Instalacja fotowoltaiczna to sposób na zaspokojenie dużej części potrzeb energetycznych gospodarstwa we własnym zakresie. Dzięki niej nie tylko można zaoszczędzić na opłatach za energię, ale też zyskać pewien stopień niezależności. Aby system solarny się sprawdzał, musi być odpowiednio zbudowany. Jednym z jego elementów jest inwerter. Jaką rolę odgrywa to urządzenie?
Z czego składa się system fotowoltaiczny?
Fotowoltaika jest modnym, ekologicznym rozwiązaniem, które zyskuje coraz więcej zwolenników. Pomimo ograniczeń, jakie niesie za sobą nieregularność produkcji związana ze zmiennym poziomem nasłonecznienia w różnych porach roku, jest to system zapewniający wiele korzyści. Warunkiem jego opłacalności jest jednak dopasowanie efektywności instalacji do potrzeb domu.
Instalacja fotowoltaiczna ma stosunkowo prostą budowę i składa się zaledwie z kilku elementów. Są to:
- moduły PV – zamieniają promieniowanie słoneczne na energię elektryczną, dzięki zjawisku fotoelektrycznemu,
- inwerter to serce całej instalacji odpowiada za monitoring, funkcje związane z bezpieczeństwem, a także konwersje napięcia stałego (DC) na napięcie (AC) o dopasowanych parametrach do parametrów sieci przesyłowej,
- zabezpieczenia elektryczne – można wyróżnić zabezpieczenia nadmiarowo-prądowe, przepięciowe, przeciwpożarowe,
- złącza DC – bardzo ważne, aby stosować złącza DC tego samego producenta, dodatkowo muszą być starannie zarobione dedykowanymi narzędziami do zarabiania tych złączy, gdyż połączenia DC są bardzo wrażliwymi punktami każdej instalacji PV. Uszkodzenie/rozłączenie/rozszczelnienie złącza DC może spowodować powstanie łuku elektrycznego, a to z kolei może być przyczyną powstania pożaru,
- okablowanie – okablowanie DC dedykowanymi przewodami do instalacji PV, okablowanie AC – kable dobieramy ze względu na kryteria obciążalności prądowej długotrwałej i spadku napięcia.
Spośród tych pięciu głównych elementów każdy odgrywa istotną rolę w systemie i powinien być do niego odpowiednio dopasowany. Jednak sercem systemu jest inwerter, bez którego produkowany prąd nie mógłby być wykorzystywany do zasilania urządzeń domowych czy oświetlenia.
Jaką rolę odgrywa inwerter?
Produkcja prądu przez ogniwa fotowoltaiczne odbywa się przez wzbudzanie ruchu elektronów za pomocą energii fotonów światła słonecznego. Falownik obciąża moduły PV w taki sposób, aby móc pozyskać z nich jak największą moc. Produkowany przez ogniwa PV prąd jest prądem stałym. Większość domowych urządzeń AGD i oświetlenia wymaga zasilania prądem przemiennym. Dlatego też w systemie solarnym jest niezbędne przekształcenie go do odpowiedniej postaci.
Inwerter przetwarza prąd stały na przemienny o parametrach dopasowanych do sieci dystrybucyjnej. Inwertery od Soltec umożliwiają również:
- zarządzanie systemem PV oraz jego monitorowanie,
- śledzenie maksymalnego punktu mocy modułów fotowoltaicznych (MMPT),
- rejestrowanie danych eksploatacyjnych,
- synchronizację instalacji fotowoltaicznej z siecią energetyczną.
Wszystkie te funkcje pozwalają zachować kontrolę nad wydajnością systemu oraz wykrywać różne usterki. Ważną funkcją inwertera jest bezpieczeństwo. Obecnie większość falowników dostępnych na rynku to falowniki beztransformatorowe z układem RCMU (układ, który bada prąd upływu). Zabezpieczenia, które posiada większość falowników to właśnie RCMU, zabezpieczenie przed odwróconą polaryzacją, zabezpieczenia związane z parametrami sieci, zabezpieczenie nadprądowe, zabezpieczenie przed pracą wyspową (falownik wyłącza się, aby nie generować napięcia podczas zaniku sieci), falowniki również przed załączeniem się sprawdzają wartość rezystancji izolacji (czy izolacja przewodów dalej spełnia swoje zadanie).
Rodzaje inwerterów
Inwertery różnią się między sobą parametrami technicznymi oraz typem konstrukcji. Dlatego ich dobór do konkretnego systemu PV powinien być dobrze przemyślany. W sprzedaży są dostępne falowniki jedno- i trójfazowe, przeznaczone do systemów o różnej wydajności. Inny podział jest uwarunkowany sposobem łączenia z siecią. Pod tym względem wyróżnia się modele wyspowe (off-grid), sieciowe (on-grid) oraz hybrydowe. Pierwszy typ falownika sprawdza się w niezależnych instalacjach PV wyposażonych we własne akumulatory i niepołączonych z siecią elektroenergetyczną. Drugi – on grid – jest częściej wykorzystywany i montowany w standardowych systemach solarnych, w których nadwyżka produkcyjna prądu jest magazynowania w sieci. Inwertery hybrydowe pełnią obie te funkcje jednocześnie i mogą gromadzić wyprodukowaną energie w dołączonych do nich akumulatorach.
