Fotowoltaika

Fotowoltaika: Zaskakujące Fakty o Rodzajach i Podziałach Falowników

Autor Ida Nowak
Ida Nowak29.11.20237 min.
Fotowoltaika: Zaskakujące Fakty o Rodzajach i Podziałach Falowników
banner

Falownik wyspowy to jeden z podstawowych rodzajów falowników stosowanych w instalacjach fotowoltaicznych. W artykule przyjrzymy się różnym typom i podziałom falowników PV, aby lepiej zrozumieć ich działanie i właściwości. Omówimy podział ze względu na wielkość instalacji, tryb pracy czy zastosowaną technologię. Zaskoczą Cię może fakty dotyczące optymalnego zakresu obciążenia różnych falowników. Przekonasz się, jak istotny jest właściwy dobór mocy falownika do mocy paneli. Zapraszam do lektury!

Kluczowe wnioski:
  • Falowniki dzielimy m.in. na mikrofalowniki, stringowe i centralne, w zależności od wielkości instalacji PV.
  • Moc generatora PV powinna być dostosowana do mocy falownika, aby uzyskać najwyższą sprawność.
  • Falowniki sieciowe i wyspowe różnią się możliwością współpracy bądź nie z siecią elektroenergetyczną.
  • Inwertery beztransformatorowe dominują dzięki większej sprawności i mniejszej masie.
  • Nie należy przewymiarowywać mocy falownika, gdyż obniża to sprawność i zwiększa koszty.

Jakie są główne typy falowników ze względu na wielkość instalacji fotowoltaicznej?

Falowniki stosujemy zarówno w małych, jak i dużych instalacjach fotowoltaicznych. Ich podział ze względu na wielkość instalacji, z którymi współpracują, wygląda następująco:

Mikrofalowniki – przeznaczone do współpracy z pojedynczym panelem fotowoltaicznym. Cechują się małymi rozmiarami i niewielką mocą rzędu kilkuset watów.

Falowniki stringowe – stosowane w typowych, niedużych instalacjach fotowoltaicznych o mocy od 1 do 30 kW. Obsługują wszystkie panele danej instalacji PV.

Falowniki centralne – mają zastosowanie w dużych farmach fotowoltaicznych o łącznej mocy setek kilowatów. Charakteryzują się dużą mocą pojedynczego urządzenia sięgającą nawet kilkudziesięciu megawatów.

Moc falowników a wielkość instalacji PV

Ogólną zasadą jest, że im większa farma fotowoltaiczna, tym większą moc powinien mieć zastosowany w niej falownik lub falowniki. Wynika to z konieczności przetworzenia wytworzonego prądu stałego na prąd przemienny. O ile w małej instalacji w zupełności wystarczy pojedynczy falownik o mocy kilku-kilkunastu kilowatów, o tyle farmy liczące setki paneli PV wymagają znacznie potężniejszych urządzeń lub ich większej liczby.

Dlaczego moc generatora fotowoltaicznego powinna być dobrana do mocy falownika?

Aby falownik pracował możliwie najefektywniej, jego moc powinna być dopasowana do mocy generatora fotowoltaicznego, czyli paneli słonecznych. Oznacza to, że inwerter powinien być optymalnie obciążony, aby uzyskać jak najwyższą sprawność konwersji energii słonecznej na elektryczną.

Dzieje się tak, ponieważ każdy typ falownika osiąga swoją najlepszą sprawność przy określonych wartościach napięcia i natężenia prądu. Przekroczenie tych optymalnych parametrów pracy wiąże się z gwałtownym spadkiem efektywności inwertera.

Dlatego projektując daną instalację PV, zawsze dobieramy odpowiednią moc paneli i falownika. Tylko w ten sposób możemy liczyć na najwyższy uzysk energii elektrycznej z naszych modułów fotowoltaicznych.

Czytaj więcej: Ile paneli fotowoltaicznych potrzeba na instalację 3kW? Dobór mocy i liczby modułów PV

Jaka jest różnica między falownikiem sieciowym a falownikiem wyspowym?

Podstawową różnicą pomiędzy tymi dwoma typami falowników jest możliwość bądź brak możliwości współpracy z siecią elektroenergetyczną.

Falownik sieciowy potrafi się z siecią zsynchronizować, dzięki czemu może do niej oddawać nadmiar wytworzonej energii elektrycznej. Nie posiada natomiast funkcji magazynowania prądu, np. w akumulatorach.

Falownik wyspowy nie integruje się z siecią elektroenergetyczną, więc nie może przekazywać do niej wyprodukowanej energii elektrycznej. Za to standardowo posiada możliwość ładowania akumulatorów, dzięki czemu nadmiar prądu nie zostaje zmarnowany.

Wybór odpowiedniego rozwiązania zależy od tego, czy nasza instalacja PV ma być podłączona do sieci, czy też ma pracować autonomicznie.

Czym charakteryzuje się falownik transformatorowy w instalacji fotowoltaicznej?

Fotowoltaika: Zaskakujące Fakty o Rodzajach i Podziałach Falowników

Falownik transformatorowy, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystuje w swojej budowie transformator. Urządzenie to zapewnia galwaniczną separację układów niskiego i wysokiego napięcia w inwerterze. Daje to dodatkowe zabezpieczenie, ale powoduje też spadek sprawności w porównaniu do falowników beztransformatorowych.

Specyficzne cechy falownika transformatorowego to:

  • Możliwość uziemienia instalacji fotowoltaicznej
  • Niższa sprawność konwersji w porównaniu do urządzeń beztransformatorowych
  • Optymalna praca przy obciążeniu na poziomie 20-60% mocy znamionowej
  • Lepiej radzą sobie z niskim napięciem dostarczanym przez panele PV

Te właściwości powodują, że falowniki transformatorowe stosuje się głównie w starszych i mniejszych instalacjach fotowoltaicznych.

Jakie są cechy falownika beztransformatorowego w fotowoltaice?

W nowoczesnych instalacjach PV dominują falowniki beztransformatorowe. Charakteryzują się one szeregiem zalet w porównaniu do konstrukcji z transformatorem:

Lepsza sprawność – sięgająca nawet 98%, podczas gdy transformatorowe oscylują wokół 92-95%.

Mniejsze gabaryty i waga – brak ciężkiego i dużego transformatora.

Szerszy zakres napięć MPPT – dzięki temu lepiej wykorzystują moc paneli fotowoltaicznych.

Cicha praca – brak transformatora to także cisza w trakcie normalnej pracy falownika.

Do wad można zaliczyć brak możliwości uziemienia instalacji PV za pomocą falownika. Mimo tego, inwertery beztransformatowe są numerem 1 w nowych projektach fotowoltaicznych.

Rodzaj falownika Sprawność Waga
Transformatorowy 92-95% Duża
Beztransformatorowy 95-98% Mała

W jakim zakresie obciążenia pracują optymalnie falowniki fotowoltaiczne?

Aby falownik pracował jak najefektywniej, powinien być obciążony na odpowiednim poziomie w stosunku do swojej mocy znamionowej. W przypadku falowników fotowoltaicznych, optymalny zakres obciążenia kształtuje się następująco w zależności od rodzaju inwertera:

Falownik transformatorowy – 20-60% mocy znamionowej

Falownik beztransformatorowy – 25-100% mocy znamionowej

Praca urządzenia poniżej tych wartości skutkuje drastycznym spadkiem jego sprawności. Dlatego bardzo ważne jest, aby nie przewymiarować mocy falownika względem mocy paneli fotowoltaicznych.

Wpływ obciążenia na sprawność falowników PV

Na poniższym wykresie doskonale widać, jak bardzo sprawność typowych falowników PV zależy od ich obciążenia. im bliżej optymalnego zakresu dla danej konstrukcji, tym lepiej pracuje inwerter.

Dlaczego nie należy przewymiarowywać mocy falownika względem paneli PV?

Instalacja fotowoltaiczna powinna zostać zaprojektowana w taki sposób, aby moc zainstalowanych paneli słonecznych odpowiadała mocy falownika lub falowników. Oznacza to, że nie zaleca się stosowania oversizingu, czyli przewymiarowania mocy urządzeń względem siebie.

Dzieje się tak ze względu na 2 kluczowe powody:

  1. Spadek sprawności falownika – jeśli będzie on niedostatecznie obciążony to zacznie pracować znacznie mniej efektywnie, co przełoży się na realne straty energii z instalacji PV.
  2. Wzrost kosztów inwestycji – im większa moc falownika, tym wyższa jego cena. Przewymiarowana moc będzie się wiązała ze zbędnymi wydatkami, które nie zwrócą się w rozsądnym czasie.

Dlatego zawsze należy precyzyjnie analizować potrzeby danej instalacji PV i dobierać optymalne podzespoły pod jej wymagania.

Jak zmienia się cena falowników fotowoltaicznych wraz ze wzrostem mocy?

Ogólną prawidłowością jest, że wraz ze wzrostem mocy falowników PV rośnie również ich cena. Nie jest to jednak zależność liniowa, gdzie np. dwukrotny wzrost mocy oznacza dwukrotny wzrost kosztów urządzenia.

W praktyce ceny falowników rosną skokowo w miarę przechodzenia do coraz wyższych zakresów mocy. Dla przykładu, różnica cenowa pomiędzy falownikami 3 kW a 4 kW jest znacznie większa niż pomiędzy wersjami 1,5 kW i 2 kW. Im moc większa, tym skoki cen są również większe.

Co istotne, nie zawsze wzrost mocy przekłada się na proporcjonalnie wyższą produkcję energii elektrycznej. Dlatego za falownik o wyższej mocy płacimy stosunkowo więcej w przeliczeniu na każdy wyprodukowany Wat.

Moc falownika Cena
1,5 kW 4000 zł
2 kW 4500 zł
3 kW 5800 zł
4 kW 7500 zł
banner

Oceń artykuł

rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-outline
Ocena: 4.00 Liczba głosów: 1

5 Podobnych Artykułów:

  1. Klimatyzator kanałowy do domu jednorodzinnego - profesjonalna klimatyzacja kanałowa
  2. Montaż gniazdka elektrycznego - jak to zrobić prawidłowo
  3. Pompa ciepła Ferroli - opinie, ceny, czy warto kupić?
  4. Atakujące ceny fotowoltaiki w 2024! Panele od 19zł/Wp? Sprawdź!
  5. Niższa inflacja dzięki nowemu połączeniu? Poznaj tanią alternatywę
Autor Ida Nowak
Ida Nowak

Specjalizuję się w projektowaniu zrównoważonego i ekologicznego stylu życia, koncentrując się na zastosowaniu odnawialnych źródeł energii w życiu codziennym. Jestem absolwentką Wydziału Architektury Politechniki Śląskiej, gdzie skupiałam się na zrównoważonym rozwoju. Jako aktywna działaczka na rzecz środowiska, często uczestniczę w panelach dyskusyjnych i warsztatach dotyczących ekologicznego stylu życia. Jestem ceniona za moje praktyczne wskazówki, które pomagają innym w łatwym przejściu na bardziej ekologiczny styl życia, a moje artykuły mają na celu edukowanie i inspirowanie do świadomego wyboru na rzecz środowiska.

Udostępnij post

Napisz komentarz

Polecane artykuły