Czynniki wpływające na dobór mocy falownika
Wybór odpowiedniej mocy falownika jest kluczowym elementem projektowania instalacji fotowoltaicznej. Pozwala ona na optymalne wykorzystanie produkowanej energii elektrycznej oraz zapewnia bezproblemowe i długoletnie funkcjonowanie systemu. Przy doborze mocy falownika należy wziąć pod uwagę szereg istotnych czynników.
Moc modułów fotowoltaicznych
Podstawowym parametrem jest łączna moc zainstalowanych paneli fotowoltaicznych. Zazwyczaj zaleca się, aby moc falownika była wyższa od mocy modułów o 10-20%. Pozwala to uniknąć przeciążenia falownika przy wysokiej produkcji prądu przez panele w słoneczne dni. Jeśli różnica mocy będzie zbyt duża, to część energii wytworzonej przez instalację PV zostanie zmarnowana.
Liczba faz instalacji
Należy dobrać liczbę faz falownika do ilości dostępnych faz w instalacji elektrycznej obiektu. W budynkach jednorodzinnych najczęściej występuje instalacja 1-fazowa, więc zazwyczaj stosuje się 1-fazowe falowniki. W obiektach 3-fazowych montuje się falowniki 3-fazowe lub 3 sztuki 1-fazowych.
Miejsce montażu i warunki pracy
Falownik powinien być zamontowany w miejscu zapewniającym optymalne warunki pracy - odpowiednią temperaturę, wentylację i osłonięcie przed warunkami atmosferycznymi. Np. montaż wewnątrz lub na zewnątrz budynku wymaga falowników o odpowiedniej klasie ochronności IP.
Moc falownika a moc modułów PV
Przewymiarowanie mocy falownika
Zbyt duża moc falownika w stosunku do mocy modułów PV nie jest zalecana, gdyż generuje niepotrzebne koszty. Przyjmuje się, że optymalna różnica to 10-20% na korzyść mocy falownika. Większa różnica może powodować problemy z prawidłową pracą falownika przy niskim poziomie produkcji prądu.
Niedowymiarowanie mocy falownika
Moc falownika niższa od mocy modułów PV skutkuje ograniczeniem produkcji energii elektrycznej. Część wytworzonego prądu nie zostanie zamieniona na prąd zmienny i oddana do sieci dystrybucyjnej. Dlatego taka sytuacja jest niekorzystna.
Optymalny dobór mocy
Aby zapewnić efektywną i bezawaryjną pracę instalacji, moc falownika powinna być dobrana prawidłowo do mocy modułów. Różnica 10-20% mocy na korzyść falownika zapewnia optymalną produkcję energii w całym okresie użytkowania systemu.
Jednofazowe i trójfazowe falowniki PV
Zastosowanie falowników 1-fazowych
Falowniki 1-fazowe stosuje się w małych instalacjach na dachach domów jednorodzinnych, gdzie występuje sieć elektryczna 1-fazowa. Montuje się pojedynczy falownik lub kilka pracujących niezależnie. Moc pojedynczego falownika zwykle nie przekracza 10 kWp.
Zastosowanie falowników 3-fazowych
W instalacjach większych mocy na dachach budynków usługowych, przemysłowych czy gospodarstw rolnych wykorzystuje się falowniki 3-fazowe. Pozwalają one wykorzystać pełnię dostępnej mocy z sieci 3-fazowej. Typowa moc pojedynczego falownika to od 30 do 50 kWp.
Porównanie obu rozwiązań
Falowniki 1-fazowe są tańsze i prostsze w montażu, ale mają mniejszą moc pojedynczego urządzenia. Falowniki 3-fazowe są droższe, ale pozwalają na budowę dużych instalacji PV o mocy sięgającej nawet kilka megawatów przy użyciu mniejszej liczby urządzeń.
Montaż wewnętrzny i zewnętrzny falownika
Temperatura pracy falownika
Falownik powinien pracować w temperaturze od -25 do +60°C. Zbyt wysoka temperatura powoduje zmniejszenie jego wydajności lub nawet uszkodzenie. Dlatego wewnątrz pomieszczeń należy zapewnić wentylację, a na zewnątrz osłonięcie przed nasłonecznieniem.
Odprowadzanie ciepła z falownika
Falownik w trakcie pracy wydziela ciepło, które należy odprowadzić, aby zapobiec przegrzaniu. Wewnątrz budynku pomaga wentylacja i radiatory falownika. Na zewnątrz stosuje się dodatkowe zadaszenia chroniące przed słońcem.
Klasy ochronności IP
Falowniki do montażu wewnątrz mają IP20-21, natomiast na zewnątrz IP65-66, aby zabezpieczyć podzespoły przed pyłem i wodą. Wyższa klasa IP pozwala na montaż w trudniejszych warunkach atmosferycznych.
Dodatkowe funkcje i parametry falowników
Monitoring i zdalny dostęp
Nowoczesne falowniki posiadają system monitorowania pracy instalacji PV i zdalnego dostępu przez WiFi lub Ethernet. Pozwala to na bieżącą kontrolę, analizę danych oraz szybkie wykrywanie usterek.
Magazynowanie energii
Coraz popularniejsze stają się urządzenia łączące falownik z magazynem energii w postaci baterii. Pozwalają one na lepsze wykorzystanie wyprodukowanej energii elektrycznej.
Obsługa prądu stałego DC
Niektóre zaawansowane falowniki umożliwiają podłączenie magistrali DC, dzięki czemu możliwe jest zasilanie napięciem stałym urządzeń takich jak oświetlenie LED, wentylatory czy pompy.
Podsumowanie i wnioski
Najważniejsze czynniki doboru mocy
Kluczowe przy doborze mocy falownika są: moc modułów PV, rodzaj instalacji elektrycznej, miejsce montażu urządzenia oraz dodatkowe funkcje. Od tego zależy wydajność i bezawaryjna praca instalacji fotowoltaicznej.
Zalecenia praktyczne
Warto zaplanować minimalny 10-20% zapas mocy falownika, zadbać o wentylację i zacienienie w miejscu montażu oraz wybrać falownik z monitoringiem i magazynowaniem energii. Pozwoli to na komfortową eksploatację przez lata.
Przyszłe trendy
Rozwój falowników PV będzie zmierzał w kierunku większej integracji z magazynami energii, systemami zarządzania budynkiem oraz sieciami elektroenergetycznymi w ramach koncepcji inteligentnych domów i miast.
Podsumowanie
Dobór odpowiedniej mocy i typu falownika ma kluczowe znaczenie dla wydajności i opłacalności instalacji fotowoltaicznej. Należy dostosować go do parametrów modułów PV, rodzaju instalacji elektrycznej w obiekcie oraz lokalizacji i warunków pracy. Nowoczesne rozwiązania z monitoringiem, magazynowaniem energii i obsługą DC zapewnią większą funkcjonalność i elastyczność systemu. Właściwy projekt, instalacja i konserwacja pozwolą przez wiele lat cieszyć się czystą energią słoneczną wytwarzaną przez własną elektrownię PV.
Tagi
Udostępnij
