Falowniki- baza wiedzy

Bez względu na rodzaj wybranej instalacji nieodzownym elementem elektrowni jest falownik, inaczej inwerter (ang. inverter). Stanowi on urządzenie, które łączy generator fotowoltaiczny z domową instalacją elektryczną oraz z siecią elektroenergetyczną

Działanie falownika

Zadaniem inwertera jest zamiana prądu stałego DC (ang. direct current) na prąd przemienny AC (ang. alternating current). Generator PV produkuje energię w postaci prąd stałego. Z kolei domowe instalacje elektryczne jak i sieć elektroenergetyczna charakteryzują się prądem zmiennym. Falownik przetwarza DC na AC o takich parametrach, aby zostały nim zasilone domowe odbiorniki elektryczne i elektroniczne, a nadwyżki mogły trafić do sieci. Odpowiednimi parametrami jest napięcie 230 V oraz częstotliwość 50Hz. Wysokim wymogiem stawianym inwerterom jest sprawność i jej minimalna wartość wynosi 97

Z tego artykułu dowiesz się:

  • Działanie falownika
  • MPP Tracker
  • Monitorowanie pracy falownika
  • Rodzaje falowników

MPP Tracker

Dodatkowo inwerter zapewnia optymalną eksploatację instalacji PV poprzez śledzenie punktu mocy maksymalnej generatora PV. Funkcję tą spełnia układ MPPT (ang. Maximum Power Point Tracker). Jego zadaniem jest takie sterowania obciążeniem podłączonych modułów fotowoltaicznych tak, aby generowały one możliwie największą moc, czyli pracowały w swoim punkcie mocy maksymalnej MPP. Najlepsze falowniki potrzebują na znalezienie punktu mocy maksymalnej jedynie kilku sekund, gorsze rozwiązania nawet kilkudziesięciu.  Różnice te wydają się stosunkowo niewielkie, jednakże z racji wielokrotnie zmieniających się w ciągu dnia warunków słonecznych i temperatury oraz związaną z tym każdorazową koniecznością wyszukania nowego punktu mocy maksymalnej, wpływają one znacząco na wydajność instalacji. Falownik w zależności od ilości przyłączanych paneli fotowoltaicznych i ilości ich połączeń w łańcuchy może być wyposażony w jeden lub dwa trackery. 

Monitorowanie pracy falownika

Obecnie stosowane falowniki wyposażone są w monitoring pracy systemu. Często stosowanym rozwiązaniem był wyświetlacz wbudowany w falownik, na którym można było odczytać moc chwilową oraz inne parametry pracy systemu. Aktualnie coraz rzadziej korzysta się z takiej technologii, ponieważ awarie wyświetlaczy inwerterów stanowią najczęstsze usterki i potrzebę naprawy. Obecnie stosowanym rozwiązaniem jest odczyt zdalny rejestrowanych danych. Jest to możliwe np. poprzez stronę internetową. Często producenci falowników oferują również aplikację, dzięki której można na bieżąco, z dowolnego miejsca kontrolować pracę własnej instalacji. Jeżeli wszystko jest dobrze skonfigurowane, system może sam powiadomić użytkownika (np. smsem), w razie gdyby działo się coś złego z pracą instalacji fotowoltaicznej. Dodatkowo, jeżeli inwestor zdecydował się na optymalizatory mocy, istnieje  możliwość analizowania uzysków energii elektrycznej na poziomie pojedynczego modułu PV 

Rodzaje falowników 

Ze względu na moc inwertery można podzielić na trzy kategorie: mikroinwertery, falowniki szeregowe oraz inwertery centralne. Mikroinwertery są rzadko stosowanym rozwiązaniem, w którym mikrofalownik współpracuje z wyłącznie z pojedynczym modułem PV. Najbardziej popularne są tzw. inwertery szeregowe, inaczej zwane łańcuchowe. Ich specyfiką jest zakres mocy do 50 kW. Falowniki takie są stosowane w instalacjach przydomowych, jak i przy większych systemach produkujących energię elektryczną na skalę komercyjną. Natomiast falowniki centralne to inwertery o bardzo dużej mocy (rzędu nawet kilku MW). Najczęściej obsługują one moduły fotowoltaiczne na farmach PV, złożonych z tysięcy modułów.

Falowniki można podzielić również na transformatorowe i beztransformatorowe. Te pierwsze stosowane są przy instalacjach składających się z paneli cienkowarstwowych. W przypadku standardowych generatorów fotowoltaicznych zbudowanych z paneli krzemowych stosowane są falowniki beztransformatorowe. Wyróżniają się one także znacznie mniejszą wagą niż te wyposażone w transformator.

Zgodnie z obowiązującym prawem warto zaznaczyć, że występują falowniki jedno- i trójfazowe. Graniczną mocą jest wartość 3,68 kW. Dla generatora fotowoltaicznego przekraczającego 3,68 kW nie wolno stosować falowników podłączonych do jednej fazy.