Co to jest falownik? Co to jest inwerter?
Zacznijmy od zupełnych podstaw, a więc wyjaśnienia, co to jest falownik i co to jest inwerter. Ogólnie stosowana definicja falownika przyjmuje, że jest to pewien typ urządzenia, którego zadaniem jest przetworzenie prądu stałego (oznaczonego symbolem DC) na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości (oznaczony symbolem AC). Prąd przemienny to taki, który płynie w sieci publicznej niskiego napięcia – o napięciu 230 lub 400 V oraz częstotliwości 50 Hz.
A co z inwerterem? Co to za urządzenie i jak się ma ono do falownika?
Falownik a inwerter - różnice
Odpowiedź na pytanie, co to jest inwerter, jest bardzo prosta. Inwerter to bowiem… dokładnie to samo co falownik. Nazwa inwerter to po prostu spolszczenie angielskiego wyrazu “inverter”, które oznacza falownik. Określeń “falownik” oraz “inwerter” możecie z powodzeniem używać zamiennie i nie będzie to błędem.
Falownik a przemiennik częstotliwości
Nieco inaczej sprawa wygląda z pojęciem “przemiennika częstotliwości”. Często bowiem między przemiennikiem częstotliwości a “falownikiem” czy “inwerterem” stawia się znak równości. To niestety jest już błąd. Falownik (inwerter) to nie to samo co przemiennik częstotliwości i określeń tych nie powinno stosować się zamiennie. Dlaczego?
Przemiennik częstotliwości to pewien zespół układów, które współpracując razem, przetwarzają prąd stały o stałej częstotliwości, na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości. W tym układzie, falownik jest tylko jednym z elementów (obok prostownika, układów pośrednich, sterowania i układów zabezpieczeń). Jednocześnie, głównym zadaniem przemiennika częstotliwości jest dostosowywanie prędkości obrotowej silników, podczas gdy falowniki (inwertery) mają znacznie szersze zastosowanie.
Ze względu jednak na tak ścisłe zależności pomiędzy tymi dwoma rozwiązaniami, a także przystępniejszą nazwą, granice w terminologii zaczynają się zacierać i pojęcie “falownik” w różnych sytuacjach zaczyna powoli zastępować określenie “przemiennik częstotliwości”.
Inwertery - gdzie się je wykorzystuje? Zastosowanie falowników
Wspominaliśmy, że inwertery czy też falowniki to uniwersalne rozwiązania, które znajdują zastosowanie w urządzeniach różnego typu. Gdzie konkretnie stosuje się inwertery?
Falownik, rozumiany jako element przemiennika częstotliwości (czy też jako sam przemiennik częstotliwości) wykorzystuje się m.in. w przemyśle, a konkretnie w:
- tokarkach,
- wiertarkach,
- sprężarkach,
- pompach,
- taśmach produkcyjnych,
- przenośnikach i wielu innych urządzenia.
W ich przypadku, falownik ma za zadanie dostosowywać liczbę obrotów w czasie do pożądanej wartości. Podobną funkcję inwertery pełnią w urządzeniach codziennego użytku, takich jak pralki, wentylatory, suszarki do włosów czy bramy automatyczne (falownik pozwala w gładkie otwieranie i zamykanie skrzydeł).
Obecnie jednak falowniki najbardziej kojarzą się z branżą fotowoltaiczną. W instalacjach fotowoltaicznych wykorzystuje się funkcjonalność inwertera jako przekształtnika parametrów prądu. Wyjaśnijmy zatem, co to jest falownik fotowoltaiczny i kiedy możemy go potrzebować.
Falownik fotowoltaiczny - co to jest? Kiedy jest niezbędny?
Falownik fotowoltaiczny to serce instalacji fotowoltaicznej. Jego zadaniem jest przetworzenie prądu stałego, produkowanego przez panele PV w tzw. zjawisku fotowoltaicznym, na prąd przemienny, który może zostać wykorzystany przez domowe urządzenia. Obok modułów fotowoltaicznych, przewodów solarnych, konstrukcji montażowej oraz zabezpieczeń inwerter PV stanowi podstawowy element każdego systemu fotowoltaicznego.
Swoim wyglądem inwerter PV przypomina niewielką skrzynkę. Często jest wyposażony w wyświetlacz, umożliwiający dostęp do podstawowych informacji, które przetwarza urządzenie, takich jak: ilość wyprodukowanej energii, parametry sieci elektroenergetycznej czy aktualna moc instalacji. Oprócz tego, falowniki posiadają takie funkcje jak m.in.:
- zdalny podgląd pracy systemu PV,
- zarządzenie produkcją,
- wykrywanie zwarć i przepięć oraz ochrona przed nimi,
- współpraca z magazynami energii.
Dokładny wygląd, jak i szczegółowe parametry pracy czy posiadane opcje zależą jednak od marki i modelu samego urządzenia.
Każdy falownik, który ma działać na terenie Polski musi być jednak wyposażony w certyfikat NC RfG. Jest to dokument, potwierdzający zgodność urządzenia z tzw. Kodeksem sieciowym, czyli z rozporządzeniem Komisji Unii Europejskiej 2016/631. Od 1 maja 2022 roku, posiadanie przez falownik certyfikatu NC RfG jest warunkiem podłączenia do sieci.
Falownik do fotowoltaiki - gdzie się go montuje?
Współczesne inwertery fotowoltaiczne są tak projektowane, by wytrzymały więcej niż wynosi czas zwrotu z inwestycji w fotowoltaikę. Żywotność falowników, szacowana na podstawie długości gwarancji, to obecnie od ok. 5 do nawet 20 lat. Wieloletnia, bezawaryjna praca jest jednak możliwa nie tylko dzięki jakości samego urządzenia, ale i prawidłowym zasadom eksploatacji.
Inwertery są zwykle wyposażone w klasę ochrony IP65 - IP67, co oznacza, że w mniejszym lub większym stopniu są odporne na kurz czy wilgoć. Nadal należy je jednak chronić m.in. przed deszczem czy zbyt wysoką temperaturą otoczenia, które mogą doprowadzić do awarii.
Dlatego, w większości przypadków falowniki fotowoltaiczne montuje się wewnątrz budynku, na ścianie garażu czy pomieszczenia gospodarczego. Dzięki temu, z jednej strony zapewnia się użytkownikowi lub instalatorowi łatwy dostęp do urządzenia, z drugiej chroni się je przed wpływem czynników zewnętrznych (m.in. słońca i wysokich temperatur, deszczu, wiatru, mrozu etc.).
Wyjątkiem od tej reguły są urządzenia MLPE - module level power electronics, czyli inwertery montowane w bezpośrednim otoczeniu modułów fotowoltaicznych. Posiadają one wysoką klasę ochrony, dlatego mogą działać wystawione nawet na najbardziej wymagające warunki atmosferyczne. Przykładem takiego urządzenia jest mikrofalownik.
Falownik a mikrofalownik - najważniejsze informacje
Mikrofalowniki lub też inaczej mikroinwertery to urządzenia, które podobnie jak klasyczne falowniki mają przetwarzać prąd stały na prąd przemienny. Odbywa się to jednak na mniejszą skalę - na poziomie pojedynczych modułów. Taka konstrukcja sprawia, że każdy panel zachowuje się jak niezależna, mini instalacja PV. Tym samym ewentualne zacienienia czy uszkodzenia jednego panelu nie mają wpływu na pracę pozostałych.
Między falownikiem a mikrofalownikiem jest jeszcze wiele innych różnic. Jedną z najważniejszych jest kwestia parametrów pracy. W instalacjach wykorzystujących pojedynczy falownik (tzw. stringowy), napięcie może sięgnąć kilkuset woltów, co zwiększa ryzyko pojawienia się niebezpiecznego łuku elektrycznego. Systemy z mikroinwerterami nazywa się fotowoltaiką niskonapięciową, ponieważ w ich przypadku napięcia nie przekraczają kilkudziesięciu woltów.
Jeśli chcecie wiedzieć więcej na temat mikrofalowników, ich zalet oraz wad, zachęcamy do zapoznania się z naszym artykułem: Mikroinwerter - co to jest? Kiedy się go stosuje?
Inwerter fotowoltaiczny - co jeszcze trzeba wiedzieć?
Podkreślaliśmy już, że falownik fotowoltaiczny jest jednym z najważniejszych elementów systemu PV. Jego wybór powinien być zatem dogłębnie przemyślany. Podjęcie decyzji nie jest jednak wcale takie łatwe. Bo choć większość falowników PV działa na podobnej zasadzie, są jednak między nimi znaczące różnice, związane m.in.:
- ze sprawnością - ten parametr falownika określa skuteczność transformacji prądu stałego na prąd zmienny. Najlepsze modele falowników mogą się pochwalić ok. 98% sprawnością;
- z funkcjonalnościami - obecnie inwertery stanowią swego rodzaju centrum dowodzenia instalacją PV. Potrafią nie tylko transformować prąd, ale mają również znaczący wpływ na ochronę instalacji PV. Zapewniają także monitoring fotowoltaiki czy narzędzia do zarządzania jej pracą;
- z ceną - inwertery fotowoltaiczne mogą w znacznym stopniu różnić się kosztem. Wpływ na ostateczną cenę urządzenia ma szereg zmiennych, takich jak np. jego marka, model, typ, posiadane rozwiązania czy jakość. Tym sposobem falownik PV ma ogromny wpływ na wydajność i bezpieczeństwo systemu fotowoltaicznego, ale także na opłacalność całej inwestycji;
- z budową - falowniki to urządzenia elektryczno-elektroniczne, które różnią się także konstrukcją oraz przeznaczeniem. Podstawowa klasyfikacja uwzględnia m.in. ilość obsługiwanych faz, zasadę współpracy z siecią (on-grid lub off-grid) czy typ zastosowanej izolacji;
- z marką - na rynku działa obecnie kilkudziesięciu wiodących producentów falowników fotowoltaicznych. Wśród tych najbardziej znanych i cenionych należy wymienić m.in.: Huawei, Growatt, Enphase, Sofar Solar, Hoymiles, SolaEdge, GoodWe, SMA czy Fronius.
Przy wyborze falownika trzeba więc uwzględnić sporo kwestii. A nasza decyzja będzie mieć bezpośredni wpływ na wydajność i bezpieczeństwo całego systemu PV. Jak wybrać, by nie żałować?
Pierwsza opcja to skorzystanie z pomocy specjalistów. Doradztwo w zakresie doboru podzespołów instalacji oferuje każda profesjonalna firma fotowoltaiczna (jeśli wciąż szukacie właściwej, sprawdźcie nasz ranking firm fotowoltaicznych). Możecie też sięgnąć po dodatkowe narzędzia - rankingi i porównania, które ułatwią Wam dokonanie wstępnej selekcji. Przykładem może być nasz ranking falowników fotowoltaicznych, w którym znajdziecie najlepsze marki i modele inwerterów PV.
Jeśli wolicie samodzielnie podjąć decyzję, warto najpierw poszerzyć swoją wiedzę na temat budowy, zasady działania czy cen falowników. Pomogą Wam w tym nasze artykuły:
