Falowniki

Dlaczego konieczne jest stosowanie konwertera napięcia i jakie są jego najważniejsze funkcje?

Wykorzystanie wytworzonej energii: Panele fotowoltaiczne generują prąd stały (DC), podczas gdy większość urządzeń gospodarstwa domowego i sieć dystrybucyjna wykorzystują prąd zmienny (AC). Konwerter napięcia przetwarza prąd stały z paneli na prąd zmienny, co pozwala na wykorzystanie wytworzonej energii elektrycznej w popularnych urządzeniach gospodarstwa domowego i dystrybucję w sieci elektrycznej. Mówiąc najprościej, bez inwertera nie można wykorzystać wytworzonej energii.

Wydajność energetyczna: Falownik zapewnia, że energia elektryczna generowana przez system fotowoltaiczny spełnia normy dotyczące napięcia, częstotliwości i jakości prądu. Są one niezbędne do bezpiecznego i wydajnego podłączenia do domowej lub publicznej sieci elektrycznej.

Bezpieczeństwo: Przetwornice napięcia mają wbudowane funkcje bezpieczeństwa, które chronią system przed nadmiernym napięciem, zwarciami lub innymi potencjalnymi problemami elektrycznymi. W przypadku zaniku zasilania w sieci, mogą one również zapewnić automatyczne odłączenie systemu, aby zapobiec sprzężeniu zwrotnemu i chronić pracowników zajmujących się konserwacją sieci.

Wiele nowoczesnych falowników umożliwia monitorowanie i kontrolę wydajności systemu fotowoltaicznego. Użytkownicy mogą monitorować, ile energii wytwarza ich system i czasami dostosowywać ustawienia w celu optymalizacji wydajności.

Jak klasyfikowane są falowniki

Według liczby faz

• Jednofazowy
• Trójfazowy

Według rodzaju zastosowania

• Falowniki sieciowe
• Falowniki poza siecią (wyspowe)
• Falowniki hybrydowe

Falowniki jednofazowe są stosowane głównie w mniejszych systemach wyspowych. Zwykle są one używane tylko w urządzeniach o mocy do 3 kW. Falowniki jednofazowe są często używane w mniejszych lub domowych systemach fotowoltaicznych. Są wydajne i idealne do systemów, które nie wymagają złożonego sterowania wielofazowego lub dużej pojemności energetycznej.

Falowniki trójfazowe są odpowiednie dla większych systemów fotowoltaicznych. Tam, gdzie konieczne jest wydajne przetwarzanie i dystrybucja dużych ilości wytworzonej energii słonecznej.

Inwertery trójfazowe są idealne do większych instalacji fotowoltaicznych, takich jak budynki komercyjne, obiekty przemysłowe lub duże kompleksy mieszkalne, gdzie ważna jest wydajna dystrybucja dużych ilości energii. Systemy trójfazowe są bardziej odpowiednie do przesyłania dużych mocy na większe odległości przy niższych stratach w porównaniu do systemów jednofazowych. Falowniki trójfazowe przyczyniają się do większej stabilności napięcia i bardziej równomiernego rozkładu obciążenia między fazami sieci elektrycznej. Pomaga to zminimalizować problemy ze stabilnością napięcia i zmniejsza ryzyko przeciążenia faz.

Na siatce

Inwertery typu grid-tie, znane również jako inwertery on-grid lub grid-tie, są przeznaczone do podłączenia systemu fotowoltaicznego do publicznej sieci elektrycznej. Ich głównym zadaniem jest konwersja prądu stałego (DC) z paneli fotowoltaicznych na prąd zmienny (AC), który jest zgodny ze standardami sieci elektrycznej.

• Inwertery sieciowe optymalizują wydajność systemu fotowoltaicznego i zapewniają, że wytwarzana energia elektryczna spełnia wymagania dotyczące napięcia i częstotliwości sieci.
• Zazwyczaj nie zawierają one baterii ani możliwości magazynowania energii.
• Są one idealnym wyborem dla domów i firm, które chcą obniżyć rachunki za energię elektryczną za pomocą energii słonecznej, jednocześnie dostarczając nadwyżki energii do sieci (o ile dostawca energii elektrycznej na to pozwala).
• Nie mają one możliwości magazynowania energii, więc nie dostarczają energii elektrycznej w przypadku awarii sieci.

Odpowiednio skonfigurowane inwertery sieciowe pozwalają ich właścicielom na korzystanie z alternatywnego systemu wytwarzania energii, w tym przypadku energii słonecznej, bez skomplikowanego systemu i akumulatorów. Jeśli ta alternatywna energia okaże się niewystarczająca, deficyt można uzupełnić z sieci elektrycznej.

Poza siecią

Przetwornice napięcia off-grid lub off-grid działają bez podłączenia do sieci dystrybucyjnej. Przetwornica napięcia jest zatem podłączona do akumulatora, z którego pobiera energię i przekształca ją z prądu stałego na prąd zmienny. Konwertery w tych systemach zapewniają nie tylko konwersję energii, ale także wydajne ładowanie i rozładowywanie tych akumulatorów, zapewniając w ten sposób ciągłe dostawy energii nawet w okresach bez światła słonecznego.

Hybrydowy

Te konwertery napięcia łączą w sobie zalety zarówno konwerterów sieciowych, jak i wyspowych. Oznacza to, że mogą one magazynować energię i jednocześnie pobierać ją z sieci dystrybucyjnej lub przesyłać do niej. Jednak preferencyjnie wykorzystują one energię słoneczną i przełączają się na sieć dystrybucyjną dopiero po rozładowaniu akumulatorów do określonego poziomu. Największą zaletą i często wykorzystywaną funkcją falowników hybrydowych jest ich zdolność do regulacji energii pobieranej z sieci lub z akumulatorów.

Jak wybrać falownik napięcia

Ponieważ jest to kluczowy element całego systemu, nie zalecamy oszczędzania na jakości lub bagatelizowania wyboru odpowiedniego falownika. Nie wystarczy wybrać potężne panele fotowoltaiczne, ponieważ ich wydajność i dobre funkcjonowanie ostatecznie zależy od innych komponentów systemu, zwłaszcza falownika napięcia, który jest najważniejszym elementem całej elektrowni.

Odpowiedni falownik musi być zatem optymalnie dostosowany do elektrowni fotowoltaicznej. Konieczne jest zachowanie odpowiednich proporcji między mocą systemu fotowoltaicznego a mocą falownika napięcia. Błąd pojawia się, gdy moc falownika jest niższa niż moc paneli. W takim przypadku nastąpi utrata wyprodukowanej energii. Odpowiedni konwerter napięcia może obsłużyć moc paneli słonecznych, ale jednocześnie zapobiega marnowaniu energii.

Długotrwałe obciążenie konwertera powinno wynosić około 80% jego mocy. Długotrwałe korzystanie z urządzenia w zakresie od 80% do 100% mocy spowoduje skrócenie jego żywotności.