Falowniki sieciowe

Falownik sieciowy - jaka jest zasada działania ?

Falownik sieciowy, z języka angielskiego jest również zamiennie używane określenie inwerter sieciowy, jest to urządzenie, które zarządza pracą całej fotowoltaiki. Podstawową funkcją falownika jest przekształcanie prądu stałego produkowanego przez panele fotowoltaiczne w prąd przemienny. Dopiero po tym procesie możemy w sposób bezpieczny dostarczyć energię z instalacji fotowoltaicznej do odbiorników w budynku oraz do sieci elektroenergetycznej. Należy również pamiętać, że falownik sieciowy jest przeznaczony stricte do instalacji fotowoltaicznych typu on-grid, czyli takich które w sposób ciągły są podłączone do sieci zewnętrznej. Jest to o tyle istotne, że falownik sieciowy, aby działał musi być stale zasilany energią z sieci.

Zasada działania falownika sieciowego jest relatywnie prosta, natomiast istotna dla efektywnej produkcji prądu z energii słonecznej. 

Moduły fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały o niskim napięciu. Prąd ten przechodzi przewodami solarnymi przez rozdzielnicę DC do falownika (inwertera) sieciowego. Natomiast już z inwertera sieciowego wychodzi prąd przemienny o parametrach zgodnych z wymogami operatora sieci elektroenergetycznej. Taki prąd nadaje się do zasilania domów i firm.

Poniżej przedstawiamy proces przekształcania prądu stałego w prąd przemienny. 

  1. Stabilizacja prądu z paneli fotowoltaicznych. Na tym etapie prostownik w falowniku stabilizuje energię elektryczną z paneli PV oraz wyrównuje napięcie i usuwa wszelkie zakłócenia.
  2. Przekształcenie prądu. Następnie stabilny już prąd stały trafia do „serca” falownika, gdzie jest przekształcany w prąd przemienny.
  3. Filtrowanie. Kolejnym etapem jest filtrowanie prądu przemiennego w celu usunięcia potencjalnych zakłóceń.
  4. Wysłanie energii elektrycznej do sieci zewnętrznej. Finalnie oczyszczony prąd przemienny jest przekazywany do sieci, a jego ilość jest rejestrowana i przekazywana do aplikacji monitoringu pracy instalacji fotowoltaicznej.

Rodzaje falowników sieciowych

Obecnie na rynku jest dostępna pełna gama falowników zarówno sieciowych, jak i hybrydowych. Te drugie zostały opisane przez nas na podstronie poświęconej falownikom hybrydowym.  Poniżej prezentujemy kilka kluczowych kategorii dla falowników sieciowych. Warto się z nimi zapoznać, aby przy wyborze oferty na fotowoltaikę prawidłowo ocenić, czy oferowany falownik sieciowy jest dobrany prawidłowo.

  • Moc. Falowniki sieciowe są dostępne w różnych mocach. Zakres zaczyna się już od 2kW dla mikroinstalacji fotowoltaicznych dla domów do nawet ponad 250 kW dla falowników przewidzianych dla farm fotowoltaicznych. Dobór falownika zależy od wielkości instalacji fotowoltaicznej, jej usytuowania oraz planowanej rozbudowy instalacji.
  • Typ. Falowniki (inwertery) sieciowe można podzielić na transformatorowe i bez transformatora. Falowniki z transformatorem są rozwiązaniem droższym, lecz trochę bardziej wydajnym. Natomiast falowniki beztransformatorowe posiadają dużo bardziej konkurencyjną cenę, przy lekko mniejszej wydajności.
  • Typ sieci. W tym punkcie mamy chyba najbardziej istotną kwestię, czyli rodzaj sieci, jaka występuje w danym budynku. Do wyboru mamy falowniki jednofazowe i trzyfazowe. Falowniki jednofazowe najczęściej mają moc około 3kW, ponieważ limit w Polsce dla jednofazowej instalacji fotowoltaicznej to 3,68 kWp. Sieci jednofazowe najczęściej występują w domach jednorodzinnych.  Z kolei falowniki trzyfazowe najczęściej zaczynają się od mocy 3 kW a ich górna granica mocy z roku na rok jest podnoszona. Można już spotkać egzemplarze nawet o mocy 350 kW.
  • Napięcie. Znakomita większość falowników jest przewidziana dla niskiego napięcia AC do 400V. Natomiast są również falowniki przewidziane na potrzeby farm fotowoltaicznych, gdzie napięcie jest już dużo wyższe, a moc tych falowników zaczyna się od 110 kW lub 125 kW i więcej.

Falowniki LUMEL NEO

Sprawdź ofertę nową generację falowników sieciowych produkowanych przez LUMEL

Jak wybrać odpowiedni falownik sieciowy?

Czynniki wpływające na prawidłowy dobór falownika sieciowego opisaliśmy już po części wcześniej. Natomiast warto tą wiedzę jeszcze raz usystematyzować i uzupełnić o kilka dodatkowych, choć równie ważnych kwestii. Poniżej przedstawiamy listę czynników, cech i funkcjonalności jakie trzeba wziąć pod uwagę przy wyborze falownika.

  • Moc instalacji fotowoltaicznej. Tutaj nie tylko mamy na myśli samą moc fotowoltaiki i jej potencjalną rozbudowę, ale również ilość paneli i ich prądy zwarciowe. Dopiero po analizie parametrów elektrycznych można mieć pewność, że inwerter został prawidłowo dobrany.
  • Typ sieci. Falownik musi być dostosowany do sieci jednofazowej lub trzyfazowej. Nie ma możliwości by falownik trzyfazowy pracował na jednofazowej sieci. Jedyną możliwością jest złożenie wniosku do operatora energetycznego o zmianę przyłącza na trzyfazowe.
  • Wsparcie techniczne. Pamiętajmy, aby wybierać marki falowników, które gwarantują wsparcie serwisowe na terenie Polski, aby uniknąć problemów z usuwaniem potencjalnych nieprawidłowości.
  • Funkcje dodatkowe. Intuicyjna i czytelna aplikacja do monitoringu, łączność WiFi, Ethernet lub GSM oraz niski poziom hałasu podczas pracy to tylko niektóre cech dodatkowych falowników na które zwrócić uwagę przy zakupie inwertera.