikach, które muszą umożliwiać tego typu hybrydową pracę.
Kolejne zadanie, które przypadło inwerterom i które związane jest z rozwojem instalacji PV, polega na obsłudze akumulatorów i zasilania awaryjnego, dzięki któremu może być zapewniona całodobowa ciągłość dostaw prądu. Ma to związek z planami regulacji odbioru prądy w godzinach szczytu produkcji energii. Tego typu rozwiązanie zapewnia użytkownikowi większy zakres niezależności energetycznej – nie musi oddawać prądu do sieci, przez co nie traci 20% jego wartości, płacąc za magazynowanie. Dodatkowo inwertery współpracujące z magazynami energii w pełnić mogą rolę stabilizatora sieci elektroenergetycznej. Zarządzają obciążeniem i dopasowują konsumpcję do ilości wyprodukowanej energii.

Rys. 2. Nowoczesne falowniki przekazują dane w czasie rzeczywistym za pośrednictwem IOS i Androida. Możliwe jest też zdalne monitorowanie i konfiguracja inwertera. Trójfazowe falowniki hybrydowe doskonale sprawdza się w instalacjach zarówno on grid, jak i off grid. FOT: SAJRys. 2. Nowoczesne falowniki przekazują dane w czasie rzeczywistym za pośrednictwem IOS i Androida. Możliwe jest też zdalne monitorowanie i konfiguracja inwertera. Trójfazowe falowniki hybrydowe doskonale sprawdza się w instalacjach zarówno on grid, jak i off grid. FOT: SAJ

Zdalna komunikacja

Kolejny kierunek rozwoju związany jest z funkcją zbierania i rejestrowania danych o systemie. Zdalna komunikacja pozwala na kontrolowanie w czasie rzeczywistym wielkości produkcji oraz efektywności systemu. Pozwala także na sprawdzenie, czy instalacja PV pracuje lub czy zaistniały w niej błędy bądź anomalie. Wpływa to na szybkość wykrycia nieprawidłowości i naprawę usterek.
Oczywiście, gromadzenie danych jest także korzystne w przypadku chęci sprawdzenia zysków ekonomicznych wynikających z działania systemu w określonym czasie. Możliwe jest porównanie ilości przewidywanej z rzeczywiście wytworzoną. Funkcja ta przydaje się zwłaszcza w sytuacji, gdy istnieje konieczność rozliczenia się z inwestorem zewnętrznym.
Co ciekawe, w wielu współczesnych modelach zrezygnowano z wyświetlaczy, uznając je za najbardziej awaryjne.
Falowników nie ominął także trend związany z internetem rzeczy, a zatem współpracą pomiędzy urządzeniami. Inwertery mogą same decydować o uruchamianiu pomp ciepła, klimatyzatorów czy podgrzewaczy wody. Mogą także być elementem systemów ładowania pojazdów elektrycznych.

Rys. 3. Trójfazowe falowniki hybrydowe doskonale sprawdza się w instalacjach zarówno on grid, jak i off grid. FOT: SOFARRys. 3. Trójfazowe falowniki hybrydowe doskonale sprawdza się w instalacjach zarówno on grid, jak i off grid. FOT: SOFAR

Wybieramy falownik

Warto zacząć od tego, że ze względu na zasadę działania inwertera wyróżniamy trzy typy instalacji: z inwerterem łańcuchowym w którym na instalację przypada jeden inwerter), z inwerterem łańcuchowym i optymalizatorami (tu też na instalację przypada jeden inwerter, ale każdy panel jest optymalizowany) bądź z mikroinwerterami (każdy panel ma swój inwerter).
Dokonując wyboru falownika warto kierować się kilkoma kluczowymi kryteriami. Jedynym z nich jest sprawność – im jest wyższa, tym falownik zużywa mniej prądu na własne działanie a także mniej się nagrzewa. Jeśli chcemy korzystać z magazynu energii, trzeba sprawdzić, czy wybrany falownik z nimi współpracuje.
Ze względu na to, że instalacje PV pracują w trudnych warunkach, należy postawić na falowniki wytrzymałe na uszkodzenia mechaniczne, a także o wysokiej klasie ochronności IP (niektóre falowniki mają nawet IP66). Dobrze jest skalkulować cenę, ale postawić na dobrego producenta, dającego na swoje falowniki jak najdłuższą gwarancję.

Absolutną podstawą jest, by inwerter posiadał stosowne certyfikaty, w tym:

  • certyfikat zgodności z normą PN-EN 61000-3-2 i PN-EN 61000-3-3 (dla falowników o prądzie <16A na fazę)
  • PN-EN 61000-3-12 i PN-EN 61000-3-11 (dla tych o prądzie 16-75A na fazę)
  • certyfikat zgodności z normą PN-EN 50438
  • deklarację zgodności z dyrektywą 2014/35/UE (niskonapięciową)
  • deklarację zgodności z dyrektywą 2014/30/UE (kompatybilności elektromagnetycznej).

Na co zwrócić uwagę przy wyborze falownika do instalacji fotowoltaicznej w domu jednorodzinnym? - Zdaniem EKSPERTA FRONIUS

Falownik można porównać do serca i centralnego układu nerwowego instalacji fotowoltaicznej. Dlatego tak ważny jest jego prawidłowy wybór, który może zadecydować o technicznym i finansowym powodzeniu całej inwestycji. Częstym błędem popełnianym przez przyszłych właścicieli instalacji fotowoltaicznej, jest kierowanie się kryterium najniższej ceny przy wyborze konstrukcji, modułów, falowników czy zabezpieczeń. Oczywiście, aspekt ekonomiczny jest niezwykle ważny w inwestycji, ponieważ powinna ona przynieść korzyść finansową inwestorowi w najkrótszym możliwym czasie. Niemniej, często zdarza się, że zarówno inwestorzy, jak i firmy instalacyjne, kierują się wyłącznie ceną zakupu, a nie zwracają uwagi na tak ważne aspekty jak: jakość, gwarancja (w tym możliwość jej wyegzekwowania!) czy dostępność serwisu przez pełny okres działania elektrowni. Decydując się na wybór producenta i typu falownika, oprócz ceny, powinniśmy zwrócić uwagę na poniższe elementy:

  • szybkie wyszukiwanie i utrzymanie punktu mocy maksymalnej MPP,
  • wysoka sprawność i niezawodność,
  • wysoki stopień ochrony, min. IP65, dzięki solidnej obudowie,
  • duży zakres temperatur pracy (od -25°C do +60°C),
  • łatwość, szybkość i wygoda instalacji, a co za tym idzie: serwisu,
  • łatwa kontrola działania urządzenia poprzez zdalny monitoring, szczegółowe monitorowanie urządzenia, diagnostyka usterek,
  • zgodność z obowiązującymi normami i przepisami.

Ostatnim ważnym elementem, którym należy się kierować przy wyborze producenta falownika jest lokalne wsparcie i serwis oraz dostępność certyfikatów i dokumentacji w języku polskim.

Damian Żabicki



x