Falownik: jak działa, jaki wybrać i ile kosztują falowniki?

MG Projekt Pracownia Architektoniczna / Aktualizacja 4 sierpnia 2020

Co to jest falownik i jak działa? Wszystkiego na temat tych urządzeń dowiesz się w poniższym artykule.

Falownik
Falownik

Decydując się na montaż instalacji fotowoltaicznej, należy wnikliwie przyjrzeć się parametrom i wydajności każdego z elementów, by całość systemu była sprawna i wydajna. To właściwy dobór i ocena zapotrzebowania na energię w domu decyduje o efektywności danej instalacji, co z kolei przekłada się na realne oszczędności w domowym budżecie.

Instalacja fotowoltaiczna to w dużej mierze panele, jednak to falownik stanowi najistotniejszy element całego systemu i daje gwarancję skutecznego działania instalacji fotowoltaicznej. Nie bez powodu to właśnie falownik stanowi 20% kosztów całej instalacji, stąd przed jego ostatecznym wyborem warto zgłębić wiedzę, by inwestycja okazała się właściwa, a system działał efektywnie przez długie lata.

Falownik – co to jest?

Falownik z ang. power inverter to urządzenie, które służy do zmiany prądu stałego na prąd zmienny. To podstawa i istota całego systemu. Bez takiej zamiany, prąd nie mógłby być wykorzystany do zasilania sprzętów w naszym domu. Zasada to odwrotność działania prostownika.

Falownik często określa się mianem przemiennika częstotliwości, głównie za sprawą możliwości regulacji częstotliwości napięcia. Należy jednak dodać, że urządzenie służy również do regulacji rozruchu oraz prędkości obrotowej w silnikach elektrycznych. Dzięki zmianie częstotliwości można zmienić prędkość obrotową wirnika.

Falownik – jak działa?

Falownik - jak działa?
Falownik – jak działa?

Główny element falownika to układ, który odpowiada za przetwarzanie napięcia stałego na przemienne. Oprócz tego konieczne są układy wejściowe, układ sterujący i układ zabezpieczający. Każdy z nich to inna funkcja. Jak zatem działa urządzenie?

Panele słoneczne pobierają energię ze słońca, wytwarzając przy tym napięcie stałe. W naszych domach napięcie jest przemienne o parametrach zgodnych z siecią niskiego napięcia. Jest to 230/400 V 50 Hz. Należy zatem wprowadzić zmiany w przepływającym napięciu, aby mogło być wykorzystane w naszym domu.

Falownik pracuje w czasie rzeczywistym, zatem prąd od razu dostarczany jest do domowych urządzeń. Jednak podczas pracy i zamiany generowane są pewne straty. Dlatego wybór odpowiedniego urządzenia odpowiada za wydajność instalacji i pozwala ograniczyć straty.

Ponieważ falowniki się nagrzewają, należy zredukować wytwarzane ciepło. Dlatego dobry falownik wyposażony jest dodatkowo w wentylatory i radiatory, które wychładzają nagrzewające się elementy.

Falownik – budowa

Budowa falownika nie jest tak istotna, jak jego parametry. Jednak dla zgłębienia wiedzy warto poznać serce instalacji fotowoltaicznej od środka.

Najważniejszy element urządzenia to układ mostkowy tranzystorowy, czyli tzw. mostek kluczy. To on odpowiada za zmianę prądu stałego na przemienny o określonej częstotliwości i napięciu. Ponadto niezbędne są układy wejściowe i wyjściowe.

  • Układ wejściowy – obecnie falowniki dobrej jakości wyposażone są w układy śledzenia MPPT. Starsze typy nie posiadały takich układów, były zatem mniej wydajne. Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom można uzyskać nawet o 20 % więcej energii niż przy użyciu urządzeń o starej technologii. Skrót określany jest maksymalnym punktem mocy, który zależny jest od nasłonecznienia i temperatury. Dzięki wprowadzonej zmianie i możliwości śledzenia MPPT, falownik dostosowuje się do zmiennych wartości prądu stałego i przetwarza więcej energii. To bardzo istotna różnica, która wpływa na wydajność systemu. Dodatkowo układ wejściowy wyposażony jest w bezpieczniki, ograniczniki przepięć i rozłączniki.
  • Układ wyjściowy – odpowiada za dostarczenie prądu, który jest już ustabilizowany, jest wysokiej jakości i może zasilić domowe urządzenia. Tutaj z kolei należy wspomnieć o dławikach, które stanowią swoisty filtr zabezpieczający przepływ bez zakłóceń. Element ten zapobiega nagłym zmianom i skokom natężenia. Ogranicza również prąd przemienny bez straty mocy. Ten niewielki element zabezpiecza kable i urządzenia.

Co można odczytać na falowniku?

Obsługa falownika wcale nie jest skomplikowana, co więcej sprzęt z najwyższej półki jest praktycznie bezobsługowy. Urządzenia włączają i wyłączają się samodzielnie. Kiedy słońce dociera do modułów, falownik włącza się, kiedy natomiast słońce zachodzi lub gdy napięcie PV spada poniżej określonej wartości, wyłącza się.

Aby dokładnie odczytać wartości z wyświetlacza, warto zapoznać się z oznaczeniami. Zazwyczaj na panelu pokazuje się prąd DC i AC, napięcie DC i AC oraz częstotliwość. Pojawia się również informacja o dziennej i sumarycznej ilości energii, którą wytworzyły panele. Wartości podawane są w kilowatogodzinach.

Falownik pokazuje również, czy jest podłączony do sieci bezprzewodowej. Jeśli na panelu pojawią się czerwone lampki to informacja o pewnych błędach. Wtedy najlepiej skontaktować się z serwisem, który pomoże rozwiązać problem.

Urządzenia mają jeszcze jedną zaletę. Poprzez odpowiednią konfigurację lub aplikację można uzyskać do danych okresowych. Dzięki temu można porównywać wydajność systemu w danym okresie czasu.

Rodzaje falowników

Falowniki dzieli się wg sposobu pracy, ze względu na:

  • transformator,
  • liczbę faz,
  • wielkość instalacji.

Każda grupa to inne parametry, ale o tym później. Oto podział falowników.

Rodzaje falowników – sposób pracy

Tu wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje. Każdy posiada inne właściwości i wydajność:

Falowniki wyspowe Off – Grid

Urządzenia wyspowe, zwane również autonomicznymi pracują bez dostępu do sieci energetycznej. Są całkowicie niezależne. Zmieniają przy tym prąd stały na zmienny o napięciu 230 V jednofazowy lub 400 V trójfazowy.

Dzięki specjalnej budowie korzystają z energii słonecznej, energii z sieci publicznej lub z akumulatorów. Falowniki takie posiadają szeroki wybór konfiguracji systemowych, które umożliwiają efektywne korzystanie z wyprodukowanego prądu.

Dzięki temu system dostosowuje się do najtańszej taryfy poza szczytem.

Falowniki sieciowe On – Grid

Inwerter jest całkowicie zależny od sieci energetycznej. Jeśli w danej chwili nastąpi przerwa w zasilaniu, falownik się wyłączy.

Jego budowa nie pozwala na podłączenie ich do akumulatorów, zatem sieć jest jedynym źródłem energii. Jednak są one bardzo wydajne i dostosowują się do wymagających warunków przy niskich kosztach eksploatacji.

Takie urządzenia działają idealnie bez względu na wielkość instalacji fotowoltaicznej. To doskonałe rozwiązanie dla domów narażonych na zacienienie jednego lub dwóch modułów. Bez znaczenia jest również orientacja dachu. Dzięki temu praktycznie na każdym dachu domu można w inteligentny sposób dostosować instalację fotowoltaiczną i cieszyć się darmowym prądem.

Falowniki hybrydowe

To rozwiązanie najdroższe, jednak najbardziej wydajne. To urządzenie inteligentne, które doskonale dostosowuje się do zmiennej sytuacji energetycznej.

Dzięki swojej budowie może współpracować z instalacją on – grid i off – grid. Urządzenie jest tak skonstruowane, by nie tylko zmieniało prąd stały na zmienny, który zasila odbiorniki w domach, ale by również gromadził nadprodukcję wytworzonego prądu i zasilał akumulatory. Dzięki temu może oddawać energię, której jest za dużo do sieci. Jeśli pracuje w trybie on – grid, jest podłączony do sieci, nie do akumulatorów. Doskonale przetwarza prąd stały na zmienny, zasila urządzenia, a nadwyżkę oddaje do sieci.

Praca w systemie off – grid to ładowanie akumulatorów i dostarczanie prądu do odbiorników. Dobrej jakości falownik hybrydowy to zatem kompleksowe rozwiązanie. Reguluje system ładowania akumulatorów, co zapewnia stabilność systemu, posiada śledzenie MPPT i współpracuje zarówno z panelami monokrystalicznymi, jak i polikrystalicznymi.

Rodzaje falowników – z transformatorem lub bez

Kolejny podział to kolejne różnice nie tylko w budowie, ale i w efektywności.

Falowniki beztransformatorowe

Tu istotą jest brak transformatora, co wpływa na lekkość konstrukcji. Posiadają większą sprawność w szerokim zakresie obciążenia, jednak ma jedną zasadniczą wadę. Stopień bezpieczeństwa jest mniejszy, ze względu na brak galwanicznej bariery pomiędzy stroną odpowiedzialną za wytworzenie prądu stałego od strony z prądem zmiennym.

Są wydajne i mimo braku izolacji galwanicznej nie tracą na mocy. Jednak użytkownicy wskazują, że narażone są na większą awaryjność.

Ich konstrukcja i budowa jest znacznie bardziej skomplikowana niż tych z transformatorem, a jak wiadomo im więcej elementów, tym więcej potencjalnych awarii i usterek.

Falowniki transformatorowe

Jak nazwa wskazuje posiadają transformator.

To własnie on odpowiedzialny jest za galwaniczną izolację obu stron, w których wytwarzany jest prąd stały, a następnie zmienia się w prąd przemienny. Inwertery tego typu zazwyczaj stosuje się w instalacjach o dużej mocy. Jednak i w tym przypadku dzielą się na dwie podgrupy:

  • Inwertery z transformatorem o niskiej częstotliwości LF – to starczy typ urządzeń. Transformator znajduje się przy wyjściu falownika i pracuje z częstotliwością 50 HZ. Jest prosty w budowie, a co za tym idzie mniej awaryjny. Jest jednak bardzo ciężki i niestety mniej wydajny.
  • Inwertery z transformatorem o wysokiej częstotliwości HF- to urządzania o nowszej technologii, zatem dopracowane w każdym szczególe. Transformator znajduje się przy wejściu falownika i pracuje z częstotliwością od 20 do 24 Hz. Tutaj budowa jest znacznie bardziej skomplikowana. Prąd stały przetwarzany jest na prąd przemienny o wysokiej częstotliwości i przebiegu prostokątnym. To jedyne możliwe rozwiązanie, by transformator znalazł się przy wejściu falownika. Takie urządzenia są znacznie bardziej wydajne, lżejsze i bezpieczne. Izolacyjność galwaniczna jest jednak na takim samym poziomie, jak w falownikach o niskiej częstotliwości. Z racji iż konstrukcja jest już zaawansowana, istnieje większe ryzyko awaryjności.

Rodzaje falowników – liczba faz

Tutaj głównym wyznacznikiem jest zapotrzebowanie na moc.

Modele o małej mocy to zazwyczaj wersja jednofazowa. Dla większego zapotrzebowania stosuje się falowniki trójfazowe.

Falowniki jednofazowe

W przypadku inwerterów jednofazowych wartość napięcia to 230 V. Stosowany jest w instalacjach poniżej 3 kW. Przy niewielkiej instalacji zbudowanej z 10 – 12 modułów fotowoltaicznych napięcie przy użyciu opcji jednofazowej jest na poziomie 300, 350 V. Zatem jest w pełni optymalne. Falownik będzie miał wyższą sprawność.

Taki inwerter przyłączany jest do jednej fazy, więc można dogodnie wybrać tę stabilną i maksymalnie obciążoną. Takie urządzenia są również tańsze.

Falowniki trójfazowe

W przypadku inwerterów trójfazowych wartość napięcia to 400 V. Zatem instalacje powyżej 4,6 kW muszą być zaopatrzone w opcję trójfazową. Takie rozwiązania stosuje się wszędzie tam, gdzie konieczna jest regulacja prędkości.

Trójfazową opcję można również zastosować w instalacji do 3 kW. Dzięki temu obciążenie rozchodzi się równomiernie i system działa stabilnie. Urządzenie to z kolei reaguje na zmiany i zaburzenia, np. w niestabilności napięcia we wszystkich trzech fazach jednocześnie. Zatem jeśli w danej chwili któraś z faz zanotuje braki w napięciu, inwerter będzie się wyłączał.

Rodzaje falowników – wielkość instalacji

Obecnie na rynku dostępne są najróżniejsze rozwiązania, by zoptymalizować działanie instalacji fotowoltaicznej. Dlatego każde z rozwiązań dostosowane jest nie tylko do odpowiedniego zapotrzebowania, mocy, ale i od wielkości instalacji.

Takie moduły dostosowane do indywidualnych potrzeb wpływają nie tylko na koszt wykonania i montażu, ale również na koszty eksploatacji systemu.

Mikroinwerter

Zazwyczaj stosowany w mikroinstalacji o mocy do 50 kW.

Montowany jest przy każdym pojedynczym module i standardowo przetwarza prąd stały na przemienny. Dzięki takim rozwiązaniom można w dowolnym momencie rozbudować instalację.

W przypadku niewielkiego zapotrzebowania, instalacja może składać się tylko z jednego panelu i będzie działać efektywnie.

To również doskonałe rozwiązanie, by szybko zwiększyć moc systemu. Wystarczy jeden panel z mikroinwerterem, by zmienić moc instalacji.

To również sposób na rozwiązanie problemu z zacienieniem pojedynczych paneli. Dlatego są często stosowane na nietypowych dachach.

Co prawda nie rozwiązuje to idealnie problemu, jednak znacząco wpływa na poprawę pracy instalacji.

Mimo wszystko specjaliści odradzają montaż systemu w miejscach, gdzie zacienienie roczne przekracza 25%, gdyż jest to nieopłacalne.

Zastosowanie mikroinwertera w pojedynczym panelu daje szersze możliwości monitorowania pracy każdego z modułu, co pozwala uzyskać dokładne wyniki badań o wydajności systemu.

Takie rozwiązanie nie jest jednak pozbawione wad. Mikroinwertery montowane są zaraz pod modułami fotowoltaicznymi, dlatego narażone są na działanie trudnych warunków atmosferycznych. Wahania temperatur mają z kolei wpływ na żywotność urządzenia.

Im więcej urządzeń i komponentów, tym większe ryzyko awarii. Jeden inwerter to mniejsza awaryjność. Zastosowanie tego typu falowników skutkuje brakiem współpracy z nowoczesnymi akumulatorami litowo – jonowymi i brakiem możliwości rozbudowy w przyszłości w celu magazynowania energii.

Ponadto w przypadku awarii prace serwisowe wydłużają się, gdyż wymagają specjalnego działania i warunków pogodowych.

Taka instalacja to również większe ryzyko pożaru, gdyż jest w niej aż dwa razy więcej newralgicznych łączeń, które stanowią incydenty pożarowe. Wskazuje się również na niższą sprawność, która jest na poziomie 95 – 96,6%.

Falowniki szeregowe/stringowe

To tradycyjne inwertery, które obsługują niewielkie instalacje. Zazwyczaj falownik taki odpowiada za wszystkie moduły, a jeśli instalacja jest większych rozmiarów, obsługuje tylko ich część.

Zastosowanie takiego rozwiązania pozwala na optymalizację kosztów z wykorzystaniem modułów 1500V. To z kolei znacząco wpływa na ograniczenie kosztów generacji energii elektrycznej w elektrowniach fotowoltaicznych.

Najnowsze technologie i innowacyjne rozwiązania wprowadzają na rynek coraz to bardziej wydajne urządzenia. Tak właśnie jest w przypadku inwerterów szeregowych. Nowe falowniki stringowe są nie tylko bardziej wydajne, ale również żywotne. Urządzenie jest w stanie pracować przy 10% przeciążeniu nawet w temperaturze 45 stopni C, unikając przy tym strat energii w wyniku konieczności chłodzenia systemu podczas wysokiej temperatury.

Moduły fotowoltaiczne łączone są w łańcuchy szeregowo, a następnie podłącza się falownik. Równoległe łączenie paneli jest możliwe przy wykorzystaniu falowników o wyższej mocy lub też modułów o niskim natężeniu prądu.

Falowniki centralne

To urządzenia obsługujące głównie duże farmy fotowoltaiczne. Wszystkie panele łączone są szeregowo w stringi, a następnie całość podłącza się równolegle do centralnego falownika.

Jest to rozwiązanie rzadziej stosowane ze względu na ograniczone możliwości serwisowania i większą awaryjność. Lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie kilkudziesięciu lub kilkuset falowników szeregowych.

Jeśli jednak teren, na którym mają zostać posadowione moduły jest płaski, nic nie stoi na przeszkodzie, by zastosować inwerter centralny.

Jednak jak wskazują fachowcy, decentralizacja kilku falowników szeregowych ma kilka podstawowych zalet. W przypadku awarii któregoś z podzespołów, wyłącza się tylko część elektrowni. Jeden falownik centralny to wyłączenie z użytkowania całej farmy.

Ponadto falowniki stringowe są łatwiejsze w zaprojektowaniu i zainstalowaniu oraz łatwej je wymieniać. Każdy z falowników łańcuchowych optymalizuje pracę tylko części modułów, przez co nie jest konieczna tak duża precyzja w orientacji paneli i każdego rzędu.

Jak dobrać idealny falownik do instalacji?

Jak dobrać urządzenie do instalacji fotowoltaicznej?
Jak dobrać urządzenie do instalacji fotowoltaicznej?

Jak widać powyżej wybór i dostępność falowników jest niezwykle szeroka. Dlatego najlepiej podczas wyboru skorzystać z profesjonalnej i fachowej pomocy doradców, którzy znają wszystkie parametry, istotne przy projektowaniu instalacji.

Wybór falownika jest kluczowy dla funkcjonowania całej instalacji. Sztuka polega na tym, by wytworzyć jak najwięcej energii. Spójrzmy… Oto kilka istotnych elementów, na które zwrócić uwagę podczas wyboru falownika.

Optymalny dobór mocy

Moc instalacji to moc generatora, czyli w przypadku instalacji fotowoltaicznej suma mocy wszystkich paneli.

Taką moc określa się w standardowym nasłonecznieniu (STC). Jednak to bardziej warunki stworzone na potrzeby badań w laboratorium. Instalacja PV działa na 100% mocy przy max. 4% czasu.

Przez 60% czasu panele działają według normalnych warunków pracy (NOCT).

Należy również pamiętać, że moduły ulegają stopniowej degradacji na poziomie 3% w pierwszym roku i około 0,7% w kolejnych latach. Falownik nie starzeje się.

Problem polega na tym, by przez cały okres działania instalacji (wstępne dane szacują działanie na 25 lat) instalacja wytworzyła wystarczającą ilość niezbędnej energii. Zatem przy stopniowej degradacji modułów oraz biorąc pod uwagę współczynniki sprawności falownika przy obciążeniu, zaleca się wybór inwertera mniejszego. Badania bowiem wskazują, że moduły z roku na rok produkują mniej energii, a falownik przy obciążeniu przetwarza energię słabiej. To z kolei powoduje większe straty. Instalacja fotowoltaiczna to inwestycja na lata, zatem należy kierować się efektami długofalowymi.

Optymalny dobór zakresu napięć i natężenia prądu

Im szerszy zakres napięcia pracy, tym łatwiej dobrać moduły i skonfigurować generator. Przy gorszych warunkach pogodowych, falownik musi pracować dłużej. Istotne jest również napięcie startowe.

Im niższe, tym wcześniej zacznie się produkcja energii. Jednak to z kolei przekłada się na częstsze załączanie i rozłączanie falownika. Dlatego mimo wszystko zalecane jest wyższe napięcie startowe.

Ilość wejść MPP

MPP znacząco wpływa na działanie instalacji i zwiększa jej efektywność. Można dzięki temu optymalnie skonfigurować moduły na dachach o różnym pochyleniu, w różnych kierunkach. Dzięki temu dach o częściowym zacienieniu nadal może być wykorzystany, a falownik doskonale poradzi sobie z tym problemem.

Optymalny dobór parametrów

Tutaj właśnie wrócimy do wspomnianych wyżej parametrów. To kilka istotnych spraw, które wpływają na użytkowanie całej instalacji.

Wbrew pozorom system generuje hałas. Niektóre przetwornice potrafią wytworzyć denerwujące dźwięki, które mogą irytować mieszkańców. Zatem dla własnego komfortu warto sprawdzić poziom hałasu.

Kolejna istotna kwestia to wysoka klasa ochrony IP. Dzięki temu inwerter może być zamontowany na zewnątrz, bez względu na uciążliwe warunki atmosferyczne.

Tu z kolei pojawia się kolejny problem – dobre chłodzenie. Dzięki temu system będzie bardziej żywotny i bezawaryjny. Należy jednak pamiętać, że takie wymuszone chłodzenie również generuje hałas, stąd przy niewielkiej instalacji zaleca się chłodzenie pasywne.

Jednym z istotnych parametrów jest pobór mocy przez falownik w trybie nocnym. Niski pobór energii to niższe opłaty za energię.

Zabezpieczenia

Sieć energetyczna cechuje się niestabilnością, przepięciami. Często niestety pojawiają się błędy podczas montażu, co może spowodować ryzyko pożaru.

Dlatego należy wnikliwie sprawdzić zabezpieczenia, które gwarantuje producent w celu ograniczenia sytuacji niepożądanych. Warto prześledzić badania, by zminimalizować ryzyko awarii.

Monitoring i komunikacja

Instalacja fotowoltaiczna powinna pracować nieprzerwanie przez 25 lat. W sytuacji, kiedy ryzyko awarii istnieje, należy zadbać o odpowiednie monitorowanie każdej usterki, by szybko podjąć działania naprawcze.

Zapewni to szybki serwis i usunięcie awarii. Dzięki temu zmniejszą się przestoje w produkcji energii. Dobry falownik to system monitoringu i wizualizowanie pracy w trybie rzeczywistym.

Wsparcie i fachowy serwis

Jak w każdym innym przypadku, awarie falownika to rzecz naturalna.

Nawet sprzęt najwyższej jakości ma prawo odmówić posłuszeństwa, co w przypadku zmienności napięć może się zdarzyć. Dlatego przy wyborze warto zapoznać się z gwarancją i usługami serwisowymi. Istotne jest, by były jak najszybsze i pozbawione dodatkowych kosztów.

Certyfikaty

Produkty bez certyfikatów nie powinny być dopuszczone do użytkowania, jednak zdarzają się nieuczciwi sprzedawcy.

Każdy produkt musi posiadać niezbędne certyfikaty, które są zgodne z obowiązującymi normami dla sieci energetycznej. To również niezbędne normy bezpieczeństwa.

Całość powinna być w języku polskim. Należy bowiem dodać, że tylko certyfikowane produkty zapewniają żywotność, efektywność i bezpieczeństwo instalacji.

Falownik – zastosowanie

Czy falownik to tylko jeden z najważniejszych elementów instalacji fotowoltaicznej?

Otóż nie! Falowniki stosuje się również w silnikach elektrycznych. Mają zastosowanie w urządzeniach AGD, gdzie zmniejszają zużycie energii elektrycznej. Jednak najczęściej stosowane są w przemyśle, gdzie maszyny pracują ze zmienną częstotliwością ruchu.

Można je spotkać w maszynach pakujących, piłach. Dzięki temu podnosi się bezpieczeństwo użytkowania niebezpiecznych urządzeń. Piła staje się bardziej wydajna i generuje mniej kosztów.

Każdy falownik jednak musi być indywidualnie dobrany do specyfiki zakładu i rodzaju urządzenia. Wykorzystuje się go również w bramach napędowych, pompach, sprężarkach, w wentylatorach, wirówkach, mieszarkach.

Ile kosztuje falownik?

Na cenę falownika wpływa głównie jego producent.

Oczywiście im wyższa moc, tym inwerter droższy. Jednak mimo podobnej mocy czasem falowniki mogą się sporo różnić.

Tutaj z kolei ważnym czynnikiem jest długość gwarancji oraz możliwość jej przedłużenia. Dla przykładu cena falownika dla najpopularniejszej obecnie mocy instalacji – 5 kW.

Statystycznie budynek jednorodzinny w Polsce potrzebuje około 3500 kWh energii elektrycznej. Zatem instalacja powinna być nieco większa niż 3,5 kWp.

Jeśli nie ma w domu ogrzewania elektrycznego i pompy ciepła, system o mocy pomiędzy 5 i 6 kWp powinien w zupełności wystarczyć, by zapewnić energię na potrzeby własne.

Taki falownik o mocy 5 kWp sprawdzi się dla instalacji o mocy 5 kWp skierowanej na południe i dla instalacji 6 kWp skierowanej na wschód lub zachód.

Analizując dane na rynku wyraźne widać, że ceny są najniższe u głównych dystrybutorów danego producenta. Mogą różnić się o tysiąc, a nawet 2 tysiące, w zależności od dystrybutora. Przyjmuje się, że na dobrej klasy falownik o mocy 5 kWp należy przeznaczyć od 4 do 5,5 tysiąca złotych. Należy również wspomnieć, że firmy wykonawcze mają możliwość negocjacji cen, zatem warto zasięgnąć opinii u źródła.

Co w przypadku większego zapotrzebowania? Czy koszty falownika znacząco windują do góry?

Obecnie domy stają się coraz bardziej energooszczędne. Decydujemy się na alternatywne rozwiązania, jak np. pompy ciepła.

Tutaj zapotrzebowanie wzrasta i w tym przypadku idealna jest instalacja o mocy około 10 kWp.

Ile zatem kosztują trójfazowe falowniki fotowoltaiczne o mocy 10 kWp? Dobrej jakości inwerter o wskazanej mocy dostępny jest już od 6 tysięcy złotych. Te z wyższej półki to 7 – 8 tysięcy.

Należy jednak dodać, że w obu przypadkach instalacje takie mają możliwość dofinansowania, o czym za moment. To doskonałe rozwiązanie, gdyż może pokryć znaczną część lub nawet całość kosztów związanych z zakupem urządzenia.

Czy zakup falownika może sfinansować rząd?

Dofinansowanie instalacji energooszczędnych
Dofinansowanie instalacji energooszczędnych

Jak wskazują badania liczba instalacji stale rośnie, głównie za sprawą możliwości skorzystania z realnych oszczędności. Mimo iż sam koszt instalacji jest na początku znaczny, wydatki szybko się zwracają.

Koszt dobrego falownika to zazwyczaj około 4 – 8 tysięcy. Warto zatem postarać się o profity od państwa, które chętnie pomaga inwestorom w produkowaniu własnej energii.

Rząd wprowadził program „Mój Prąd”, który oferuje bezzwrotną dotację w kwocie 5 tysięcy na zakup lub montaż instalacji. Zatem przy niewielkiej mikroinstalacji, koszt falownika całkowicie się zwróci.

Kwota nie wlicza się do dochodu i nie trzeba rozliczać się z dofinansowania w PIT – cie. Nabór wniosków obecnie odbywa się w systemie ciągłym, zatem w każdej dowolnej chwili można złożyć wniosek o uzyskanie dotacji.

Często również samorządy w trosce o zwiększanie świadomości społeczeństwa i w celu zachęcenia do budowania instalacji mają swoje własne programy. Np w Warszawie jest to kwota 15 tysięcy, zatem sporo więcej. Nie można jednak skorzystać z obu programów jednocześnie.

Produkując własną energię zyskuje się status prosumenta. W skrócie znaczy to tyle, że jeśli podczas słonecznego lata wyprodukowaliśmy nadwyżkę energii, podczas pory jesiennej możemy ją odebrać z 80% zniżką. Ponadto wartość inwestycji można odpisać od podatku. Ulga na dofinansowanie na poziomie 17% lub 32%, to spore korzyści.

Jeśli chodzi o program „Mój Prąd” trzeba wspomnieć o istotnym fakcie. Należy umiejętnie wybierać elementy, gdyż program wyraźnie zakłada, że nie mogą to być produkty starsze niż 24 miesiące od daty montażu. Dlatego należy zapoznać się koniecznie z datą produkcji falownika, by podlegał dofinansowaniu. Zazwyczaj na spodzie każdego urządzenia jest tabliczka znamionowa, gdzie znajduje się nr seryjny.

Montaż i podłączenie falownika krok po kroku

Jeśli decydujemy się na montaż instalacji fotowoltaicznej przez profesjonalną firmę, nie ma powodów do obaw.

Wszystkie etapy, począwszy od zaprojektowania całego systemu, po jego uruchomienie spoczywają bowiem na monterach. Zatem podłączeniem i montażem falownika zajmie się ekipa profesjonalistów.

Inaczej wygląda sytuacja, kiedy sami chcemy zamontować urządzenie. Tu z kolei należy odpowiednio zaplanować wszystkie prace.

Przygotowanie miejsca

Falownik musi posiadać odpowiednie miejsce, które powinno spełniać wymagania producenta. Inwerter solarny nie może znajdować się w sąsiedztwie palnych materiałów konstrukcyjnych. Z racji generowanego hałasu lepiej, jeśli znajdzie się z dala od ludzi.

Urządzenie powinno być zamontowane na twardej powierzchni w pozycji pionowej.

Ponadto pomieszczenie musi być suche, bez nadmiernego pylenia i z niezbędną cyrkulacją powietrza. Zazwyczaj montuje się je wewnątrz.

Falownik wymaga odpowiedniej temperatury otoczenia, by działał efektywnie. Zazwyczaj wystarczy temperatura pomiędzy 0 stopni, a 40 stopni Celcjusza. Wilgotność powinna wynosić 5% – 85%.

Część chłodząca musi zostać odsłonięta, a wszystkie dodatkowe elementy muszą być łatwo dostępne, gdyż ułatwia to znacznie prace serwisowe. Następnie można przystąpić do podłączenia urządzenia.

Podłączenie falownika

Przed przystąpieniem do pracy należy upewnić się, że wyłącznik AC i przełącznik DC jest w pozycji off. Zazwyczaj każdy producent dołącza niezbędną instrukcję do modelu, jednak standardowo proces ten za każdym razem wygląda podobnie.

Należy podłączyć przewody zasilające zgodnie z instrukcją dołączoną do modelu.

  • Należy skonfigurować inwerter poprzez ustawienie polskiego kodu gird.
  • Następnie trzeba zabezpieczyć falownik po stronie AC za pomocą wyłącznika nadmiarowo – prądowego.
  • Wyłączyć wyłącznik i i tak zabezpieczyć, by ponownie się nie włączył.
  • Następnie należy podłączyć przewody L, N i PE do zacisków AC falownika.
  • Teraz kolej na stronę DC, którą należy zabezpieczyć w analogiczny sposób.
  • Dla pewności należy sprawdzić biegunowość przewodów z łańcuchów modułów.
  • Następnie trzeba skontrolować brak zwarcia doziemnego generatora fotowoltaicznego.
  • Koniecznie trzeba sprawdzić wartość napięcia łańcuchów pod kątem maksymalnego napięcia pracy falownika.
  • Do jednego MPP można przyłączyć jednakowy typ modułów i jednakową ich liczbę w szeregu ustawionych w identycznym pochyleniu.
  • Każdy łańcuch musi posiadać identyczne napięcie.
  • Jeśli jakieś wejścia DC nie zostały wykorzystane należy je zabezpieczyć zaślepkami.
  • Zamknąć obudowę i ją dokręcić.
  • Należy włączyć bezpieczniki.

Falownik powinien zadziałać natychmiast.

Jak przyszłość czeka falowniki?

Jak przyszłość czeka falowniki?
Jak przyszłość czeka falowniki?

Z perspektywy czasu można dostrzec niezwykły potencjał urządzenia. Nie bez powodu określany jest mózgiem systemu bateryjnego.

Pierwsze urządzenia do zmiany prądu nie miały możliwości podpięcia ich do magazynów. Dziś falowniki są w stanie współpracować z baterią i wspomagać się w trudnych sytuacjach.

To inteligentne urządzenie wie, kiedy wykorzystać energię i zmagazynować ją wysyłając do sieci. Wie również jak pracować, by efekt był bardziej ekonomiczny i wydajny. Takie możliwości mogą znacznie ustabilizować sytuację na świecie. Taki stabilizator sieci byłby doskonałym wsparciem w przypadku niedoboru energii. Tak naprawdę to już się dzieje, jednak proces nadal trwa, rozwija się i obejmuje coraz większe obszary kraju, świata.

Urządzenia doskonale również zarządzają produkcją i konsumpcją energii. Dlatego doskonale łączą się z funkcją inteligentnego domu.

Nie da się również ukryć, że duży potencjał falowników można wykorzystać do pojazdów elektrycznych. To dzięki właśnie takim rozwiązaniom zyskuje klimat. W niedalekiej przeszłości falownik będzie niezbędnym elementem wyposażenia każdego domu.

Dotyczy to nie tylko paneli fotowoltaicznych. Potencjał systemu zostanie wykorzystany do ładowania i rozładowania akumulatorów w samochodzie, również tym elektrycznym. Urządzenie wkrótce będzie włączało nasze urządzenia domowe, by jak najefektywniej wykorzystać energię.

Kilka słów na koniec…

Instalacja fotowoltaiczna
Instalacja fotowoltaiczna

Falownik to urządzenie przyszłości. Badania nad jego rozwojem ciągle trwają, a projektanci prześcigają się w innowacyjnych pomysłach. Jednak wracając do instalacji fotowoltaicznej, dobór falownika jest niezwykle istotny i jak widać o jego efektywności decydują liczne parametry i niuanse.

Przy wyborze nie można kierować się tylko ceną, mimo iż aspekt ekonomiczny jest niezwykle istotny i ma wpływ na koszt całej inwestycji. Należy kierować się głównie jakością, gwarancją oraz możliwościami serwisowania.

Instalacja ma domownikom służyć przez długie lata, zatem powinna działać bezawaryjnie i generować zyski. Niestety tanie zakupy to z reguły chwila radości, która w kolejnych latach przekłada się na dużą awaryjność systemu i żywotność falowników.

Z pewnością wybór najlepszego urządzenia należy powierzyć profesjonalistom, jednak i w tym przypadku warto sprawdzić opinie o fachowcach. Obecny rynek obfituje bowiem w oferty doboru i montażu instalacji, które niekoniecznie pochodzą od profesjonalnej i doświadczonej ekipy.

FAQ

✓ Ile kosztuje falownik?

Przyjmuje się, że na dobrej klasy falownik o mocy 5 kWp należy przeznaczyć od 4 do 5,5 tysiąca złotych. Dobrej jakości inwerter o mocy 10 kWpdostępny jest już od 6 tysięcy złotych. Te z wyższej półki to 7 - 8 tysięcy.

✓ Kiedy wybrać falownik off-grid?

Urządzenia wyspowe, zwane również autonomicznymi pracują bez dostępu do sieci energetycznej. Są całkowicie niezależne. Zmieniają przy tym prąd stały na zmienny o napięciu 230 V jednofazowy lub 400 V trójfazowy. Dzięki specjalnej budowie korzystają z energii słonecznej, energii z sieci publicznej lub z akumulatorów. Falowniki takie posiadają szeroki wybór konfiguracji systemowych, które umożliwiają efektywne korzystanie z wyprodukowanego prądu. bDzięki temu system dostosowuje się do najtańszej taryfy poza szczytem.

✓ Kiedy wybrać falownik on-grid?

Inwerter jest całkowicie zależny od sieci energetycznej. Jeśli w danej chwili nastąpi przerwa w zasilaniu, falownik się wyłączy. Jego budowa nie pozwala na podłączenie ich do akumulatorów, zatem sieć jest jedynym źródłem energii. Jednak są one bardzo wydajne i dostosowują się do wymagających warunków przy niskich kosztach eksploatacji. Takie urządzenia działają idealnie bez względu na wielkość instalacji fotowoltaicznej. To doskonałe rozwiązanie dla domów narażonych na zacienienie jednego lub dwóch modułów. Bez znaczenia jest również orientacja dachu. Dzięki temu praktycznie na każdym dachu domu można w inteligentny sposób dostosować instalację fotowoltaiczną i cieszyć się darmowym prądem.

Komentarzy:

  1. Szkoda, że artykuł pojawił się dopiero teraz, bo to cenne źródło informacji dla każdego, kto się zastanawia nad taką inwestycją. W domu rodzinnym pojawiły się one w maju tego roku. I sądzę, że przeczytanie artykułu, a rozmowy z przedstawicielem, to wielka i znacząca różnica. Tutaj mamy więcej danych, liczby, które łatwiej przyswoić naocznie niż wysłuchać.
    Panele fotowoltaiczne są ostatnio po prostu modne (oraz oczywiście korzystne w większości przypadkach) i stąd pojawiły się one w naszym domu. Jednakże droga ich założenia nie była taka kolorowa. Przede wszystkim zaważył tutaj przypadek losowy, gdzie dwa panele przyjechały uszkodzone – więc po weekendzie panele musiały zostać zabrane, a kolejnego dnia przywiezione kolejne, a kolejnego dnia dopiero zostały nałożone (dość niekomfortowa sytuacja, gdyż ktoś musiał brać po prostu wolne na te dni). A kolejne niemiłe doświadczenie to uszkodzone panele (tym razem już podłogowe) oraz ściany przez montażystów. Dalej dochodzi kwestia, że elektrownia ociąga się z jakimiś dokumentami (przez co dopiero od niedawna z nich możemy korzystać). Także panele to super sprawa, jak najbardziej polecam, ale wybór odpowiedniej firmy to podstawa.

    Odpowiedz
  2. Kolejny obszerny i wartościowy artykuł. Standardowe falowniki są w miarę tanie ale obsługują jedynie 2 kanały mppt a szkoda bo gdy jeden z paneli będzie lekko zacieniony wtedy reszta paneli połączona w tym samym mppt spada do aktualnej mocy najsłabszego… Ja osobiście na mój projekt wybieram mikroinwertery czterokanałowe wysokiej mocy obsługujące 4 panele jednocześnie i w ten sposób żaden panel nie wpływa na moc innego panela połączonego w tym samym stringu. Jest to może trochę większy wydatek w większych instalacjach ale np przy 12 panelach koszt instalacji na standardowym falowniku jest praktycznie taki sam jak na trzech mikroinwerterach czterokanałowych a efektywność na mikroinwerterach jest zauważalnie wyższa. Warto przeliczyć co bardziej się opłaci.

    Odpowiedz

Komentarz