Inwerter fotowoltaiczny – co to jest i jaka jest jego zasada działania?

Inwerter jest też często określany mianem falownika, oba pojęcia są stosowane naprzemiennie. Jest to niezbędny element instalacji fotowoltaicznych, bez którego niemożliwe byłoby wykorzystanie pozyskanej energii w domowych instalacjach elektrycznych. Inwerter pełni bowiem bardzo ważną funkcję, którą jest zamiana prądu stałego na prąd zmienny.

Warto pamiętać, że fotowoltaika pozyskuje energię przez panele PV. Owa energia pochodzi z promieni słonecznych, które zostają przetworzone na prąd stały (DC). Tymczasem domowe instalacje zostały przystosowane do pracy z prądem zmiennym (AC). Zadaniem inwerterów bądź innymi słowy falowników solarnych jest przekształcenie prądu stałego w prąd zmienny o parametrach pasujących do charakterystyki pracy instalacji elektrycznej. Dzięki temu, energia elektryczna pozyskana poprzez panele PV nie różni się od tej, którą uzyskujemy z zakładu energetyki. Tak zwana zielona energia elektryczna trafia do instalacji i może być spożytkowana do zasilania urządzeń elektrycznych. Nadmiar energii może zostać zmagazynowany lub przekazany do zakładu energetyki (w zależności od specyfiki instalacji fotowoltaicznych zamontowanych w budynkach).

Wiemy już, czym dokładnie jest falownik i jakie spełnia funkcje. Jednak warto także odpowiedzieć na pytanie, jaka jest zasada działania tego urządzenia. Jak już ustaliliśmy, inwerter przekształca prąd stały pozyskany przez panele PV w prąd zmienny. Inwerter wiruje z odpowiednią prędkością, co pozwala na dostosowanie parametrów prądu. Na początku prąd stały zostaje przemieniony w prąd zmienny. Następnie prąd zmienny zostaje przekształcony w prąd naprzemienny z odpowiednią częstotliwością. Warto przy tym podkreślić, że inwerter solarny działa automatycznie i natychmiast przetwarza prąd, który może trafić do sieci wewnętrznej z paneli PV. Dokładne działanie falowników będzie uzależnione od ich rodzaju, a także od systemu sterowania (np. falowniki sterowane skalarnie bądź wektorowo).

Opisana powyżej zasada działania falowników solarnych jest oczywiście mocno uproszczona. Należy także zaznaczyć, że falownik może dostosować parametry pozyskanego prądu do instalacji jednofazowych i trójfazowych. Dla prawidłowego działania całej instalacji fotowoltaicznej, niezwykle istotne będzie dobranie odpowiedniego falownika. Warto zaznaczyć, że falownik dopasowany do instalacji jednofazowych będzie posiadał zupełnie inną charakterystykę techniczną niż falownik do instalacji trójfazowych. Jednocześnie zasada działania obydwu mechanizmów pozostaje bardzo zbliżona.

Wiesz już, jak wygląda uproszczona zasada działania inwerterów. A może zainteresuje Cię również, jak działa silnik inwerterowy, mata kompensacyjna lub wykrywacz kabli elektrycznych?

Dodatkowe funkcje i możliwości falowników

Prawidłowo działająca fotowoltaika wymaga bardzo dokładnej regulacji. Podstawowym zadaniem falownika jest przetwarzanie prądu stałego w prąd zmienny, jednak na tym nie koniec. Falownik solarny jest również odpowiedzialny za synchronizację instalacji PV z siecią zewnętrzną (w przypadku, gdy w budynku znajduje się fotowoltaika on-grid).

W czasie swojej pracy, inwerter solarny pozyskuje wiele bardzo ważnych informacji. Będzie to między innymi informacja o ilości przetworzonego prądu, jego parametrach, natężeniu i napięciu. Falownik będzie także zbierał informacje o pojawiających się błędach. Diagnostyka błędów to jedna z bardzo istotnych funkcji, zapewniających większe bezpieczeństwo całej instalacji. W razie wykrycia awarii, fotowoltaika zostanie automatycznie rozłączona.

Co ciekawe, niektóre falowniki można zsynchronizować z dedykowanymi aplikacjami na telefon. W ten sposób właściciel będzie mógł w komfortowy sposób sprawdzić, jak działa zainstalowana fotowoltaika i jakie są parametry pracy. Synchronizacja z aplikacjami mobilnymi wymaga oczywiście dostępu do sieci www, jednak umożliwia kontrolę stanu instalacji fotowoltaicznej z dowolnego miejsca.

Najpopularniejsze pompy ciepła i panele fotowoltaiczne - sprawdź promocje!

Falownik spełnia także inną, bardzo istotną funkcję. Jest to śledzenie maksymalnego punktu mocy modułów fotowoltaicznych (MPPT). Regulacja ładowania MPPT zapewnia optymalną wydajność działania instalacji. Efekt optymalizacji zostaje uzyskany dzięki temu, że informacje zostają zebrane z punktu przecięcia napięcia maksymalnego. Dane służą do dostosowania parametrów pracy inwertera do pozyskanych wskazań. W ten sposób falownik będzie w stanie pozyskać nawet do 20 procent więcej energii niż w przypadku instalacji pozbawionych modułu MPPT. Dlatego tak ważne jest to, by fotowoltaika została odpowiednio zaprojektowana i przystosowana do pracy w danym budynku (zgodnie z jego specyfiką i oczekiwaniami inwestora). Sprawdź także ten artykuł: Wybieramy inwerter fotowoltaiczny - rodzaje, ceny, parametry.

Wydajna fotowoltaika - rodzaje falowników do instalacji

Inwerter lub innymi słowy falownik solarny powinien być odpowiednio dopasowany do specyfiki instalacji fotowoltaicznej. Dzięki temu zapewnimy poprawność działania całego systemu i umożliwimy wydajne pozyskiwanie energii elektrycznej z promieni słonecznych. W ofercie sprzedaży znajdziemy różne rodzaje inwerterów. Istnieje kilka kryteriów podziału tych urządzeń. Na wstępie musimy określić, czy w instalacji znajdzie się falownik jednofazowy czy trójfazowy.

  • Falownik jednofazowy – to urządzenie dedykowane do mniejszych instalacji fotowoltaicznych. Inwerter jednofazowy może być z powodzeniem montowany w fotowoltaice posiadającej moc do kilku kW.
  • Inwerter trójfazowy – stosowany w większych instalacjach fotowoltaicznych. Falownik trójfazowy będzie dedykowany wszędzie tam, gdzie nie sprawdzi się falownik jednofazowy. Na ogół jest stosowany w systemach o mocy od kilku kW. O zastosowaniu tego typu urządzenia decyduje dokumentacja projektowa całej instalacji.

Zarówno inwerter jednofazowy, jak i trójfazowy powinien być przystosowany do pracy w danej instalacji fotowoltaicznej. Należy dobrać go adekwatnie do planowanego sposobu połączenia z siecią. Jest to kolejne ważne rozróżnienie falowników solarnych. Panele PV mogą być przyłączone w systemie zamkniętym off-grid lub otwartym on-grid. W związku z tym wyróżniamy:

  • Inwerter wyspowy – przystosowany do instalacji fotowoltaicznych typu off-grid. Tego rodzaju falownik nie zostaje przyłączony do sieci zewnętrznej i nie oddaje nadwyżek energii. Zamiast tego dostosowuje napięcie do zapotrzebowania domowych urządzeń elektrycznych i zasila je w czasie pracy instalacji fotowoltaicznych. Inwerter wyspowy może być z powodzeniem stosowany w instalacjach wyposażonych w akumulatory.
  • Inwerter sieciowy – przystosowany do instalacji fotowoltaicznych typu on-grid. Inwerter łączy się z siecią i umożliwia przekazanie nadwyżki produkowanej energii elektrycznej. Otwarty system fotowoltaiczny dostosowuje napięcie do parametrów w sieci. Falownik sieciowy nie nadaje się do stosowania w instalacjach fotowoltaicznych z akumulatorami.
  • Inwerter hybrydowy – rzadziej spotykany rodzaj falownika, jaki można zastosować w instalacjach fotowoltaicznych. Jak sugeruje sama nazwa, inwerter hybrydowy może pracować zarówno w trybie off-grid, jak i on-grid. W związku z tym będzie nadawał się do pracy w instalacjach zamkniętych (np. z akumulatorami), jak i instalacji otwartych, które przekazują nadwyżki energii do sieci energetycznej.
ikona podziel się Przekaż dalej