Zwykle, gdy mowa jest o instalacjach fotowoltaicznych, cała uwaga skupia się na panelach. Wszak to im zawdzięczamy przekształcenie energii słonecznej w prąd stały... który nie może zostać wykorzystany do zasilania większości sprzętów elektronicznych. Urządzenia te wymagają do działania prądu zmiennego. Za przekształcenie prądu stałego w zmienny odpowiada falownik, czyli mózg całej instalacji fotowoltaicznej.
Czym jest falownik?
Falownik, nazywany też inwerterem jest nieodłącznym elementem instalacji fotowoltaicznej. Same panele dzięki efektowi fotowoltaicznemu pozwalają wytworzyć prąd stały z energii słonecznej. Następnie zostaje on przesłany do falownika, gdzie przekształcany jest w prąd zmienny. Dopiero energię w takiej postaci można zużyć do zasilania urządzeń.
Bez falownika cała instalacja fotowoltaiczna jest nieużyteczna. Zatem każda inwestycja związana z wdrożeniem fotowoltaiki dla firm powinna skupiać się nie tylko na zakupie dobrej jakości paneli, ale też niezawodnego falownika.
Budowa falownika
Falowniki swoim wyglądem przypominają nieskomplikowane skrzynki z wyświetlaczem (choć niektóre urządzenia są go pozbawione). W ich wnętrzu kryje się jednak sieć wzajemnie powiązanych systemów zamkniętych pomiędzy układem wejścia i wyjścia.
Bez wątpienia najważniejszym elementem budowy falownika jest układ odpowiedzialny za przetwarzanie prądu stałego wytwarzanego przez panele fotowoltaiczne w prąd zmienny.
Obok niego funkcjonuje układ sterowania (zapewniający komunikację falownika ze światem zewnętrznym) oraz zabezpieczeń (zapewniający wydajną, a przy tym bezpieczną pracę). Układ ten stale poszukuje tzw. maksymalnego punktu pracy modułów (MPPT). To niezwykle istotne. Panele fotowoltaiczne mają zmienną moc, uzależnioną od aktualnych warunków pogodowych (nasłonecznienia i temperatury). Dzięki układowi poszukującego MPPT możliwe jest zwiększenie ilości energii produkowanej przez cały system fotowoltaiczny od kilkunastu do nawet kilkudziesięciu procent!
Warto przy tym pamiętać, że poza doborem falownika z przynajmniej jednym układem poszukującym MPPT do optymalizacji zużycia energii przyczynia się też wcześniejszy audyt energetyczny przedsiębiorstwa. Warto o tym pamiętać przed rozpoczęciem inwestycji.
Jak działa falownik?
Prąd stały wytworzony w panelach fotowoltaicznych przez układ wejścia dociera do falownika. Tam zostaje dzięki kondensatorowi przekształcony w prąd zmienny o określonych parametrach, dopasowanych do sieci energetycznej niskiego napięcia. Następnie przez układ wyjścia prąd zostaje skierowany do sprzętów elektronicznych, a w przypadku instalacji fotowoltaicznej on-grid – nadwyżka prądu może zostać także przesłana do sieci energetycznej.
Rodzaje falowników
Dostępne na rynku falowniki można podzielić na kilka rodzajów. Jeden z podziałów uwzględnia sposób pracy urządzenia:
- falownik off-grid – jest zaprojektowany w taki sposób, aby sprawnie współpracowały z instalacjami niepodłączonymi do sieci energetycznej;
- falownik on-grid – jego praca jest zależna od napięcia w sieci energetycznej;
- falownik mieszany (hybrydowy) – jest kompatybilny zarówno z instalacjami podłączonymi do sieci energetycznej, jak i pracującymi niezależnie od niej.
Inny podział obejmuje falowniki jednofazowe i trójfazowe. W pierwszym przypadku przetworzony prąd zmienny zostaje przekazany wyłącznie na jedną fazę. Na tę, do której falownik został podłączony. Natomiast urządzenie trójfazowe podłączone do instalacji tego samego typu pozwala na rozdzielenie przetworzonego prądu w takiej same części na każdą z faz.
Jakie falownik ma zastosowanie?
Podstawową funkcją falownika jest przekształcanie prądu stałego w zmienny. Podstawową nie znaczy to, że jedyną. Warto zastosować udoskonalone urządzenia wykazujące szereg innych zastosowań. Przy dobrze odpowiedniego falownika warto kierować się zaleceniami praktyków z OnMedia, którzy pomagają wdrożyć rozwiązania fotowoltaiczne w firmie i zoptymalizować koszty energii.
Nowoczesne falowniki pozwalają:
- stale monitorować działanie instalacji fotowoltaicznej i informować o ewentualnych awariach za pośrednictwem wyświetlacza;
- zwiększać lub zmniejszać produkcję prądu stałego w zależności od warunków pogodowych i temperatury;
- magazynować energię i zapewniać zasilanie awaryjne (w przypadku falowników hybrydowych z wbudowanymi akumulatorami).