Wybieramy falownik – model centralny czy opcja mikro?

11 marca, 2022

W branży fotowoltaicznej innowacji z roku na rok dynamicznie przybywa. Z jednej strony jest to jak najbardziej pożądane, sprzyjające rozwojowi zjawisko, z drugiej jednak źródło licznych problemów związanych z wybieraniem odpowiednich technologii do własnego systemu PV. W niniejszym wpisie postaramy się ułatwić Ci sprawę w zakresie fundamentalnym, dotyczącym doboru właściwego falownika. Czym jest to urządzenie, na jakie dzieli się rodzaje i czym sugerować się podejmując decyzję w sprawie zakupu jednego z nich? O tym poniżej.

Do czego służy falownik w instalacji PV?

Zanim przejdziemy do odpowiedzi na konkretne pytania, takie jak przede wszystkim to, czy do swojej instalacji wybrać falownik centralny czy mikrofalowniki, skupmy się przez chwilę na podstawach, wyjaśniając, do czego w ogóle służą tego rodzaju urządzenia w przypadku fotowoltaiki.

Podstawowym elementem każdego systemu PV są panele, których zadanie polega na produkowaniu na bazie promieniowania słonecznego energii. Energia ta początkowo występuje jednak w postaci prądu stałego (DC), natomiast do sieci powinna trafić w formie prądu zmiennego (AC) o napięciu rzędu 230 V. Jak zapewne już domyślasz się w tym miejscu, to właśnie falownik (określany również jako inwerter) odpowiada za to przekształcenie i jest to też jego główna rola do spełnienia w ramach instalacji.

Czym jest falownik centralny?

No dobrze, skoro wiemy już, czym jest falownik w ogóle, pora przejść do zagadnień bardziej specyficznych, wyjaśniając, czym jest inwerter w opcji centralnej. Jak napisaliśmy już wcześniej, aby panele PV mogły dostarczać do sieci energię w odpowiedniej postaci, niezbędne jest urządzenie, które dokona przekształcenia prądu typu DC w jego odpowiednik typu AC. Falownik centralny jest jednym z najpopularniejszych podejść do tego tematu. W tym przypadku wszystkie obecne w ramach danej instalacji moduły połączone są ze sobą w łańcuchy, a następnie podpięte do jednego centralnego właśnie inwertera. Na takim schemacie opiera się obecnie około 90% wszystkich – zarówno tych przydomowych, jak i przemysłowych – systemów fotowoltaicznych w Polsce.

 

Falowniki centralne dzielą się na wiele dodatkowych pomniejszych rodzajów przeznaczonych do konkretnych zastosowań. Ich klasyfikacja jest na tyle szeroka, że bez trudu można byłoby poświęcić temu tematowi co najmniej osobny wpis blogowy. W związku z tym, we wspomnianym kontekście pozwolimy sobie przytoczyć tylko kilka najważniejszych systemów podziału. Są to przede wszystkim warianty:

  • jedno- lub trójfazowe wykorzystywane kolejno do instalacji o relatywnie niskich mocach oraz systemów o mocach średnich i dużych,
  • transformatorowe albo beztransformatorowe,
  • wyspowe (pozwalają magazynować nadwyżki wyprodukowanej energii do wykorzystania w przyszłości) bądź sieciowe (synchronizowane z funkcjonującą w danym miejscu publiczną siecią elektroenergetyczną),
  • hybrydowe, czyli wyspowo-sieciowe – łączą w sobie cechy obu wspomnianych powyżej systemów.

Mikrofalownik – co to jest i czym różni się od wariantu centralnego?

We wcześniejszej części wpisu zaznaczyliśmy, że falownik centralny jest jednym z podejść do potrzeby przekształcania prądu DC w prąd AC – co prawda silnie dominującym, ale nie jedynym. Drugim są z kolei właśnie mikrofalowniki (określane też jako mikroinwertery). Na czym polega ich specyfika?

Funkcja, którą spełniają w instalacji, jest identyczna jak w przypadku falowników centralnych, jednak sposób, w jaki to robią, znacząco różni się od poprzedniego przypadku. W przeciwieństwie bowiem do falowników centralnych mikroinwertery nie obsługują naraz wielu paneli PV, ale współpracują tylko z pojedynczymi z nich. Pisząc ściślej – na każdy pojedynczy moduł fotowoltaiczny (ewentualnie grupę od 2 do 4 modułów) przypada dokładnie jeden mikrofalownik. Jakie korzyści to za sobą pociąga?

Z podstawowych atutów opisywanego rozwiązania warto wymienić przede wszystkim efektywność działania. Zgodnie z powszechnie dostępnymi statystykami systemy bazujące na mikroinwerterach mogą produkować nawet do 20% energii więcej niż ich wykonane przy podobnych kosztach konwencjonalne odpowiedniki. Prawdopodobnie zastanawiasz się teraz, jak to możliwe, skoro falownik co do zasady odpowiada wyłącznie za przekształcanie prądu jednego typu w prąd drugiego typu, nie zaś za samą produkcję energii. Już śpieszymy z wyjaśnieniem.

 

W przypadku inwerterów centralnych wszystkie panele podpięte są do jednego urządzenia. To z kolei pociąga za sobą pewną niedogodność związaną z tym, że cały łańcuch modułów musi obniżać swoją wydajność do poziomu pracy specyficznego dla swojej najmniej efektywnej jednostki – ta może być z kolei np. zanieczyszczona, położona w cieniu czy nawet uszkodzona. Z mikrofalownikami natomiast problem taki nie występuje, dzięki czemu każdy element instalacji jest w stanie wykorzystywać swój pełen potencjał.

Z pozostałych zalet mikroinwerterów warto wspomnieć ponadto o:

  • zwiększonym bezpieczeństwie systemu wynikającym z niskiego napięcia instalacji – nawet do 1000 V w przypadku falownika centralnego i maksymalnie 60 V przy stosowaniu opcji mikro,
  • łatwości powiększania instalacji o dodatkowe moduły (znika konieczność wymiany centralnego urządzenia),
  • ułatwionym montażu w ramach skomplikowanych i trudnodostępnych przestrzeni.

Mikrofalownik czy falownik – na co się zdecydować?

Ponieważ konkretne liczby dobrze przemawiają do wyobraźni, w tym miejscu zapewne wydaje Ci się, że lepiej postawić na mikroinwerter niż falownik centralny. W niektórych przypadkach byłaby to prawda, jednak w innych już zdecydowanie niekorzystny wybór. Oprócz zalet bowiem rozwiązanie to ma także swoje wady, takie jak przede wszystkim utrudnione serwisowanie, brak możliwości współpracy z najnowszymi obecnie litowo-jonowymi akumulatorami czy też zwiększona względem falowników konwencjonalnych podatność na uszkodzenie pod wpływem oddziaływania czynników atmosferycznych, a zatem również zwiększona awaryjność.

Opisane powyżej wady są w wielu przypadkach rekompensowane przez atuty, jednak tylko do pewnego momentu. Im większa instalacja, tym bardziej rachunek zysków i start przechyla się w stronę tych drugich. Z uwagi na ten fakt mikrofalowniki zalecane są w szczególności dla małych, przydomowych instalacji, podczas gdy falowniki centralne stanowią rozwiązanie lepsze dla systemów relatywnie dużych. Tak jest w każdym razie na ogół, dlatego przed podjęciem finalnej decyzji warto skonsultować ją ze specjalistą, który dobierze odpowiednie rozwiązanie do konkretnych, indywidualnych potrzeb.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.