Od początku wykorzystywania elektryczności widzimy stały rozwój elektrotechniki jako jednej z najbardziej istotnych dziedzin technologii. Początkowo znaliśmy jedynie działanie prostych elementów jak układów (kondensatory, rezystory, cewki, ogniwa elektrochemiczne), ale z czasem odkryliśmy znacznie bardziej skomplikowane i dające większe możliwości rozwiązania takie jak transformatory, prostowniki, układy mikroprocesorowa, czy układy energoelektroniczne. Czym zatem jest inwerter łańcuchowy i co jeszcze musisz o nim wiedzieć?
Co to jest inwerter?
Inwerter fotowoltaiczny to urządzenie, które przetwarza napięcie stałe (oznaczane jako DC) z modułów fotowoltaicznych, na napięcie przemienne (oznaczane jako AC). W jakim celu powinniśmy przetwarzać napięcie? Aby dopasować jego parametry z paneli do parametrów, z którymi będą mogły współpracować nasze urządzenia, a także sieć energetyczna (w przypadku falowników on-grid i hybrydowych, o których piszemy dużo więcej poniżej).
Jak działa inwerter w instalacji fotowoltaicznej?
Inwerter dba o odpowiednie obciążenie łańcuchowo połączonych modułów PV i/lub z akumulatora, a następnie za przetworzenie energii z modułów na energię zasilająca nasze urządzenia, w przypadku falowników on-grid lub hybrydowych może również oddawać energię w stronę sieci elektoenergetycznej. Zanim przejdziemy dalej, wyróżnijmy 3 typy falowników fotowoltaicznych:
- Off grid – te inwer nie mogą współpracować z siecią. Same generują napięcie sinusoidalne o właściwej częstotliwości. Z uwagi na to, że same generują sygnał, a nie muszą dostosowywać się do przebiegu napięcia sieci, to ich budowa jest znacznie prostsza. Po podłączeniu akumulatora są w stanie generować napięcie przemienne (AC) o pożądanych parametrach. Dzięki takim falownikom możemy zrobić instalację, w której panele ładują akumulator poprzez regulator ładowania, a następnie falownik zmienia napięcie stałe (DC) zwykle o wartości 12/24/48V na napięcie przemienne (AC) o wartości 230V i częstotliwości 50 Hz.
- On grid – to ten typ falownika, który może pracować jedynie podłączony do sieci. Produkcja z PV częściowo jest konsumowana od razu przez odbiorniki domowe, a część trafia do sieci, gdzie może magazynowana w zależności od sposobu rozliczeń (w Polsce obecnie obowiązuje system prosumencki, ale to się niedługo zmieni).
- Hybrydowe – to falowniki współpracujące z siecią, ale dodatkowo wyposażone w akumulatory. Dzięki akumulatorom falowniki hybrydowe mogą zapewniać zasilanie krytycznych odbiorników w razie zaniku zasilania, a także ładować się podczas dużej produkcji energii z instalacji PV (wtedy, kiedy trafiałby normalnie do sieci), a rozładowywać wtedy, kiedy produkcja jest niska lub jej nie ma (czyli wtedy, kiedy bralibyśmy energię z sieci).
Inwerter fotowoltaiczny – serce systemów solarnych
Falownik przede wszystkim odpowiada za konwersje napięcia AC na DC, ale to nie jest jego jedyna rola. Pełni istotne funkcje związane z bezpieczeństwem i monitoringiem. Ważnym elementem inwerterów są układy MPPT, dbają one o prawidłowe obciążenie modułów tak, aby czerpać z nich jak największą moc w danej chwili. Warunki pogodowe, a co za tym idzie nasłonecznienie i temperatura stale się zmieniają, przez co zmienia się również charakterystyka pracy modułów, układ MPPT musi stale wykonywać naprzemiennie pomiar, a następnie obciążać moduły w taki sposób, aby moc była jak najwyższa. Często niedoceniania jest funkcja związana z monitoringiem, ale to właśnie dzięki niej jesteśmy w stanie wykonać często diagnostykę całej instalacji, a także bardziej świadomie korzystać z energii elektrycznej. Warto pamiętać, że falownik w instalacjach off-grid lub hybrydowych dba również o prawidłową współpracę z baterią.
Inwerter solarny – techniczna nowinka, czy znane rozwiązanie?
Jak pisaliśmy we wstępie rozwój elektrotechnologii jest najbardziej znaczący ze wszystkich dziedzin technologii. Energoelektronika jest dziedziną, która przez korzystanie z elementów półprzewodnikowych (diod, tranzystorów, tyrystorów, komparatorów, bramek logicznych) pozwala na przetwarzanie oraz optymalne korzystanie z dostępnej energii i właśnie przykładem takich urządzeń są inwertery fotowoltaiczne. Dzięki współczesnej wiedzy jesteśmy w stanie stosunkowo niewielkimi nakładami finansowymi zapewnić swoją częściową lub nawet całkowitą niezależność energetyczną.
