Co to jest falownik fotowoltaiczny?

Jeżeli zaczynasz swoją przygodę z fotowoltaiką, to warto wiedzieć, jak działają poszczególne niezbędne elementy instalacji. Na początek wyjaśnimy co to jest falownik fotowoltaiczny.

Panele słoneczne przetwarzają energię słoneczną na energię elektryczną. Jednak napięcie uzyskane w ten sposób jest stałe. Prąd stały doskonale sprawdza się w bateriach, ale nie nadaje się do użytku domowego czy przesyłu dalej do sieci. Domowa sieć działa w oparciu o prąd zmienny. I tu sprawdza się falownik, czyli inwerter fotowoltaiczny.

Jak działa falownik?

Przetwarza napięcie i częstotliwość prądu tak, żeby były odpowiednie dla sieci domowych. Prawidłowe napięcie w gniazdkach to 230/400 V, a oscylacja napięcia (czyli ruch fali między wartością ujemną i dodatnią) odbywa się z częstotliwością 50 Hz.

W skrócie falownik fotowoltaiczny przetwarza prąd tak, żeby nadawał się do codziennego użytku. Patrząc na wykres przedstawiający przepływ prądu stałego i zmiennego widzimy jak linia prosta (stały) zamienia się w falującą (zmienny). Dlatego urządzenie, które przeprowadza tę zmianę nazywa się falownikiem. Inwerter to nazwa wynikająca z cyklicznego odwracania kierunku napięcia.

Rodzaje falowników

Na końcu artykułu prezentujemy ranking falowników. Żeby zrozumieć jakie parametry są tam przedstawione omówimy teraz różne rodzaje falowników.

Na początek zastanówmy się jakie są cele posiadaczy baterii słonecznych: falownik PV może się lepiej nadawać do instalacji off-grid albo on-grid, może służyć do zwiększenia autokonsumpcji lub być po prostu tańszy niż inne. Jakie są możliwości?

Mikroinweter kontra inwerter szeregowy

Mikrofalowniki lub mikroinwertery współpracują z jednym modułem na inwerter. Jeżeli chce się podłączyć kilka modułów, to do każdego będziemy potrzebować osobny falownik. Można się domyślać jaki problem będą mieć użytkownicy dużych instalacji.

Falownik szeregowy można połączyć z całą instalacją.

Na tym jednak nie kończą się różnice. Ze względu na cenę mikrofalowniki są wykorzystywane w niedużych instalacjach np. domek kempingowy, kamper. Najbardziej popularnym rodzajem inwertera w zwykłych domach z solarami jest inwerter szeregowy – tańszy, bardziej wydajny, o większej mocy. Dobrze pracuje w różnych temperaturach, dlatego ma też najczęściej dłuższą żywotność.

Jednofazowy czy trójfazowy?

Rodzaje falowników można też podzielić ze względu na ilość faz. Falowniki do fotowoltaiki mogą pracować w dwóch trybach. Do małych instalacji, do 3 kW, wystarczą jednofazowe i tylko takie się produkuje. W przypadku większych niż 3,68 kW stosuje się 3 fazowy. Jeżeli mamy do wyboru 1 lub 3 fazowy, w niewielkim zakresie mocy między 3 a 3,68 kW, to lepiej wybrać ten drugi. Chociaż warto pamiętać, że jednofazowe są tańsze. Przepisy regulujące i standardy dostępne w sklepach zwykle nie pozostawiają dużego wyboru w tej kwestii, więc tylko w szczególnych przypadkach można się zastanawiać nad wyborem.

Zaletą falownika 3 fazowego jest to, że pozwala rozłożyć moc na trzy fazy i sprawia, że domowa sieć jest bardziej stabilna. Jeśli szukasz więcej porad, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły na temat fotowoltaiki.

Falownik wyspowy i sieciowy

Falownik wyspowy jest przeznaczony do instalacji off-grid. Różni go od innych możliwość pracy bez podłączenia do sieci. Inwerter wyspowy może współpracować z magazynem energii lub lokalnym agregatem prądotwórczym. Działa też jak ładowarka magazynu energii.

Mimo wielofunkcyjności falownika wyspowego to inwerter sieciowy jest najbardziej popularny. Inwerter fotowoltaiczny sieciowy przesyła nadwyżki energii do sieci. Problemem może być funkcja samowyłączająca podczas awarii sieci. Jest to zabezpieczenie wynikające z przepisów BHP (w sieci podczas napraw nie może być napięcia). Niestety w ten sposób system solarny nie spełnia jednej z podstawowych funkcji – nie zabezpiecza na wypadek awarii. Tę rolę bez problemu spełni falownik PV wyspowy, ale też niektóre inwertery sieciowe. Kupując urządzenie przeznaczone do przesyłania nadwyżek do sieci warto zwrócić uwagę czy zapewni prąd w domu w razie awarii sieci.

Falowniki hybrydowe

Alternatywnym rozwiązaniem jest falownik fotowoltaiczny hybrydowy. Może on spełniać funkcje falownika wyspowego i sieciowego, a więc współpracować z siecią i z magazynem energii. Dla tego typu falownika PV priorytetem jest oddanie nadwyżek energii do akumulatora, a dopiero po jego naładowaniu do sieci. Dobrze nadaje się do systemu solarnego rozliczanego na zasadzie net-billingu. Dzięki ładowaniu akumulatora przed oddaniem nadwyżek do sieci pozwala zapewnić większą autokonsumpcję.

Jaki falownik fotowoltaiczny wybrać?

Żeby ostatecznie odpowiedzieć na pytanie jaki falownik do fotowoltaiki będzie najlepszy w danym przypadku, trzeba połączyć wszystkie dane. Optymalny dobór dla konkretnego domu będzie jednak należał do klienta. Dla wielu osób o ostatecznym wyborze danego modelu decyduje też cena falownika do fotowoltaiki. Zobaczmy jakie są ceny, czy można zaoszczędzić i czy warto to robić kosztem późniejszej wydajności.

Ile kosztuje falownik?

Patrząc na dział z falownikami do fotowoltaiki można się trochę pogubić. Urządzenia pod tą samą nazwą kosztują od 250 od 7-8 tys zł. Dlatego konieczne jest ich uporządkowanie. Najtańsze są mikroinwertery, ale – jak wspominaliśmy – jedno urządzenie można podłączyć do jednego panelu. Jeżeli dodatkowo weźmiemy pod uwagę, że jest to falownik jednofazowy, do kilkuset Watt mocy, to wychodzi kilkaset do tysiąca złotych za urządzenie. Cena falownika do fotowoltaiki zależy od producenta, ale przede wszystkim od ilości faz i od mocy. Inwerter 3 fazowy będzie automatycznie droższy, ale trudno znaleźć falownik tego typu poniżej 3kW.

Fotowoltaika na dachu, a także falowniki do fotowoltaiki krok po kroku
Falownik do fotowoltaiki przy domu oraz zastosowanie i jak wybrać falownik do fotowoltaiki

Z tych wszystkich powodów mała instalacja na kemping i balkon jest dużo tańsza niż system solarny do zasilania domu jednorodzinnego. Dobrze widać to jeśli spojrzymy ile kosztuje falownik do fotowoltaiki 10kW. Ceny urządzeń o tak dużej mocy mieszczą się w zakresie 6-8 tys. zł. O połowę „słabszy”, o mocy 5kW jest odpowiednio tańszy i może być wystarczający dla niewielkiego domu lub mieszkania. Ten ostatni kupimy w granicach 4-6 tys. zł.

Ranking falowników do fotowoltaiki

Na koniec porównamy różne rodzaje falowników do fotowoltaiki w obiecanym rankingu. To lepiej pokaże jakie parametry decydują o cenach.

W poniższej tabeli przedstawiamy różne rodzaje falowników o mocy od 3 do 10 kW

Model

Moc znamionowa

Parametry

Cena

Huawei SUN2000-3KTL-L1

3kW

1 faza, adapter Wi-Fi, 10 lat gwarancji

4123 zł

GoodWe GW5K-DT

5kW

3 fazy, sprawność 98,3%, 5 lat gwarancji

4500 zł

SOFAR 11KTL-X G3

10 kW

3 fazy, Wi-Fi, sprawność 98,6%, ciche chłodzenie

5250 zł

Sunny Tripower SMA STP 8.0-3AV-40

8kW

3 fazy, Wi-Fi, sprawność 98%

11090 zł

FoxEss T5

5-10 kW

3 fazy, Wi-Fi, sprawność 98,6%, gwarancja 12 lat

4659 zł

Powyższy ranking odnosi się do popularnych modeli falowników średniej i większej mocy. Są to urządzenia najchętniej wybierane ze względu na zbalansowany koszt i jakość. Cena falownika do fotowoltaiki o takiej mocy nie zaskakuje, biorąc pod uwagę, że niektóre potrafią być dużo droższe.

Jaki inwerter fotowoltaiczny w takim razie wybrać i jak to zrobić?

Po pierwsze kierujemy się mocą, odpowiednią do posiadanej instalacji. Ogólnie zaleca się, żeby moc baterii PV wynosiła 80 do 125% maksymalnej mocy falownika. To jednak niewiele mówi, bo moc baterii zależy od ich położenia i nachylenia, a nawet sposobu połączenia z inwerterem. Wynika to z faktu, że maksymalna moc modułu jest osiągana tylko w optymalnych warunkach, a więc przez większość roku pracuje on poniżej tej mocy. Jest to szczególnie istotne w warunkach polskich, gdzie nie ma równego dostępu do słońca przez cały rok.

Poza tym wybierając falownik fotowoltaiczny zwracamy uwagę na jego sprawność. To też będzie miało znaczenie przy podłączaniu instalacji. Sprawność to stosunek elektrycznej mocy wyjściowej do wejściowej. Czyli ile prądu „wychodzi” z urządzenia wobec tego co weszło z paneli.

W parametrach znajdziemy też skrót MPPT. Oznacza on szybkość wyszukiwania punktu mocy maksymalnej. Nowoczesne falowniki zwykle mają dwa takie urządzenia (2xMPPT). Pozwalają one zoptymalizować pobieranie mocy z baterii słonecznych, nawet przy zacienieniu i pochmurnej pogodzie. Im szybsze MPPT tym lepiej.

Do ważnych parametrów, na które warto zwrócić uwagę należy zakres temperatur działania i sposób chłodzenia. Falownik fotowoltaiczny może pracować zwykle w zakresie od -25 do 60°C. Chłodzenie konwekcyjne jest najtańsze, ale chłodzenie wymuszone poprawia żywotność urządzenia.

Ostatnie pytanie, jakie może dręczyć czytelnika, to czy lepiej wybrać inwerter czy mikroinwerter. Zwykle najbardziej opłacalna jest ta pierwsza opcja. Mikroinwertery wybieramy w przypadku małej instalacji, instalacji, której elementy są skierowane w różne strony lub przy zacienieniu dachu. Jeżeli poza zacienieniem wszystkie parametry systemu PV wskazują na inwerter szeregowy, to można do niego dokupić optymalizator.

Wybór konkretnego modelu będzie zależał od użytkownika. Jeżeli nie jesteśmy pewni jak ocenić jakość i przydatność inwertera, to najlepiej porozmawiać ze specjalistą.

ikona podziel się Przekaż dalej