Uwzględnić należy też parametry wejściowe inwertera,  warunki panujące na dachu, możliwość współpracy z magazynem energii oraz jakość systemu monitoringu. Sprawdź jak prawidłowo wybrać falownik do fotowoltaiki.

Jakie są funkcje falownika w instalacji fotowoltaicznej?

Podstawowe zadanie falownika w każdej instalacji fotowoltaicznej polega na zamianie prądu stałego z paneli na prąd przemienny o parametrach zgodnych z domową instalacją elektryczną i siecią energetyczną. Nowoczesne inwertery dostępne w hurtowni Procarte pełnią jednak znacznie więcej funkcji. 

Falownik fotowoltaiczny odpowiada m.in. za:

• śledzenie punktu maksymalnej mocy paneli za pomocą algorytmów MPPT,
• synchronizację napięcia, częstotliwości i fazy z parametrami sieci,
• kontrolę napięcia oraz prądu po stronie stałoprądowej i przemiennoprądowej,
• wykrywanie przeciążeń, zwarć, prądów upływu i nieprawidłowej rezystancji izolacji,
• odłączenie instalacji w razie zaniku napięcia w sieci,
• ograniczanie mocy czynnej i regulację mocy biernej zgodnie z wymaganiami operatora,
• gromadzenie danych o produkcji, zużyciu energii, błędach i stanie poszczególnych obwodów,
• zarządzanie ładowaniem magazynu energii oraz zasilaniem awaryjnym, jeśli urządzenie obsługuje takie funkcje.

Jak dobrać falownik do paneli fotowoltaicznych?

Projektant powinien dopasować falownik do konkretnego układu modułów, a nie wyłącznie do łącznej mocy instalacji. Pod uwagę trzeba wziąć liczbę paneli w stringu, ich napięcie w różnych temperaturach, prąd roboczy, orientację połaci oraz ewentualne zacienienie. Ważny jest także sposób podziału modułów pomiędzy wejścia MPPT.

Rodzaje falowników fotowoltaicznych dostępnych na rynku

Falowniki fotowoltaiczne różnią się konstrukcją, sposobem współpracy z panelami oraz zakresem zarządzania energią. Na rynku dostępne są przede wszystkim:

• falowniki stringowe - obsługują jeden lub kilka łańcuchów paneli,
• mikrofalowniki - zarządzają pracą pojedynczych modułów lub ich małych grup,
• inwertery hybrydowe - współpracują z fotowoltaiką i magazynem energii,
• falowniki off-grid (wyspowe) - przeznaczone do instalacji działających bez dostępu do sieci,
• falowniki on-grid(sieciowe) - ich działanie jest ściśle uzależnione od obecności napięcia w sieci zewnętrznej. Dostępne są w wersji jednofazowej i trójfazowej, a wybór zależy od mocy całej instalacji oraz rodzaju przyłącza energetycznego.
• falowniki centralne - stosowane głównie na farmach fotowoltaicznych i w dużych obiektach przemysłowych.

Moc falownika a moc modułów fotowoltaicznych

Moc falownika nie musi odpowiadać dokładnie sumie mocy zamontowanych modułów fotowoltaicznych. W polskich warunkach projektanci często stosują przewymiarowanie strony DC, czyli montują panele o łącznej mocy wyższej niż znamionowa moc wyjściowa inwertera. Dzięki temu falownik może dłużej pracować z wysoką sprawnością rano, po południu i przy słabszym nasłonecznieniu. Typowa relacja DC do AC mieści się najczęściej w granicach około 1,1 do 1,3, ale ostateczna wartość zależy od orientacji paneli, kąta nachylenia, lokalnych warunków oraz zaleceń producenta.
Warto jednak mieć świadomość, że zbyt duże przewymiarowanie falownika do instalacji fotowoltaicznej może prowadzić do obcinania szczytów produkcji. Gdy moc modułów przekroczy możliwości urządzenia, inwerter ograniczy moc wyjściową do wartości znamionowej.

Zakres napięcia i dopuszczalny prąd wejściowy falownika

Zakres napięcia MPPT określa przedział, w którym falownik fotowoltaiczny może skutecznie wyszukiwać punkt maksymalnej mocy modułów. Napięcie robocze każdego stringu powinno utrzymywać się w tym zakresie przez możliwie dużą część roku. Osobno trzeba skontrolować napięcie startowe, maksymalne napięcie DC oraz znamionowe napięcie wejściowe.

Należy zwrócić uwagę na napięcie obwodu otwartego Voc. Projektant oblicza jego wartość dla najniższej temperatury występującej w danej lokalizacji. Jeśli suma napięć modułów przekroczy limit falownika, urządzenie może ulec uszkodzeniu. 

Równie ważny pozostaje prąd wejściowy. Nowoczesne moduły, zwłaszcza konstrukcje o dużej mocy, generują wyższe prądy niż starsze panele. Dobrze dobrany falownik do fotowoltaiki musi obsłużyć prąd roboczy Imp oraz prąd zwarciowy Isc każdego wejścia. 

Zacienienie paneli fotowoltaicznych na dachu lub gruncie

Przy doborze falownika do instalacji PV trzeba mieć uwagę na okresowe zacienienie paneli. Nawet niewielki cień padający z komina, drzew, masztu antenowego czy sąsiedniego budynku wpływa na parametry całego stringu, ponieważ połączone szeregowo moduły przewodzą ten sam prąd. 

Przed wyborem falownika warto przeprowadzić analizę zacienienia dla różnych pór dnia i roku. W trudniejszych warunkach można rozważyć optymalizatory mocy albo mikrofalowniki. Decyzję warto oprzeć na obliczeniach, ponieważ dodatkowa elektronika zwiększa koszt instalacji i liczbę elementów pracujących na dachu.

Współpraca z magazynem energii

Jeśli właściciel planuje zakup magazyn energii, powinien od razu rozważyć falownik hybrydowy. Urządzenie musi współpracować z konkretnym typem baterii, jej napięciem, protokołem komunikacyjnym oraz systemem zarządzania BMS. 

Warto sprawdzić maksymalną moc ładowania i rozładowania inwertera hybrydowego, liczbę obsługiwanych modułów bateryjnych oraz możliwość późniejszego zwiększenia pojemności. Duże znaczenie ma również funkcja zasilania awaryjnego. Nie każdy falownik hybrydowy dostępny na rynku automatycznie zapewnia zasilanie domu po zaniku napięcia w sieci. Aby instalacja mogła pracować awaryjnie, urządzenie musi obsługiwać funkcję zasilania rezerwowego, na przykład EPS lub Backup, oraz współpracować z odpowiednio dobranym magazynem energii i układem przełączającym. 

Monitoring i zarządzanie energią

System monitoringu falownika powinien pokazywać produkcję, zużycie energii, historię uzysków oraz komunikaty o błędach. Warto sprawdzić, czy inwerter umożliwia zdalną diagnostykę, sterowanie magazynem energii, ograniczanie eksportu do sieci i współpracę z systemem EMS. Przydatna jest również obsługa otwartych protokołów, takich jak Modbus, która ułatwia integrację z automatyką i późniejszą rozbudowę instalacji.

/Artykuł sponsorowany/