Serce każdej instalacji fotowoltaicznej to wbrew pozorom nie panele. System musi być wyposażony w urządzenie przeznaczone do przetwarzania generowanego ze słońca prądu stałego na prąd przemienny, czyli taki, który możesz wykorzystać w gniazdkach do zasilania wszystkich urządzeń.
Okazuje się jednak, że wybór odpowiedniej technologii nie jest taki prosty, ponieważ nie zawsze i nie wszędzie instalacja będzie tak wydajna, jak byśmy tego chcieli. Kiedy wystarczy standardowy falownik centralny? Czy warto skorzystać z takiego rozwiązania jak mikrofalowniki czy może wybrać optymalizator?
Optymalizatory czy mikroinwertery – kiedy z nich korzystać?
Takie urządzenia jak mikrofalowniki czy optymalizatory pomagają w zarządzaniu produkcją energii przez panele fotowoltaiczne. Dzięki nim można poradzić sobie z częściowym zacienieniem instalacji i wynikającej z tego faktu nierównomiernej pracy i eksploatacji ogniw.
Na czym polega działanie falownika z optymalizatorem, a czym są mikroinwertery?
Zasadniczym zadaniem obu urządzeń jest uniezależnienie pracy całej instalacji fotowoltaicznej od wydajności najsłabszego modułu. Dzięki temu czerpiesz z każdego z ogniw tyle, ile jest ono w stanie wyprodukować w danych warunkach, a cały system przynosi większy zysk i zwraca się w krótszym czasie.
Optymalizatory fotowoltaiki – czy warto w nie inwestować?
Optymalizator mocy to niewielkie urządzenie znajdujące się między centralnym falownikiem a każdym z ogniw. Jego zadaniem jest bieżąca analiza wydajności pracy paneli i niejako „odseparowanie” ich od siebie. Wprawdzie falownik nadal wykorzystuje moc płynącą ze wszystkich ogniw, ale każde z nich pracuje w oderwaniu od pozostałych. Wiele modeli oferuje też możliwość selektywnego odłączenia pojedynczych ogniw od całości systemu. To przydatne rozwiązanie np. w razie awarii lub uszkodzenia ogniwa.
Optymalizatory pozwalają też na zarządzanie eksploatacją paneli oraz kontrolują spadki i wahania mocy.
W praktyce rozwiązanie można je stosować wszędzie tam, gdzie zacienienie od drzew lub budynków gospodarczych powoduje nierównomierną pracę ogniw. To także przydatne urządzenie, kiedy ogniwa są różnej jakości, przez co modele słabsze narzucają intensywność pracy wszystkim pozostałym ogniwom, które mogłyby pracować z większą mocą.
Warto podkreślić, że – w przeciwieństwie do mikroinwerterów – optymalizatory nie mogą działać samodzielnie. Muszą być podłączone do standardowego falownika szeregowego.
Zalety optymalizatora
- Optymalizator sieci elektrycznej daje przede wszystkim możliwość kontroli działania wydajności pojedynczych paneli. Dzięki zmaksymalizowaniu produkcji energii elektrycznej poszczególnych ogniw łatwiej zapewnić wystarczającą ilość prądu podczas jesiennych i zimowych miesięcy, kiedy do krzemowych płyt dociera mniej energii słonecznej.
- Jest to rozwiązanie tańsze niż mikroinwertery, a przez to łatwiej dostępne dla indywidualnych odbiorców.
- Użytkownicy zwracają też uwagę na fakt, że decydując się na optymalizatory, nadal sprawdzasz pracę tylko jednego falownika centralnego. Łatwiej zadbać o jego sprawność i wydajność niż w przypadku kilku lub kilkunastu mikroinwerterów.
Wady optymalizatora
- Choć optymalizatory cieszą się dużym zainteresowaniem wśród zwolenników fotowoltaiki, nie jest to rozwiązanie bez wad. Przede wszystkim do każdego panelu musisz dokupić odrębne urządzenie optymalizujące, a to podnosi koszt całej instalacji.
- Ponadto sieć PV, która korzysta z optymalizatorów, rozbudowuje się znacznie trudniej niż tę opartą na mikroinwerterach. Musisz też liczyć się z koniecznością uiszczenia dodatkowej opłaty za przegląd i konserwację poszczególnych elementów, ponieważ specjalista będzie miał więcej pracy.
- Warto też wspomnieć, że na dachach, gdzie jest bardzo mało miejsca i fotowoltaikę układa się ciasno, podłączenie optymalizatorów może być nie lada wyzwaniem.
Mikroinwertery a opinie i zasada działania
Alternatywą dla falownika centralnego połączonego z optymalizatorami może być sieć mikroinwerterów. Działają one analogicznie do zwykłej przetwornicy z tą różnicą, że nie ma jednego urządzenia, które przetwarza prąd i dostarcza go do sieci domowej, ale każdy panel ma swój mikroinwerter.
Dzięki temu znacznie łatwiej kontrolować wydajność poszczególnych ogniw i w porę wychwycić awarię pojedynczych elementów instalacji. Wbrew pozorom mikrofalowniki nie psują estetyki dachu i instalacji, są praktycznie niewidoczne z zewnątrz.
Oprócz zarządzania siecią PV i rejestrują danych eksploatacyjnych, wiele mikroinwerterów ma wbudowaną funkcję śledzenie MPPT (ang. Maximum Power Point Tracking), czyli śledzenie punktu mocy maksymalnej. Układów MPPT może być od jednego do kilku w zależności od klasy urządzenia. Odpowiadają one za lokalizację punktu mocy maksymalnej w toku pracy falownika i dopasowują do niego parametry urządzenia. Dzięki temu uzyski z fotowoltaiki są wyższe.
Mikroinwertery można stosować do każdego rodzaju ogniw, bez względu na ich typ lub markę.
Zalety mikroinwerterów
- Zaletą stosowania mikroinwerterów jest przede wszystkim łatwa wymiana lub naprawa pojedynczego urządzenia. Nawet jeżeli jeden z inwerterów ulegnie uszkodzeniu, pozostałe nadal będą przetwarzały prąd. Jednostkowa cena modułu jest też znacznie tańsza niż w przypadku tradycyjnego falownika.
- Kolejna przyczyna, która sprawia, że warto oprzeć przydomową fotowoltaikę na mikroinwerterach to łatwość rozbudowy instalacji. O ile w przypadku falownika centralnego łączna moc paneli nie może przekroczyć określonej wartości (przetwornica przestaje wtedy prawidłowo funkcjonować), mikroinwertery dają możliwość praktycznie dowolnego kształtowania mocy instalacji. Jedynym ograniczeniem staje się powierzchnia dostępna na dachu oraz zasobność portfela.
- Na pytanie „Mikrofalownik czy falownik zwykły?” nie da się odpowiedzieć jednoznacznie, ale to pierwsze rozwiązanie wyróżnia się również większym bezpieczeństwem. Ze względu na brak szeregowego połączenia ze sobą paneli minimalizowane jest wystąpienie łuku elektrycznego, który może nie tylko uszkodzić instalację, ale w krańcowych przypadkach nawet doprowadzić do pożaru. W przypadku wykrycia awarii system automatycznie odcina przepływ prądu w wadliwym ogniwie.
- Mikroinwertery ułatwiają też montaż paneli pod różnym kątem bez obawy o połączenia między nimi.
Wady mikroinwerterów
Choć mikrofalowniki zyskują coraz więcej zwolenników, nie jest to rozwiązanie pozbawione wad.
- W oczy rzuca się przede wszystkim cena mikroinwertera, która – w zależności od modelu – może wynosić od kilkuset do ponad tysiąca złotych. O ile jednostkowo cena nie jest duża, pamiętaj, że w tej konfiguracji każde ogniwo musi mieć swój własny, niewielki falownik.
- Kolejną wadą tego rozwiązania jest jego większa podatność na awarie. Wprawdzie możesz spotkać się z twierdzeniem, że mikroinwertery podlegają mniejszym obciążeniom niż zwykły falownik, dlatego rzadziej się psują. Jest to prawda, ale z drugiej strony falownik zazwyczaj jest zamontowany w suchym i ciepłym pomieszczeniu, prawda? Mikrofalowniki znajdują się bezpośrednio przy każdym panelu, dlatego są narażone na wysokie i niskie temperatury, wilgoć i opady śniegu.
A może jednak falownik centralny?
Mikroinwerter czy falownik? A może falownik i panele z optymalizatorami? To pytanie zadaje sobie wielu inwestorów, którzy chcą maksymalnie zwiększyć zyski z fotowoltaiki jak najmniejszym kosztem. Statystycznie niemal połowa użytkowników OZE nadal wybiera falowniki centralne. Dlaczego tak się dzieje?
Zarówno optymalizatory, jak i mikroinwertery pełnią podobną funkcję pomimo różnic technicznych. Ich zadaniem jest zoptymalizowanie pracy poszczególnych modułów, kiedy warunki ekspozycji ogniw na światło słoneczne odbiegają od optymalnych.
Zwróć jednak uwagę, że punktem wyjścia do montażu fotowoltaiki powinien być kompleksowy audyt OZE, w którego toku specjaliści pomogą Ci ustalić:
- roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną (tzw. autokonsumpcję),
- model przeważającego korzystania z sieci (do południa, a może raczej wieczorami lub w weekendy?),
- ekspozycję i stopień nachylenia dachu,
- zacienienie pokrycia dachowego.
Jeżeli już na wstępie okaże się, warunki do montażu fotowoltaiki są dobre, może się okazać, że najrozsądniejszą opcją będzie montaż zwykłego falownika centralnego, a dylemat polegający na tym, czy wybrać mikrofalownik, czy optymalizator po prostu zniknie.
Inwestorzy, którzy dysponują dużą działką, mogą też wybrać montaż fotowoltaiki na gruncie. W ten sposób można obejść np. problem nieodpowiedniego nachylenia dachu i znacznie łatwiej zadbać o panele.
Dobry audyt to także pomoc w pozyskaniu finansowania i skorzystaniu z ulg. Pamiętaj, że obowiązujące przepisy pozwalają odzyskać część środków przeznaczonych na montaż OZE.
Mikroinwerter czy optymalizator – podsumowanie
Przyjmuje się, że falownik centralny to urządzenie najprostsze w instalacji i jednocześnie najtańsze. Choć ma swoje ograniczenia, jest mało awaryjny i może działać przez wiele lat. Nietrudno znaleźć na rynku oferty z gwarancją wynoszącą 10 lat, a nawet więcej.
Uzupełnienie inwertera centralnego o optymalizatory ma sens przede wszystkim wtedy, gdy musisz radzić sobie z dużym zacienieniem dachu i wynikającymi z tego faktu wahaniami napięcia oraz obniżoną produkcją energii elektrycznej. Optymalizator do fotowoltaiki jest też tańszy niż mikroinwertery.
Z kolei mikroinwertery to najdroższe spośród wymienionych rozwiązań, ale jednocześnie najbardziej elastyczne. Nie tylko ułatwiają rozbudowę instalacji o kolejne moduły bez potrzeby ingerencji w całą instalację, ale też pozwalają na dokładne śledzenie i poprawę wydajności każdego panelu. Z tych urządzeń skorzystasz np. podczas montażu fotowoltaiki na rozległym dachu, którego poszczególne płaszczyzny są zorientowane na różne strony świata lub nachylone pod różnymi kątami.
Jeżeli planujesz montaż fotowoltaiki, już na początku zastanów się, które z wymienionych rozwiązań preferujesz. Nie zawsze wymiana przetwornicy na nową będzie tak samo prosta, a wybierając mądrze, nie tylko zaoszczędzisz pieniądze, ale też od samego początku zwiększysz uzysk z fotowoltaiki i skrócisz okres zwrotu całej instalacji.
Znajdź najlepsze rozwiązanie dla swojego domu i zacznij korzystać z fotowoltaiki jeszcze dziś. Zdziwisz się, jak szybko zauważysz oszczędność w domowym budżecie.
