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 przekształca prąd stały z paneli na prąd przemienny, co pozwala na wykorzystanie wytworzonej energii elektrycznej w typowych urządzeniach gospodarstwa domowego i dystrybucję w sieci elektrycznej. Mówiąc prościej, bez inwertera nie można korzystać z 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 pozwala na monitorowanie i kontrolowanie wydajności systemu fotowoltaicznego. Użytkownicy mogą monitorować, ile energii produkuje ich system, a czasem dostosowywać ustawienia w celu optymalizacji wydajności.

Jak klasyfikowane są falowniki?

Według liczby faz

• Jednofazowe
• Trójfazowe

Według rodzaju zastosowania

• Falowniki on-grid (sieciowe)
• Falowniki off-grid (wyspowe)
• Falowniki hybrydowe

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

Falowniki trójfazowe nadają się do większych systemów fotowoltaicznych. Tam, gdzie konieczne jest wydajne przetwarzanie i dystrybucja dużych ilości generowanej energii słonecznej.

Falowniki 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.

On-grid

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 przemienny (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 idealnym wyborem dla domów i firm, które chcą obniżyć rachunki za energię elektryczną za pomocą energii słonecznej, jednocześnie dostarczając nadmiar energii do sieci (o ile dostawca energii elektrycznej na to pozwala).
• Nie mają możliwości magazynowania energii, więc nie dostarczają energii elektrycznej w przypadku awarii sieci.

Inwertery sieciowe, gdy są odpowiednio skonfigurowane, pozwalają ich właścicielom na korzystanie z alternatywnego systemu wytwarzania energii, w tym przypadku energii słonecznej, bez złożonego systemu i akumulatorów. W sytuacji, gdy ta alternatywna energia okaże się niewystarczająca, można pobrać jej niedobór z sieci elektrycznej.

Off-grid

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 przemienny. Przetwornice 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.

Hybryda

Te konwertery napięcia łączą w sobie zalety konwerterów sieciowych i wyspowych. Oznacza to, że mogą one magazynować energię i jednocześnie pobierać ją z sieci dystrybucyjnej lub do niej wysyłać. Jednak preferencyjnie wykorzystują energię słoneczną i przełączają się na sieć dystrybucyjną dopiero po rozładowaniu akumulatorów do określonego poziomu. Największą zaletą, 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 wydajne panele fotowoltaiczne, ponieważ ich wydajność i dobre funkcjonowanie ostatecznie zależą od innych komponentów systemu, w szczególności od falownika napięcia, który jest najważniejszym elementem całej elektrowni.

Odpowiedni falownik musi być zatem optymalnie dopasowany do elektrowni fotowoltaicznej. Konieczne jest zachowanie odpowiednich proporcji pomiędzy mocą systemu fotowoltaicznego a mocą falownika napięcia. Błąd pojawia się, gdy moc falownika jest niższa niż moc paneli. Odpowiednia przetwornica napięcia poradzi sobie z mocą paneli słonecznych, ale jednocześnie zapobiegnie marnowaniu energii.

Długoterminowe obciążenie konwertera powinno wynosić około 80% jego mocy. Jeśli jego długotrwałe użytkowanie będzie przekraczać górną granicę od 80% do 100% mocy, skróci to jego żywotność.