Myślał, że wystarczy dobrać falownik o takiej samej mocy jak panele. Szybko okazało się, że to bardziej skomplikowane

Inwerter jest kluczowym urządzeniem w instalacji fotowoltaicznej. Dzięki temu urządzeniu prąd wytwarzany przez panele zostaje przystosowany do potrzeb sieci elektrycznej. Wybranie odpowiedniego inwertera zadecyduje o tym jak sprawnie będzie funkcjonowała cała instalacja.
- Co to jest inwerter?
- Rodzaje falowników i ich przeznaczenie
- Ceny, parametry i wydajność
- Jak dobrać inwerter solarny do mocy paneli?
- Regulator MPPT i ochrona przed warunkami atmosferycznymi
Co to jest inwerter?
Wyjaśnienie zasady działania
Zanim zabierzemy się za wybieranie odpowiednich urządzeń do naszych paneli, trzeba odpowiedzieć na pytanie co to jest inwerter do fotowoltaiki. W sklepach i na blogach dotyczących energetyki OZE możecie się spotkać z dwoma pojęciami – inwerter i falownik. Czasami są też używane zamiennie. Może nawet zadajecie sobie pytanie czy falownik i inwerter to jest to samo? Mówiąc najkrócej – tak, to są dwie nazwy tego samego urządzenia. Inwerter fotowoltaiczny to nazwa zapożyczona z jęz. angielskiego. Tak jak nazwa falownik, odnosi się do zmiany prądu wejściowego DC na AC. Już wyjaśniamy o co chodzi:
Panele fotowoltaiczne są przystosowane do przetwarzania energii słonecznej na prąd stały (DC). Następnie ten prąd jest kierowany do falownika, w którym zostaje zmieniony na prąd zmienny (AC). Dzięki temu urządzenia podłączone do sieci domowej mogą skorzystać z tej energii. Dodatkowo inwerter fotowoltaiczny przetwarza prąd wysyłany do sieci publicznej.
Funkcje inwertera fotowoltaicznego
Tak naprawdę inwerter fotowoltaiczny ma więcej funkcji. Przede wszystkim monitoruje pracę sieci i dostosowuje do niej prąd z układu DC.
Zadaniem nowoczesnych inwerterów jest też kontrolowanie wydajności sieci. Dane są zbierane z paneli i przechowywane do wglądu użytkownika. Dzięki temu możemy śledzić czy nie ma żadnych strat energii.
Poza podstawowymi funkcjami falownik może też być wyposażony w optymalizator. Istnieją dwie konstrukcje falowników z optymalizatorami. Albo są to dwa osobne, kompatybilne urządzenia albo jedno urządzenie, które ma dodatkowe funkcje. Zadaniem optymalizatora mocy jest śledzenie maksymalnego punktu mocy, które poprawia wydajność paneli i częściowo radzi sobie z zacienieniem.
Rodzaje falowników i ich przeznaczenie
Żeby zdecydować jaki falownik wybierzemy, najpierw musimy wiedzieć co jest do wyboru. Inwertery do paneli słonecznych można podzielić według tego ile faz obsługują (jednofazowy, trójfazowy) lub według ich budowy i ilości obsługiwanych paneli (inwerter szeregowy, mikroinwerter).
Kiedy przydaje się inwerter jednofazowy?
Inwerter fotowoltaiczny jednofazowy można kupić do małych instalacji. Spośród falowników dostępnych na rynku jednofazowe przeznaczone są do instalacji o mocy niższej lub równej 5kW. Efektywność jej wykorzystania zależy od tego do czego używamy wygenerowanego prądu i jaki jest schemat naszej domowej sieci (np. czy można wyróżnić fazę, do której podpinamy inwerter jednofazowy). Mimo wszystko strata i zysk energii są zwykle minimalne, zwłaszcza w instalacjach o małej mocy.
Inwerter trójfazowy jest konieczny do większych instalacji. Ponieważ niemal wszystkie instalacje domowe są trójfazowe, to po prostu podłączamy go do odpowiednich faz i energia zostaje równomiernie rozdystrybuowana w sieci. Falownik trójfazowy to najbardziej powszechna forma tego urządzenia do instalacji fotowoltaicznych, wykorzystywana dla potrzeb domowych i komercyjnych.
Centralny czy mikro?
Najprostszy i najbardziej powszechny typ falownika, to falownik centralny. Jest to najczęściej urządzenie wewnętrzne (umieszcza się je w garażu, suchej piwnicy itp.), które jest podłączone do paneli słonecznych oddalonych nie dalej niż o 10 m. Nazwa „szeregowy” odnosi się do tego, że inwerter solarny jest podłączony do paneli połączonych szeregowo.
To urządzenie najlepiej pasuje do instalacji fotowoltaicznych średniej wielkości, równomiernie nasłonecznionych i ułożonych na jednolitej powierzchni. Jednym słowem nieskomplikowanych, dobrze działających, przeznaczonych do pracy przez lata w niezmienionej postaci. W razie awarii łatwo można go wymienić lub naprawić, a interfejs jest przyjazny, nawet dla niewykwalifikowanego użytkownika.
Mikroinwerter jest mniejszą wersją falownika, dołączaną do jednego panela lub małego modułu. Świetnie sprawdzi się w małych instalacjach oraz takich, które są nierównomiernie rozłożone (np. wielokształtny dach) lub częściowo zacienione. Mikroinwerter podłącza się bezpośrednio do paneli słonecznych (montaż pod modułem), a więc są to urządzenia zewnętrzne.
Wielką zaletą mikroinwerterów jest bardziej precyzyjna kontrola pracy paneli. Dzięki podłączeniu jednego urządzenia do każdego modułu, w razie słabszej pracy paneli nie zostanie obniżona wydajność całej instalacji. Dodatkowo mikroinwertery sprawdzą się jako urządzenia do instalacji fotowoltaicznych, które mają być rozbudowane w przyszłości. Zawsze łatwiej dołączyć moduł z dedykowanym inwerterem niż wymieniać jeden inwerter centralny, żeby zmontować instalację o większej mocy.
Inwertery a typ instalacji
Większość inwestorów decyduje się na instalacje fotowoltaiczne on-grid. Dzięki temu drastycznie spadają rachunki, ale jest asekuracja energetyczna w postaci prądu z sieci. Do takich instalacji wybieramy falownik on-grid. Jednym z jego zadań jest zarządzanie energią w razie awarii sieci zewnętrznej. Najczęściej falowniki on-grid odcinają panele w razie awarii sieci, żeby umożliwić jej bezpieczną naprawę.
Jeżeli zdecydujemy się na całkowicie samodzielną instalację (off-grid), to trzeba dobrać specjalny inwerter tzw. wyspowy. Nie jest on przystosowany do wysyłania energii do sieci zewnętrznej. Natomiast dobrze współpracuje z akumulatorami, niezbędnymi w przypadku tego typu instalacji.
Inwerter solarny może być też dostosowany do obu rodzajów sieci. Są to inwertery hybrydowe. W Polsce coraz częściej stawia się na zwiększenie tzw. autokonsumpcji, czyli konsumowania wytworzonej energii w miejscu jej wytworzenia. Jest to opłacalne dla prosumenta i zmniejsza przeciążenie sieci publicznej. Inwertery hybrydowe, zwane też on-off grid, pozwalają skorzystać z podłączenia do sieci, jednocześnie ładując akumulatory do użytku domowego.
Ceny, parametry i wydajność
Kupując inwerter, nie wystarczy wiedzieć, czy potrzebujemy modelu wyspowego, on-grid czy hybrydowego. Trzeba również zwrócić uwagę na jego moc, sprawność, funkcje oraz cenę. Dla wielu osób planujących instalację fotowoltaiczną istotne jest pytanie, ile kosztuje falownik. Bardziej zaawansowane rozwiązania są droższe, ale mogą oferować dodatkowe możliwości, takie jak współpraca z magazynem energii czy rozbudowane zarządzanie energią. Tańsze modele pozostają natomiast bardziej dostępne dla inwestorów budujących niewielkie instalacje. Jak odnaleźć się na rynku falowników do paneli słonecznych?
Orientacyjna cena inwerterów
W sklepach internetowych znajdziemy falowniki fotowoltaiczne w bardzo różnych cenach. Koszt zależy przede wszystkim od mocy urządzenia, jego rodzaju, sprawności oraz dodatkowych funkcji. Nie można więc bezpośrednio porównywać cen mikroinwertera z dużym falownikiem hybrydowym. Wśród popularnych producentów znajdziemy między innymi firmy takie jak Fronius, FoxESS, Growatt, Hoymiles czy Sofar Solar.
Jeżeli chodzi o typy falowników, klasyczne urządzenia jednofazowe są zazwyczaj tańsze od trójfazowych. Falowniki przeznaczone wyłącznie do instalacji on-grid lub off-grid mogą być również tańsze od modeli hybrydowych, które umożliwiają współpracę z magazynem energii i siecią elektryczną.
Parametry a cena
Wszystkie wymienione parametry mają wpływ na cenę urządzenia. Przyjrzyjmy się konkretnym przykładom falowników dostępnych na rynku i ich orientacyjnym cenom.
| Marka/model | Parametry | Cena |
|---|---|---|
| Mikroinwerter Hoymiles HM-1200 | 1,2 kW AC, do 4 modułów, sprawność europejska ok. 96,5% | ok. 1100–1400 zł |
| FoxESS T10 G3 | 10 kW, trójfazowy, on-grid, 2 × MPPT, sprawność maks. 98,6% | ok. 2946 zł |
| Growatt SPF 5000 ES | 5 kW, off-grid, sprawność maks. ok. 93% | ok. 3000–4000 zł |
| Fronius Symo 5.0-3-M | 5 kW, trójfazowy, on-grid, sprawność maks. ok. 98% | ok. 6055 zł |
| Sofar Solar HYD10KTL | 10 kW, trójfazowy, hybrydowy, sprawność maks. ok. 98,2% | ok. 5866 zł |
W powyższej tabeli dobraliśmy inwertery różnych marek, typów i o różnej mocy. Jak widać, zakres cen jest dość duży. W przypadku urządzeń fotowoltaicznych cena zależy nie tylko od mocy, ale także od rodzaju falownika, jego funkcjonalności i możliwości współpracy z magazynem energii. Warto również pamiętać, że ceny mogą się zmieniać w zależności od sklepu, dostępności konkretnego modelu oraz aktualnych promocji. Przed zakupem należy sprawdzić aktualną ofertę i dopasować falownik do parametrów całej instalacji.
Jak dobrać inwerter solarny do mocy paneli?
Zanim kupimy inwerter solarny musimy wybrać urządzenie o mocy odpowiadającej mocy paneli. Trzeba tutaj wziąć pod uwagę niejednorodność produkowanej mocy. Moc paneli podawana przez producenta, to wartość, jaką można uzyskać w warunkach optymalnego nasłonecznienia i temperatury. W ciągu dnia jednak panele słoneczne produkują różne ilości prądu. Dlatego dobrze jest nieznacznie przewymiarować moc znamionową paneli w stosunku do mocy falownika. Zwykle dodaje się ok. 15-20%. Nie jest to konieczne, ale powinniśmy pamiętać, żeby moc inwertera nie przekraczała w dół 80% mocy paneli i w górę 125%. W tym zakresie możemy uzyskać opłacalną ilość energii z konkretnej instalacji.
Regulator MPPT i ochrona przed warunkami atmosferycznymi
Nowsze falowniki zazwyczaj posiadają regulator MPPT, ale zanim kupimy (zwłaszcza tańszy) model warto sprawdzić czy rzeczywiście tak jest. Dzięki regulatorowi można zapewnić wydajniejszą pracę instalacji, nawet do 20% lepszą. Można też dobrać optymalizator, który pełni podobną funkcję.
MPPT to inaczej śledzenie punktu mocy maksymalnej. Regulator dostosowuje obciążenie instalacji PV zapewniając jak największą moc w danych warunkach.
Wybór inwertera fotowoltaicznego zależy od wielu czynników. Najważniejsze jest zrozumienie co mamy do wyboru, jakie jest zapotrzebowanie i możliwości naszej instalacji. Wiedząc czego potrzebujemy możemy wybrać najlepszy model spośród proponowanych ma rynku.