Falowniki do fotowoltaiki – przewodnik

Falownik (inwerter) to urządzenie elektroniczne, które odpowiada za przekształcenie energii wytworzonej przez panele fotowoltaiczne w postać, którą możemy bezpośrednio wykorzystać w domu lub przekazać do sieci elektroenergetycznej. Energia produkowana przez panele to prąd stały (DC), który nie nadaje się do zasilania urządzeń domowych. Falownik przekształca go w prąd zmienny (AC), o częstotliwości 50 Hz i napięciu 230 V (dla instalacji jednofazowych) lub 400 V (dla trójfazowych).

Falownik nie tylko dostosowuje parametry energii do wymagań sieci energetycznej, ale również pełni funkcje ochronne, zabezpieczając system przed przeciążeniami, przepięciami i innymi zagrożeniami. Większość nowoczesnych urządzeń jest wyposażona w technologie umożliwiające monitorowanie produkcji energii za pomocą aplikacji mobilnych.

Na rynku dostępnych jest wiele marek oferujących falowniki, jednak kilka z nich wyróżnia się jako liderzy w dziedzinie technologii oraz niezawodności. Oto najpopularniejsze marki stosowane w instalacjach domowych:

1. Fronius
   Fronius to austriacki producent znany z niezawodności swoich urządzeń. Falowniki Fronius są szczególnie cenione za wysoką wydajność, możliwość łatwego monitoringu (dzięki Fronius Solar.web) oraz solidną konstrukcję. Popularne modele to Symo (trójfazowe) i Primo (jednofazowe).
2. SMA Solar Technology
   Niemiecka firma SMA to pionier w dziedzinie falowników. Ich urządzenia charakteryzują się dużą elastycznością i wysoką sprawnością. Modele takie jak Sunny Boy czy Sunny Tripower są chętnie wybierane w instalacjach domowych.
3. Huawei
   Huawei dostarcza falowniki nowoczesne i zaawansowane technologicznie, często stosowane w systemach hybrydowych. Wyposażone w funkcję monitorowania oraz możliwość łatwego rozbudowania o magazyn energii.
4. SolarEdge
   Producent znany z innowacyjnych rozwiązań optymalizujących pracę paneli PV. W połączeniu z optymalizatorami mocy falowniki SolarEdge zapewniają maksymalną wydajność, nawet w przypadku częściowego zacienienia.
5. GoodWe
   GoodWe to chiński producent oferujący szeroką gamę falowników, od jednofazowych po hybrydowe. Są cenione za dobry stosunek jakości do ceny.
6. Growatt
   Growatt to kolejny popularny producent z Chin, którego produkty cechują się niską awaryjnością i atrakcyjną ceną. Są to falowniki często wybierane do małych instalacji domowych.

Falowniki do fotowoltaiki działają w oparciu o zaawansowane układy elektroniczne, które realizują kilka podstawowych funkcji:

1. Przekształcenie prądu DC na AC
   Panele fotowoltaiczne generują prąd stały, który nie jest kompatybilny z domowymi urządzeniami elektrycznymi. Falownik zmienia go na prąd zmienny o odpowiednich parametrach.
2. Synchronizacja z siecią
   Falownik dostosowuje parametry energii do wymogów sieci, zapewniając pełną zgodność pod względem częstotliwości i napięcia.
3. Monitorowanie i optymalizacja pracy
   Nowoczesne falowniki śledzą maksymalny punkt mocy (MPPT), aby osiągnąć jak najwyższą wydajność paneli w zmiennych warunkach nasłonecznienia.
4. Zabezpieczenia systemu
   Falowniki chronią instalację przed przepięciami, przeciążeniami, a także wykrywają awarie w obwodzie. W przypadku problemów automatycznie odłączają system od sieci.

Falownik powinien być zainstalowany w miejscu suchym, wentylowanym i chronionym przed bezpośrednim nasłonecznieniem. Popularne miejsca to garaże, pomieszczenia techniczne lub specjalne zadaszenia na zewnątrz budynku. Montaż odbywa się zazwyczaj na ścianie, za pomocą uchwytów dostarczonych przez producenta.

Do podłączenia falownika używa się:

• Kabli DC – przewodów solarnych, które łączą panele PV z falownikiem. Powinny one być odporne na promieniowanie UV i zmienne warunki atmosferyczne.
• Kabli AC – przewodów, które łączą falownik z tablicą mieszkaniową. Ich przekrój musi być odpowiednio dobrany do mocy urządzenia.
• Uziemienia – aby zapewnić bezpieczeństwo, wszystkie elementy instalacji muszą być uziemione zgodnie z obowiązującymi normami.

Podłączenie instalacji fotowoltaicznej w tablicy mieszkaniowej wymaga zastosowania odpowiednich zabezpieczeń. Falownik po stronie AC łączy się najczęściej z:

1. Wyłącznikiem nadmiarowo-prądowym (MCB)
   To podstawowe zabezpieczenie chroniące instalację przed przeciążeniem. Wyłącznik dobiera się w zależności od mocy falownika, np. dla falownika 5 kW stosuje się zwykle wyłącznik 20A.
2. Rozłącznikiem izolacyjnym
   W wielu przypadkach stosuje się dodatkowy rozłącznik izolacyjny, który pozwala na odłączenie instalacji fotowoltaicznej od sieci w razie potrzeby serwisowania lub awarii.
3. Ogranicznikami przepięć
   Po obu stronach instalacji (DC i AC) instaluje się ograniczniki przepięć, które chronią urządzenia przed przepięciami atmosferycznymi i innymi.
4. Podłączenie do licznika dwukierunkowego
   Instalacja fotowoltaiczna musi być podłączona do licznika energii elektrycznej, który pozwala na mierzenie energii zużywanej i oddawanej do sieci. Licznik ten jest zazwyczaj instalowany przez operatora sieci po zgłoszeniu montażu instalacji.

1. Przygotowanie miejsca w tablicy
   Instalacja wymaga wydzielenia odpowiedniej sekcji w tablicy mieszkaniowej. W przypadku braku miejsca może być konieczna wymiana lub rozbudowa tablicy.
2. Podłączenie wyłącznika nadmiarowo-prądowego
   Po stronie AC instalacji PV montuje się wyłącznik o odpowiednim prądzie znamionowym. Przewody łączące falownik z tym zabezpieczeniem muszą być dostosowane do maksymalnej mocy falownika.
3. Rozłącznik izolacyjny
   W niektórych przypadkach wymaga się, aby instalacja była dodatkowo wyposażona w rozłącznik izolacyjny umieszczony przed wyłącznikiem.
4. Sprawdzenie połączeń
   Przed uruchomieniem falownika należy dokładnie sprawdzić wszystkie połączenia pod kątem poprawności oraz zgodności z normami bezpieczeństwa.
5. Uruchomienie systemu i konfiguracja falownika
   Po podłączeniu instalacji do sieci oraz falownika do paneli PV wykonuje się testy poprawności działania i konfigurację urządzenia za pomocą dedykowanego oprogramowania.

Falowniki to kluczowy element każdej instalacji PV. Ich wybór, instalacja oraz podłączenie wymagają dużej precyzji i znajomości przepisów. Dobór właściwego urządzenia, zgodnego z mocą i konfiguracją systemu, oraz prawidłowe zabezpieczenia instalacji mają decydujące znaczenie dla bezpieczeństwa i efektywności. Inwestując w urządzenia renomowanych producentów, takich jak Fronius, SMA, czy Huawei, możemy być pewni niezawodności i długiej żywotności systemu.