Inwerter fotowoltaiczny (falownik) to najważniejszy element instalacji fotowoltaicznej. Jego zadanie polega na zmianie prądu stałego wytwarzanego przez panele słoneczne na prąd zmienny dostępny w gniazdkach elektrycznych. Tylko dzięki niemu możliwe jest wykorzystanie wytworzonej energii w swoim domu do zasilania i ładowania urządzeń. Czym dokładnie jest i jak działa falownik?
Spis treści
Czym jest inwerter do fotowoltaiki?
Inwerter solarny nazywa si również falownikiem lub przemiennikiem częstotliwości. To niewielkie urządzenie w formie zamykanej skrzynki, w której znajduje się serce całej instalacji fotowoltaicznej. Umieszczany jest zazwyczaj w piwnicy, garażu lub pomieszczeniu gospodarczym, gdzie dzięki zacienieniu i niskiej temperaturze działa najwydajniej. Do jego głównych zadań należy przemienianie prądu stałego pochodzącego ze słońca na prąd zmienny wykorzystywany w gniazdkach elektrycznych.
W przypadku małych instalacji fotowoltaicznych zamontowanych na dachach domów jednorodzinnych zazwyczaj wykorzystywany jest inwerter o niewielkiej mocy. Jest on przystosowany do tego, aby zaspokajać dzienne zapotrzebowanie przeciętnej rodziny. Zasada działania falownika zakłada, że jego sprawność zależy od chwilowego obciążenia, które powinno wynosić 20-100%. Optymalny poziom mocy inwertera umożliwia uzyskanie największej ilości prądu z paneli fotowoltaicznych. W większości przypadków sprawność osiąga wartość 97-98% i stanowi główne kryterium przy dokonywaniu wyboru najlepszego falownika.
Jak działa falownik?
Panele słoneczne wykonane są z płytki krzemowej, która „przechwytuje” promieniowanie słoneczne. Za sprawą wygenerowanego ciepła instalacja wytwarza napięcie stałe. W domowych gniazdkach znajduje się natomiast napięcie przemienne o parametrach zgodnych z siecią niskiego napięcia. Mowa o wartości równej 230/400 V 50Hz. Potrzebna jest zatem zmiana prądu stałego na zmienny i proces ten dokonuje się w falowniku.
Aby zrozumieć, jak działa falownik należy przyjąć, że aby móc czerpać korzyści z energii słonecznej należy dostosować parametry prądu wytworzonego przez panele fotowoltaiczne do wartości zgodnych z siecią. Tylko w ten sposób możemy wykorzystać pozyskaną energię na potrzeby zasilania urządzeń domowego użytku, takich jak pralki, lodówki, komputery czy odkurzacze. Inwerter dokonuje koniecznej zmiany w sposób automatyczny w czasie rzeczywistym.
Falownik – funkcje
Oprócz funkcji przetwarzania prądu stałego (napięcie stałe DC) na prąd zmienny (o częstotliwości i amplitudzie prądu przemiennego AC) falownik ma również dodatkowe zadania. Przede wszystkim służy do monitorowania pracy instalacji fotowoltaicznej. Za jego sprawą można dowiedzieć się tego, ile produkuje się prądu w danej chwili oraz ile wyprodukowało się go wcześniej. Inwerter zapewnia zdalny dostęp do statystyk pracy paneli fotowoltaicznych, dzięki czemu można kontrolować działanie swojej elektrowni, będąc z dala od domu. Zlicza całą energię, którą wyprodukowały panele fotowoltaiczne, a jednocześnie podaje ilość energii, którą pobiera się z sieci elektrycznej. Pozwala to dostrzec różnicę pomiędzy prądem zużytym a oddanym do sieci.
Falownik generuje statystyki pracy instalacji fotowoltaicznej w cyklu dobowym, tygodniowym, miesięcznym i rocznym. Za sprawą inwertera możliwe jest śledzenie wartości MPPT. Jest to maksymalny punkt mocy paneli fotowoltaicznych, który uzależniony jest od natężenia promieniowania słonecznego. W razie jakiejkolwiek nieprawidłowości w pracy systemu, falownik pełni funkcję automatycznego rozłącznika. Zapewnia to bezpieczeństwo oraz niezawodność instalacji fotowoltaicznej.
Rodzaje falowników
Na rynku dostępne są różne rodzaje falowników. Różnice wynikają przede wszystkim z typu instalacji, z którą inwerter współpracuje. Wyróżnia się inwerter:
- sieciowy (on-gird) – działa w modelu prosumenckim i współpracuje z siecią elektryczną,
- niewspółpracujący z siecią (off-gird) – nie jest zsynchronizowany z siecią elektryczną, wymaga dodatkowych akumulatorów, w których gromadzi się nadwyżka energii,
- hybrydowy – może zarówno współpracować z siecią elektryczną, jak i z akumulatorami.
Inwerter a panele fotowoltaiczne
Falownik stanowi nieodłączny i najważniejszy element instalacji fotowoltaicznej. Dzięki niemu możliwe jest uzyskiwanie korzyści z własnej elektrowni słonecznej. Jednocześnie warto wspomnieć o jeszcze jednej zalecie, jaką zapewnia nam inwerter do fotowoltaiki. Ilość promieniowania słonecznego docierającego do ziemi w ciągu roku jest różna. W okresy letnie panele fotowoltaiczne mogą pozyskać znacznie więcej energii niż zimą. Wygenerowanej energii może być zatem więcej niż potrzebujemy w danym momencie. Jeśli jej nie wykorzystany, zwyczajnie przepadnie. Aby tego uniknąć inwerter przekazuje nadwyżkę energii do sieci energetycznej. Zgodnie z Ustawą o OZE 70-80% energii wyprodukowanej przez własną elektrownię słoneczną można odebrać za darmo w okresy, gdy fotowoltaika jest mniej wydajna (np. w nocy lub zimą).
Co więcej za sprawą dążenia Polski do zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska wprowadzono liczne programy dofinansowania i finansowania alternatywnych źródeł energii. Jednym z najpopularniejszych i najłatwiejszych jest Program Czyste Powietrze, w ramach którego można uzyskać dofinansowanie do pomp ciepła i fotowoltaiki. W programie mogą wziąć udział właściciele lub współwłaściciele domów jednorodzinnych, którzy zdecydują się na wymianę starych, niewydajnych źródeł ciepła. Mogą dokonać zakupu pompy ciepła, kotłowni gazowej, przeprowadzić prace termomodernizacyjne i wymienić instalację centralnego ogrzewania lub wody. Decydując się na zamontowanie paneli fotowoltaicznych i pompy ciepła, można zyskać niezależność energetyczną i znacznie obniżyć swoje rachunki za prąd, a przy tym nie powodować szkód w środowisku naturalnym.
