Falownik można porównać do serca i centralnego układu nerwowego instalacji fotowoltaicznej. Dlatego tak ważny jest jego prawidłowy wybór, który może zadecydować o technicznym i finansowym powodzeniu całej inwestycji. Cena nie jest tu najważniejszym kryterium. Na jakie parametry należy zwrócić więc uwagę?
Inwerter - podstawowe informacje
Oprócz modułów, drugim kluczowym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej jest inwerter, czyli falownik fotowoltaiczny, którego główną rolą jest zamiana energii z modułów fotowoltaicznych (prąd stały) na prąd zmienny o parametrach, które są identyczne z tymi, jakie występują w sieci elektrycznej niskiego napięcia, czyli 230/400V 50 Hz. Dzięki wyposażeniu falowników w funkcje komunikacyjne, zaawansowane falowniki stanowią dziś mózg systemu fotowoltaicznego odpowiedzialny nie tylko za konwersję DC-AC, ale również za optymalizację pracy instalacji, jej monitoring, inteligentne zarządzanie energią, komunikację z siecią elektroenergetyczną, czy też zarządzanie bezpieczeństwem instalacji.
Podstawowy podział falowników obejmuje:
W czasie planowania budowy mikroinstalacji PV możliwy jest wybór pomiędzy falownikiem jednofazowym i trójfazowym. Jakimi kryteriami należy się kierować?
Jak już zostało powiedziane, falownik to urządzenie przekształcające energię elektryczną z modułów fotowoltaicznych, która jest w postaci prądu i napięcia stałego, na energię w postaci napięcia i prądu przemiennego o parametrach zgodnych z energią elektryczną w sieci niskiego napięcia. W przypadku falowników jednofazowych wartość napięcia to 230 V, a dla trójfazowych – 400 V. Oprócz samej zamiany prądu stałego na przemienny falownik, falownik pełni także funkcje kontrolne oraz prowadzi statystyki produkcji energii.
Jakie wymagania stawiają OSD względem falowników?
Każda elektrownia, w tym także mikroelektrownia fotowoltaiczna, musi spełniać wymagania stawiane przez Operatorów Sieci Dystrybucyjnej (OSD). To u lokalnego OSD należy składać wniosek o wydanie warunków przyłączenia czy zgłaszać zainstalowaną mikroinstalację, a wprowadzany do sieci prąd musi spełniać warunki jakościowe stawiane przez danego operatora. Każdy z operatorów działających w naszym kraju opracowuje Instrukcję Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej (IRiESD), które bazują na wielu dokumentach i aktach prawnych. W przypadku mikroinstalcji fotowoltaicznych, falownik w szczególności musi dostarczać energię o odpowiednich parametrach oraz mieć stosowne zabezpieczenia.
W przypadku instalacji poniżej 3 kW po stronie falownika, ze względu na urządzenia dostępne na rynku stosowane są wyłącznie falowniki jednofazowe. Te instalacje, których moc przekracza 4,6 kW (w tym roku planowane jest obniżenie tej wartości do 3,68 kW) muszą być wyposażone w trójfazowy falownik z uwagi na wymogi Operatorów Sieci Dystrybucyjnych. Jeśli moc instalacji mieści się w przedziale 3-3,68 kW pojawia się realny wybór – można zastosować urządzenie jednofazowe lub trójfazowe.
Który falownik wybrać?
Zaletą falownika trójfazowego stosowanego w instalacji o mocy 3 kW jest fakt, że równomiernie wprowadza on energię na każdą z faz, przez co ma lepszy wpływ na sieć elektroenergetyczną.
Za falownikiem jednofazowym przemawia kilka innych kwestii szczególnie jeżeli mówimy o falowniku małej mocy. Przy trzykilowatowych instalacjach zbudowanych z 10 – 12 modułów PV napięcie jakie będziemy mieć na łańcuchach modułów zazwyczaj będzie pomiędzy 300 a 350 V jest znacznie bardziej optymalne dla falownika jednofazowego niż dla trójfazowego. W takim przypadku falownik jednofazowy będzie miał wyższa sprawność. Wynika to z fizyki zamiany prądu stałego na przemienny. Dla wytworzenia fali trójfazowej fali sinusoidalnej niezbędne jest napięcie DC ok. 695 V z kolei do wytworzenia fali sinusoidalnej jednofazowej zaledwie ok. 360V. Z tej prostej przyczyny przy w instalacjach 3 kW układ elektroniczny nazywany DC boosterem musi w falowniku 3 fazowym znacznie wyżej podbijać napięcie aniżeli w falowniku jednofazowym przez co układ pracuje z wyższą sprawnością.
Pojawia się także kwestia wykonawcza. Falownik trójfazowy przyłączany jest do trzech faz, a to oznacza, że trzeba przyłączyć go do obwodu trójfazowego. Co więcej falownik kontroluje wszystkie fazy równocześnie. Jeżeli na jednej z faz pojawi się jakieś zaburzenie, np. niestabilność napięcia – co zdarza się w Polsce często, to falownik będzie się wyłączał. Falownik jednofazowy przyłączamy do jednej fazy, więc można wybrać tę najbardziej stabilną i optymalnie obciążoną w danym miejscu. Za falownikami jednofazowymi przemawia również cena. Urządzenia dla instalacji małych mocy są tańsze, niż trójfazowe.
Decydując się na wybór producenta i typu falownika, oprócz ceny, powinniśmy zwrócić uwagę na następujące elementy:
Wyższy współczynnik autokonsumpcji przy falowniku trójfazowym – czy na pewno?
Większość osób, wybiera falownik trójfazowy zakładając instalacje mocy 3-4,6 kW po naciskach marketingowców, a nie z uwagi na realne potrzeby. Inwestorzy najczęściej decydują się na falowniki trójfazowe, ponieważ mówi się, że będą mieli wyższą autokonsumpcję.
Nie jest to zawsze prawdą, gdyż odbiorniki w budynkach jednorodzinnych, są w zdecydowanej większości odbiorami jednofazowymi przez co nie wszystkie fazy obciążone są równomiernie, skomentował Bogdan Szymański, prezes Stowarzyszenia Branży Fotowoltaicznej Polska PV. Jeżeli falownik jednofazowy zostanie przyłączony do fazy najbardziej obciążonej w ciągu dnia współczynnik auto konsumpcji takiej instalacji fotowoltaicznej może być większy niż w przypadku zastosowania falownika trójfazowego – szczególnie jeżeli mówimy to o urządzenia relatywnie małej mocy 3 kW.
System opustów a dobór falownika
Od 1 lipca 2016 roku w Polsce obowiązuje system rozliczenia energii w bilansowach rocznych. Potocznie nazywany system opustów, dla najmniejszych instalacji pozwala na odebranie 80% energii wprowadzanej do sieci. Rozliczeniu podlega zarówno opłata za energię jak i jej dystrybucję. Dobór falownika nie ma wpływu na system bilansowania, a więc niezależnie czy zainstalowany zostanie falownik jednofazowy czy trójfazowy, instalacja rozliczania będzie w systemie opustów.
Źródło:
Grafika:
 |
Autor artykułu:
Planergia |
Planergia to zespół doświadczonych konsultantów i analityków posiadających duże doświadczenie w pozyskiwaniu finansowania ze środków pomocowych UE oraz opracowywaniu dokumentów strategicznych. Kilkaset projektów o wartości ponad 1,5 mld zł to nasza wizytówka.
Planergia to także dopracowane eko-kampanie, akcje edukacyjne i informacyjne, które planujemy, organizujemy, realizujemy i skutecznie promujemy.
