Każdy inwestor decydujący się na montaż fotowoltaiki staje przed koniecznością dokonania wyboru głównego elementu instalacji jakim jest falownik (inwerter solarny). Jest to najważniejszy element całego systemu, dlatego dokonanie prawidłowego wyboru jest kluczowym czynnikiem mającym bezpośredni wpływ na prawidłowe działanie i poziom efektywności instalacji fotowoltaicznej.
W tym artykule odpowiemy na kilka pytań, które nurtują każdą osobę chcącą założyć panele fotowoltaiczne, mianowicie:
- Do czego służy falownik?
- Jaką rolę w instalacji pełni falownik?
- Jak falownik wpływa na rentowność instalacji?
- Najważniejsze parametry falownika, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze
- Odpowiedni dobór falownika do instalacji
- Czym się kierować przy wyborze falownika?
Skupimy się na pojedynczym urządzeniu i całkowicie pominiemy temat mikroinwerterów.
Do czego służy falownik?
Falownik przetwarza energię wyprodukowaną w panelach fotowoltaicznych na energię elektryczną posiadającą właściwe parametry sieciowe, którą można wykorzystać do zasilania urządzeń elektrycznych i elektronicznych.
Falownik jest niezbędnym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej. Jego głównym zadaniem jest przemiana prądu stałego wytwarzanego w panelach fotowoltaicznych na prąd przemienny o napięciu sieciowym 230V. Energia elektryczna wytworzona w falowniku wykorzystywana jest na autokonsumpcję bezpośrednio w domu bądź jest przekazywana do sieci elektroenergetycznej.
Do innych zadań falownika należą także:
- ciągła kontrola działania instalacji fotowoltaicznej,
- zabezpieczenie instalacji oraz diagnozowanie usterek.
Wiele nowoczesnych falowników posiada wbudowane moduły pozwalające na połączenie np. z aplikacją w telefonie komórkowym oraz wizualizację informacji o stanie pracy urządzenia, produkcji energii i ewentualnych niedomaganiach instalacji wymagających konserwacji bądź naprawy.
Czy fotowoltaika się opłaca w 2023 r.? – obliczenia, przykłady:
Jaką rolę w instalacji pełni falownik?
Falownik decyduje o ilości wyprodukowanej energii, a tym samym o rentowności całej instalacji fotowoltaicznej. Urządzenia z funkcją aktywnego monitorowania pracy całej instalacji minimalizują przerwy w działaniu, uzyskując największą ilość energii wyprodukowanej z paneli.
Falownik dostarcza odpowiednią ilość mocy do zasilania urządzeń w gospodarstwie domowym, a w przypadku nadwyżek w produkcji energii, oddaje ją do sieci elektroenergetycznej, do której podłączony jest obiekt.
Falowniki posiadają także zintegrowaną ochronę umożliwiającą zmniejszenie efektów niektórych awarii instalacji PV grożących pożarem. Systemy fotowoltaiczne stwarzają minimalne zagrożenie dla bezpieczeństwa. Najlepsze falowniki dodatkowo poprawiają bezpieczeństwo instalacji PV dzięki funkcji obniżenia wysokiego napięcia systemu fotowoltaicznego do bezpiecznego poziomu przy wyłączeniu sieci.
Jak falownik wpływa na rentowność instalacji?
Wysokowydajne urządzenia o najwyższym współczynniku sprawności dochodzącym nawet do 99% potrafią przetworzyć całą energię wyprodukowaną w panelach słonecznych i przesłać ją do sieci. Dzięki zaawansowanym systemom monitorowania pracy instalacji oraz stanu sieci elektroenergetycznej maksymalizują czas pracy urządzenia oraz ilość oddanej energii.
To, jak falownik działa w zmiennych warunkach obciążenia sieci oraz ilości wyprodukowanej energii w panelach fotowoltaicznych ma kluczowy wpływ na uzyskiwany poziom wyprodukowanej energii elektrycznej, którą zasilane są odbiorniki w Twoim domu i przekazanej do systemu elektroenergetycznego Twojego dostawcy energii.
Najbardziej zaawansowane urządzenia posiadają inteligentne moduły optymalizujące działanie falownika zwieszając wykorzystanie energii słonecznej i zmniejszając rachunki za prąd.
Dzięki inteligentnym inwerterom potrafiącym maksymalnie wykorzystać energię słoneczną wyprodukowaną w panelach fotowoltaicznych zapewnisz własną energię do zasilania pompy ciepła, podgrzewania wody lub zasilania oświetlenia i innych urządzeń domowych. Im więcej energii pochodzącej z instalacji PV zostanie zużyte przez urządzenia w Twoim domu, tym mniejsze będą rachunki za prąd. Im większe będą oszczędności wygenerowane w ten sposób, tym krótszy będzie czas zwrotu z inwestycji w fotowoltaikę.
Najważniejsze parametry falownika, na które należy zwrócić uwagę przy wyborze
Maksymalna sprawność falownika nie oznacza maksymalnych uzysków, gdyż na pracę falownika ma wpływ wiele innych parametrów. Na pracę z maksymalną mocą mają wpływ takie parametry urządzenia jak:
- szybkość wyszukiwania i utrzymywania punktu mocy maksymalnej MPPT,
- sprawność falownika przy częściowym obciążeniu,
- odporność falownika na zmiany napięcia sieciowego AC,
- zakres temperatur, w których pracuje urządzenie, zalecane są od -25°C do +60°C.
Sprawność falownika
Sprawność urządzenia określa ile energii dostarczonej z paneli fotowoltaicznych zostanie przekazane do odbiorników. Im wyższa sprawność tym lepiej. W danych technicznych urządzeń oferowane na rynku znajdziemy zarówno informację o maksymalnej sprawności falownika jak i tzw. „sprawność europejską (ważoną)” przedstawia sprawność urządzenia dla różnego poziomu obciążenia.
Dobierając inwerter fotowoltaiczny, zaleca się wybierać urządzenia o sprawności europejskiej na poziomie minimum 97% dla inwerterów jednofazowych oraz 97,5% dla inwerterów trójfazowych.
Dla przykładu falownik trójfazowy SolarEDGE SE3K-SE10K posiada maksymalną sprawność wynoszącą 98%, a sprawność europejska (ważona) wynosi odpowiednio: 96,7 / 97,3 / 97,3 / 97.3 / 97,4 / 97,6 / 97,5 / 97,6 %.
Ilość układów śledzenia mocy MPPT
Układ MPTT pozwala na zwiększenie ilości uzyskiwanej energii nawet o kilkanaście procent. Dostępne na rynku panel fotowoltaiczne nie mają ustalonego punktu mocy maksymalnej, ich moc zależy od nasłonecznienia i parametrów pogodowych. Układ falownika śledzi, w którym miejscu występuje punkt MPP (punkt mocy maksymalnej) i dopasowuje parametry pracy do jego wartości. W ten sposób otrzymujemy większe uzyski energii z paneli PV. Im więcej modułów MPPT tym lepiej.
Monitorowanie pracy instalacji
Dobry falownik powinien zapewniać bezpłatne zdalne monitorowanie pracy instalacji fotowoltaicznej w czasie rzeczywistym na poziomie modułu, łańcucha i systemu. Pozwala to lepiej ocenić działanie systemu i zebrać kompleksowe informacje analityczne i raporty dotyczące wydajności energetycznej, czasu pracy systemu, współczynnika wydajności i efektywności finansowej.
Dostęp do platformy monitorowania
Falownik powinien oferować opcje komunikacji umożliwiające podłączenie falownika do platformy monitorującej za pomocą przewodowego połączenia Ethernet, Wi-Fi, EnergyNet lub GSM. Dostęp do platformy monitorowania powinien być możliwy z komputera lub urządzenia mobilnego, zawsze i wszędzie.
Automatyczne powiadomienia
Dobrze, jeśli falownik wysyła natychmiastowe automatyczne powiadomienia o wykryciu awarii. Pomaga to zminimalizować przerwy w działaniu instalacji.
Stosowanie modułów różnej mocy i marek
Najlepsze falowniki umożliwiają stosowanie modułów różnej mocy i marek w tym samym łańcuchu. Zapewnia to ochronę inwestycji przed ewentualnymi kosztami w przyszłości, kiedy np. z powodów losowych dojdzie do uszkodzenia i trzeba będzie wymienić któryś z modułów. Każdy moduł dostępny na rynku może być zastosowany i inwestor nie będzie zdany na jeden konkretny model, bądź co gorsza będzie zmuszony wymieć wszystkie moduły.
Klasa ochronności i miejsce stosowania
W zależności jakie wybierzemy miejsce do montażu, musimy upewnić się, czy wybrany przez nas falownik może być instalowany w takich warunkach. Urządzenia przeznaczone do montażu na zewnątrz powinny posiadać klasę ochronności IP65. Klasa szczelności lub inaczej ochronności IP (ang. International Protection Rating) to wskaźnik, który pokazuje czy dane urządzenie jest zabezpieczone przed dostawaniem się do środka niepożądanych ciał obcych, a także wilgoci. Inaczej mówiąc, czy urządzenie jest szczelne, a jeśli tak, to w jakim stopniu. Oznaczenie IP65 informuje nas, że urządzenie jest całkowicie pyłoszczelne i gwarantuje ochronę przed strugami wody (12,5l/min) padającymi z każdego kierunku. Falowniki z tą klasą ochronności mogą być montowane na elewacji budynku oraz na konstrukcjach naziemnych.
Długoletnia gwarancja
Dobry falownik powinien być zbudowany z myślą o długoterminowej, bezawaryjnej i wydajnej pracy potwierdzonej długoletnią gwarancją. Najlepsze na rynku urządzenia oferują 12 lat gwarancji z polskim serwisem, dostępne cenowo przedłużenia gwarancji do 25 lat i możliwością wymiany falownika poza gwarancją z niskim kosztem o ok. ~40% w porównaniu do konkurentów.
Obsługa magazynu energii
Osoby chcące inwestować samowystarczalność energetyczną w systemie OFF-grid opartą o magazyny energii, powinny upewnić się, że urządzenie w pełni obsługuje ładowanie akumulatorów magazynów energii dostępnych na rynku.
Zobacz także:
Ładowanie samochodów elektrycznych
Jeśli posiadasz samochód elektryczny możesz maksymalizować zużycie własne dzięki wykorzystaniu nadwyżki energii z PV do ładowania samochodu. Najnowocześniejsze falowniki oferowane na rynku umożliwiają ładowanie pojazdów elektrycznych nawet 2,5-krotnie szybciej niż standardowa ładowarka EV dzięki trybowi solarnego ładowania, który jednocześnie wykorzystuje ładowanie z sieci i instalacji PV. Dzięki takiemu połączeniu nie trzeba kupować ładowarki EV i falownika PV osobno. Dla większej przejrzystości, falowniki tego typu posiadają wbudowany licznik umożliwiający oddzielenie śledzenia zużycia na platformie monitorującej tylko dla energii zużytej do ładowania samochodu.
Odpowiedni dobór falownika do instalacji
Właściwy dobór falownika jest kluczowy dla uzyskania maksymalnej efektywności instalacji PV. Zaleca się się stosowanie inwertera o mocy niewiele większej od sumarycznej mocy obciążeń do niego podłączonych. Pozwala to na maksymalne obciążenie falownika, a tym samym osiągnięcie sytuacji, w której sprawność jego działania będzie najwyższa.
Zakłada się, że optymalna moc falownika powinna wynosić ok. 80% mocy instalacji. Dla przykładu, jeśli Twój dom potrzebuje instalacji o mocy 6,5 kW, to optymalna moc falownika powinna wynosić 6,5 * 0,8 = 5,2 kW.
Ważne jest wybranie odpowiedniego rodzaj urządzenia – jedno lub trójfazowego. Przykładowo, zgodnie z obowiązującą Instrukcją Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej (IriESD)
TAURON Dystrybucja S.A. jednostki wytwórcze o mocy zainstalowanej większej niż 3,68kW przyłączane są do sieci dystrybucyjnej w sposób trójfazowy.
Oznacza to, że mikroinstalacja o mocy powyżej 3,68 kWp musi być wyposażona w falownik trójfazowy, w innym przypadku nie zostanie przyłączona do sieci elektroenergetycznej.
W systemach fotowoltaicznych poniżej 3kW zaleca się użycie falownika jednofazowego. Chodzi tutaj o wartość napięcia, które jest potrzebne do wytworzenia fali sinusoidalnej, w przypadku falowników jednofazowych jest to około 360V, czyli tyle ile mniej więcej wytworzą moduły w instalacji 3kW.
Zakresy mocy produkowanych urządzeń są różne. Dla przykładu producent falowników SolarEDGE oferuje urządzenia jednofazowe w zakresach mocy od 2,2 kW do 6 oraz falowniki trójfazowe o zakresie mocy od 3 kW do 120 kW.
Jeśli planujesz inwestycję w fotowoltaikę możesz szybko sprawdzić jakiej mocy instalacji potrzebujesz wykorzystując nasz kalkulator fotowoltaiki
Czym się kierować przy wyborze falownika?
Certyfikat NC RfG
Aby podłączyć instalację fotowoltaiczną do sieci elektroenergetycznej wymagane jest aby falownik posiadał „Certyfikata NC RfG”, a dokładnie certyfikat wydany wg. normy PN-EN 50549-1/-2: 2019 wystawiony przez niezależną jednostkę certyfikującą.
Bardzo istotnym aspektem jest oferowana przez producenta gwarancja oraz serwis. Falownik będzie pracować w instalacji przez 25 lat, dlatego ważne jest, aby gwarancja była jak najdłuższa. Producenci urządzeń oferują rozszerzenie gwarancji do 10, a nawet 25 lat.
Gwarancja i serwis
Pomimo, że falowniki należą raczej do urządzeń bezawaryjnych, to przy wyborze falownika należy wziąć pod uwagę szybkość usuwania powstałych awarii. Serwis powinien być realizowany na terenie Polski lub przez firmy partnerskie posiadające umowę na czynności serwisowe na rzecz urządzeń danego producenta. Rozwiązaniem, które znacznie poprawia jakość gwarancji, jest refundacja kosztów serwisu przez producenta. Producent oferujący takie rozwiązanie refunduje koszty serwisu autoryzowanej firmie instalacyjnej, z którą posiada umowę świadczenia usług serwisowych. Jest to szczególnie ważne po zakończeniu ustawowej dwuletniej rękojmi, kiedy zaczyna obowiązywać tylko gwarancja producenta, w ramach której ma on dużą swobodę ustalania zakresu i sposobu jej stosowania i realizacji.
Ze względu na ewentualne straty jakie możemy ponieść, kluczowe znaczenie ma krótki czas naprawy. W czasie kiedy falownik będzie naprawiany instalacja nie będzie produkować energii. W przypadku wystąpienia awarii w okresie wysokiego nasłonecznienia w okresie letnim, straty mogą okazać się bardzo duże.
Głośność urządzenia
Jeżeli zamierzamy zainstalować falownik w małej odległości od miejsca gdzie zazwyczaj przebywamy, powinniśmy wziąć pod uwagę poziom hałasu, który będzie emitowało urządzenie. Dlatego ważne jest, aby głośność urządzenia wyrażana w dB (decybelach) była jak najniższa. Najlepsze falowniki osiągają tę poniżej 30 dB. Aby uświadomić sobie różnicę hałasu poszczególnych urządzeń zapamiętajmy, że obniżenie głośności o 10 dB nasze uszy odbierają jako zmniejszenie hałasu o połowę.
Opinia o marce producenta
Na rynku dostępnych jest wiele urządzeń różnych producentów, zarówno uznanych marek jak i marek wschodzących. Manufaktura Energii postawiła na sprawdzone rozwiązania trzech uznanych producentów urządzeń do instalacji fotowoltaicznych – SolarEdge, Fronius i Huawei. Naszym zdaniem wspomniani producenci oferują najlepsze na rynku niezawodne falowniki oraz warunki gwarancji i serwisu. Dzięki współpracy z tymi producentami możemy naszym klientom zaoferować maksymalnie wydajne instalacje fotowoltaiczne gwarantując wydajne i bezpieczne użytkowanie przez długie lata.
Oczywiście, nie stoi nic na przeszkodzie aby zastosować falownik dowolnego producenta. Pamiętać należy jednak, że fotowoltaika to inwestycja na długie lata, dlatego wybór solidnego falownika z dobrym wsparciem producenta będzie kluczowym czynnikiem decydującym o czasie zwrotu inwestycji.
