Jaki falownik do fotowoltaiki wybrać? Poradnik

Promieniowanie słoneczne, bezpośrednie lub rozproszone, które dociera do powierzchni Ziemi, może być wykorzystywane do produkcji energii cieplnej w kolektorach słonecznych lub do produkcji energii elektrycznej w instalacjach fotowoltaicznych. Energia fotonów jest przechwytywana przez panele fotowoltaiczne i przekształcana w prąd stały, taki jaki spotykamy w bateriach lub akumulatorach. Do zamiany prądu stałego w prąd przemienny, stosowany w gniazdkach, potrzebny jest inwerter, czyli falownik.

Jaki falownik dobrać do paneli fotowoltaicznych?

O tym, jaki ma być falownik do fotowoltaiki, decyduje zainstalowana moc paneli fotowoltaicznych określona na podstawie obliczonego zapotrzebowania energetycznego użytkownika zestawu fotowoltaicznego, czyli prosumenta. W polskich warunkach najczęściej zaleca się przewymiarowanie mocy paneli fotowoltaicznych w stosunku do mocy falownika od 10% do nawet 25% w zależności od warunków lokalizacyjnych. Wynika to z następujących przyczyn:

1. Największa wydajność pracy falownika jest wtedy, gdy pracuje on w pobliżu maksimum swojej mocy nominalnej.
2. Moc znamionowa paneli fotowoltaicznych jest określana dla standardowych warunków testowych (STC). Panele w Polsce najczęściej pracują z mniejszą mocą (80-90% mocy nominalnej), zbliżoną do określonej w normalnych warunkach pracy (NOCT).
3. Panele fotowoltaiczne z każdym rokiem minimalnie tracą swoją moc. Dobrej klasy panele fotowoltaiczne mają gwarancję zachowania około 85% swojej mocy początkowej po 25 latach użytkowania.

Przeczytaj także nasz ranking paneli fotowoltaicznych

Do warunków lokalizacyjnych, które wpływają na prawidłowy dobór komponentów instalacji fotowoltaicznej, należy zaliczyć:

• wielkość powierzchni dachu w stosunku do powierzchni paneli,
• odpowiednie nachylenie połaci dachu i ustawienie względem kierunków geograficznych,
• możliwość okresowego zacienienia.

Optymalne byłoby ułożenie wszystkich paneli fotowoltaicznych na jednolitej połaci dachu nachylonego w kierunku południowym pod kątem 30-40 stopni (w zależności od szerokości geograficznej). Falowniki wyposażone są w układ MPPT (układ śledzenia maksymalnego punktu mocy), który pomaga zwiększyć wydajność instalacji fotowoltaicznej nawet o 20%. Nowoczesne inwertery są wyposażone w więcej niż jeden układ MPPT. Są droższe, ale pozwalają lepiej wykorzystać moc paneli, które będą się znacznie różniły nasłonecznieniem w ciągu dnia.

Dobór falownika do fotowoltaiki: jednofazowy czy trójfazowy?

Przystępując do produkcji własnego prądu, musimy zdecydować, czy będziemy podłączać instalację do lokalnej sieci elektroenergetycznej, czy też będziemy od niej niezależni.

W przypadku instalacji niezależnej panele fotowoltaiczne podłączane są do falowników wyspowych, pracujących w trybie off-grid. Fotowoltaika produkuje prąd tylko wtedy, gdy do paneli dociera światło. W nocy produkcja prądu ustaje, a w okresie zimowym instalacja fotowoltaiczna wytwarza 3-4 razy mniej prądu niż w okresie letnim.

Większość prosumentów wybiera instalacje fotowoltaiczne z falownikami sieciowymi (on-grid), które mogą być zsynchronizowane z lokalną siecią elektroenergetyczną. Dzięki temu można w okresie letnim odprowadzać nadwyżki prądu do operatora i odbierać je w okresie zimowym, korzystając z upustów.

Spotykamy też falowniki hybrydowe, łączące w sobie cechy dwóch wcześniej wymienionych. Falowniki sieciowe dzielimy na jednofazowe (dostarczają prąd o napięciu 230 V) oraz trójfazowe (dostarczają prąd o napięciu 230/400 V). Prądu o napięciu 400 V, czyli tzw. siły, mogą wymagać niektóre urządzenia, takie jak kotły centralnego ogrzewania, przepływowe podgrzewacze wody, grzejniki elektryczne, obrabiarki, betoniarki, śrutowniki itp.

Ze względu na standardy sieci wymaga się, żeby instalacje o mocy zainstalowanej powyżej 3,68 kWp były podłączone do falowników trójfazowych. Właściciele instalacji o mocy od 3 do 3,68 kWp mogą zdecydować, jaki falownik do fotowoltaiki wybrać. Przepisy umożliwiają międzyfazowe rozliczenia z operatorem sieci i dlatego lepiej wybrać tańszy i łatwiejszy do zamontowania falownik jednofazowy, który jest też najlepszym rozwiązaniem w przypadku mikroinstalacji poniżej 3 kWp.

Na co zwrócić uwagę, dobierając falownik do fotowoltaiki?

Chociaż najbardziej widocznymi elementami instalacji fotowoltaicznej są panele PV, to falownik jest prawdziwym mózgiem i centrum zarządzania całym systemem. Jego intensywna praca polega nie tylko na przetwarzaniu prądu stałego (DC – direct current) na prąd przemienny (AC – alternating current), ale także na zapewnieniu bezpieczeństwa działania instalacji, dostosowaniu parametrów prądu i optymalizacji pracy całego zestawu.

Ze względu na intensywną pracę ich żywotność jest krótsza niż paneli fotowoltaicznych i dlatego w przypadku falownika do fotowoltaiki cena nie jest najważniejszym kryterium podczas dokonywania zakupu. Trzeba wziąć pod uwagę wydajność urządzenia, certyfikaty potwierdzające zgodność z normami UE i wymaganiami sieci elektroenergetycznej (NFC RfG), gwarancję producenta, stabilność marki, możliwość wsparcia technicznego i serwisu oraz szybkość naprawy.

Jakiej firmy falownik do fotowoltaiki wybrać?

Rynek fotowoltaiki dynamicznie się rozwija. Pojawiają się nowi producenci tego sprzętu. Warto wybrać te marki, które posiadają ugruntowaną pozycję i wysokie oceny klientów. Należą do nich przede wszystkim cieszące się opinią wydajnych i niezawodnych falowniki Fronius z Austrii, SolarEdge z Izraela i SMA z Niemiec. Do ważnych europejskich producentów zalicza się też szwajcarską firmę ABB i niemiecką firmę Delta.

Dominującą rolę w produkcji elementów dla fotowoltaiki odgrywają Chiny i dlatego wśród czołowych producentów falowników przeważają chińskie firmy, przede wszystkim Huawei, Sofar Solar, Growatt i FoxESS, a także GoodWe, Afore czy Kehua. Spośród krajowych producentów warto zwrócić uwagę na falowniki Wolta firmy Spirvent albo produkty firmy Twerd. Wybierając konkretny falownik, trzeba zawęzić pole wyboru i określić interesujące nas cechy falownika.