Czym jest i jak działa inwerter solarny?

W każdej instalacji fotowoltaicznej musi znaleźć się inwerter, czyli falownik, którego główną funkcją jest zmiana prądu stałego (DC) na prąd zmienny (AC), który możemy wykorzystać do zasilania domowych urządzeń elektrycznych. Ważne, aby inwerter został dobrze dobrany zarówno do modułów fotowoltaicznych w instalacji, jak i naszych oczekiwań dotyczących jej mocy.

Inwerter solarny, czyli serce instalacji fotowoltaicznej

Panele fotowoltaiczne czerpią energię ze słońca, wytwarzając prąd stały, który sam w sobie nie ma zastosowania w warunkach domowych. Dopiero dzięki pracy inwertera otrzymujemy prąd zmienny o odpowiednim napięciu i częstotliwości, który znajdujemy w gniazdkach. Falowniki monitorują pracę instalacji, zapewniając największą wydajność w stosunku do zmieniających się warunków pogodowych. Wyszukują punkt maksymalnej mocy (MPP), czyli najbardziej efektywny punkt na panelach fotowoltaicznych, który zmienia się wraz z nasłonecznieniem. Najlepsze inwertery wyłapują punkt maksymalnej mocy w bardzo krótkim czasie, co pozwala maksymalnie wykorzystywać moc instalacji.

Jak tłumaczy specjalista z firmy Pure Energy, dostarczającej nowoczesne rozwiązania w obszarze energetyki: Inwerter dobiera się do rodzaju domowej instalacji elektrycznej – inwertery jednofazowe stosuje się w instalacjach o mocy do 3 kW, a trójfazowe wtedy, gdy moc instalacji przekracza 3,68 kW. Właściciele instalacji o mocy pomiędzy 3 kW a 3,68 kW mogą wybrać, w jaki rodzaj falownika chcą ją wyposażyć. Inwerter trójfazowy podpina się do wszystkich faz, natomiast jednofazowy do wybranej fazy, z reguły tej o największym obciążeniu.

Jednym z najważniejszych parametrów opisujących inwerter jest jego sprawność ważona. W uproszczeniu, oznacza sprawność inwertera w zmienianiu prądu stałego na prąd zmienny. Sprawność ważona wskazuje zatem wydajność urządzenia, która uzależniona jest od warunków pogodowych oraz ilości światła słonecznego, jakie dociera do paneli. Sprawność inwertera powinna być stała, kiedy instalacja pracuje na 20-100% mocy.

Inwerter a instalacja fotowoltaiczna on-grid i off-grid

Inwertery synchronizują pracę paneli z siecią lub akumulatorami. W zależności od rodzaju instalacji fotowoltaicznej, będziemy potrzebować inwertera o innych funkcjach:

• instalacja sieciowa (on-grid) – zaprojektowana do współpracy z zewnętrzną siecią energetyczną. Połączenie domowej mikroelektrowni z siecią oznacza możliwość przesyłania prądu w dwóch kierunkach. Jeżeli wygenerujemy nadwyżki, inwerter będzie przesłać je do sieci zewnętrznego dostawcy, a w przypadku zwiększonego zapotrzebowania na prąd, pobierze go z sieci. Co więcej, nasze nadwyżki mogą być magazynowane w sieci i wykorzystywane w pierwszej kolejności wtedy, gdy ich potrzebujemy. W instalacjach on-grid konieczne jest zamontowanie licznika dwukierunkowego, który na bieżąco kontroluje przepływ prądu między domową instalacją a siecią,
• instalacja wyspowa (off-grid) – przeznaczona do instalacji niepołączonej z siecią zewnętrzną. W tego typu systemach nadwyżki prądu magazynuje się w dodatkowym elemencie instalacji, czyli akumulatorach. Falownik przekazuje nadprogramową energię do akumulatorów, skąd jest pobierana w okresach zwiększonego zapotrzebowania. Instalacja off-grid zapewnia niezależność od zewnętrznego dostawcy prądu, co jest szczególnie istotne na terenach wiejskich, gdzie nie ma możliwości podpięcia budynku do sieci energetycznej,
• instalacja hybrydowa – jest połączona z siecią, a jednocześnie wyposażona w akumulatory. Inwerter przesyła prąd między panelami fotowoltaicznymi, akumulatorami, a siecią zewnętrzną. Takie rozwiązanie zapewnia bezpieczeństwo energetyczne – z jednej strony możemy magazynować nadwyżki w akumulatorach, a z drugiej w razie potrzeby mamy dostęp do sieci energetycznej.