Co to jest mikroinwerter?
Mikrofalownik to nic innego, jak falownik mniejszych rozmiarów. Urządzenie to służy przede wszystkim do przemieniania prądu stałego, produkowanego przez moduły PV, w prąd zmienny, zasilający urządzenia elektryczne.
Czym mikroinwerter różni się od standardowego falownika?
- Wielkością - klasyczny inwerter to dość duże i ciężkie urządzenie. Jego dłuższy bok zwykle sięga 50-60 cm, zaś waga - nawet 20 kg. Mikroinwertery solarne, jak sama nazwa wskazuje, charakteryzują się znacznie mniejszymi wymiarami i wagą - mają ok. 20-30 cm wysokości i ważą zwykle ok. 1 kg.
- Ilością obsługiwanych modułów - o ile duży falownik projektuje się tak, by zarządzał pracą od kilkunastu-kilkudziesięciu modułów, o tyle mikrofalownik został przewidziany do obsługi zwykle ok. 1 - 4 modułów PV. Taka konstrukcja niesie ze sobą pewne wady i zalety, o których napiszemy jednak później.
- Niższa moc i napięcie - ponieważ z zasady, mikrofalownik ma działać wyłącznie z jednym panelem PV, charakteryzuje go niższa moc (kilkaset Wat) oraz niższe napięcie (maksymalne napięcie wejściowe mikrofalownika to ok. 60 V, podczas gdy dla standardowego falownika nawet 1000 V). Dlatego też instalacje fotowoltaiczne z mikrofalownikami nazywa się często fotowoltaika niskonapięciową.
- Miejscem montażu - falowniki stringowe montowane są zwykle z pewnym oddaleniu od samej instalacji fotowoltaicznej, w suchym, zacienionym, dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Mikroinwerter może zostać zainstalowany tuż przy module (zwykle pod nim).
- Metoda łączenia - omawiając działanie mikrofalownika warto jeszcze zaznaczyć, że urządzenia te wraz z modułami PV są ze sobą łączone równolegle, czyli inaczej niż ma to miejsce w przypadku jednego falownika stringowego (gdzie moduły łączy się szeregowo).
Zasada działania mikroinwertera
Mikrofalownik to urządzenie, które przekształca prąd stały (DC) wytwarzany przez pojedynczy panel fotowoltaiczny na prąd przemienny (AC), używany w domowych gniazdkach.
Dzięki mikroinwerterom każdy panel działa niezależnie, co zwiększa efektywność całego systemu fotowoltaicznego. Oprócz pozwala na:
- zarządzanie pracą instalacji fotowoltaicznej - mikrofalownik, za pomocą układu MPPT śledzi tzw. punkt mocy maksymalnej dla danych warunków,
- monitorowanie pracę modułów,
- rejestrowanie danych na temat produkcji,
- synchronizowanie instalacji z siecią elektroenergetyczną.
Moduł fotowoltaiczny wyposażony w mikrofalownik działa jak niezależna mini instalacja fotowoltaiczna, co ma wymierne korzyści.
Wyobraźmy sobie trzy moduły w instalacji z mikrofalownikami. Wszystkie posiadają moc nominalną na poziomie 350 W. Jednak jeden z nich, ze względu na zacienienie działa jedynie w 50%. Drugi, z racji dodatniej tolerancji mocy (którą obecnie można spotkać w przypadku większości modułów PV) wykazuje moc na poziomie 355 W. W sumie, moduły wyprodukują nieco ponad 849 W energii.
(350W + 355W + 175W) * 96,5% = 849,2 W
Gdyby te same panele działały z jednym falownikiem, o sprawności 96,5% wyprodukowały by nieco ponad 506 W. Dlaczego tylko tyle? Ponieważ łączone szeregowo moduły pracują z mocą najsłabszego modułu (czyli w tym przypadku 175 W).
Kiedy warto zainstalować mikrofalownik?
Rozwiązanie w postaci mikrofalowników zdecydowanie warto wziąć pod uwagę, jeśli:
- W naszej okolicy pojawia się problem ze zbyt wysokim napięciem w sieci. Jako że mikrofalowniki to zwykle urządzenia jednofazowe, wysokie napięcie np. na jednej fazie nie wyłączy całej instalacji (tak jak w przypadku falownika centralnego), lecz tylko te urządzenia, które pracują na przeciążonej fazie. Tym samym ewentualne straty związane z wyłączeniami będą mniejsze.
- Planujemy niezbyt dużą instalację, złożoną z kilku modułów. To dobra opcja przy montażu na “próbę”. Może też sprawdzić się np. jako fotowoltaika na balkon lub tam, gdzie budowa pełnowymiarowej instalacji PV jest niemożliwa.
- Wiemy, że będziemy rozbudowywać instalację - z mikrofalownikami przedsięwzięcie to jest prostsze i na pewnym etapie może okazać się nawet korzystniejsze finansowo (pozwala np. uniknąć wymiany falownik stringowego, kosztującego zwykle kilka tysięcy).
- Mamy bardzo skomplikowany dach - ze spadkami o różnych kątach nachylenia, skierowany w różnych kierunkach.
- W miejscu montażu pojawiają się częściowe zacienienia. Choć w tym przypadku, zamiast mikrofalownika można jeszcze rozważyć optymalizator mocy.
Mikrofalownik warto również rozważyć wtedy, gdy zależy nam na możliwości dokładniejszego monitoringu. Mikroinwerter to również sposób na niższe napięcie pracy całej instalacji, minimalizujący ryzyko łuku elektrycznego. Przy czym tę zaletę niweluje jednak większe ryzyko związane większą liczbą wtyczek MC4.
Zasady doboru mikrofalownika
Oto kilka kwestii, które trzeba wziąć pod uwagę przy doborze mikrofalownika do instalacji PV:
- Moc znamionowa paneli fotowoltaicznych: Mikrofalownik powinien być dopasowany do mocy paneli. Moc znamionowa mikrofalownika powinna być nieco mniejsza lub równa mocy znamionowej pojedynczego panelu.
- Zakres napięcia wejściowego: Napięcie wejściowe mikrofalownika musi być zgodne z napięciem generowanym przez panele fotowoltaiczne. Należy sprawdzić, aby zakres napięcia pracy mikrofalownika obejmował napięcie maksymalne oraz minimalne generowane przez panele w różnych warunkach oświetleniowych.
- Współczynnik konwersji: Wysoki współczynnik konwersji (sprawność mikrofalownika) jest kluczowy, ponieważ określa efektywność przetwarzania prądu stałego (DC) na prąd zmienny (AC). Mikrofalowniki o wyższej sprawności generują mniejsze straty energii, co przekłada się na wyższą wydajność systemu.
- Warunki środowiskowe: Mikrofalowniki muszą być odporne na warunki atmosferyczne, zwłaszcza jeśli są instalowane na zewnątrz. Należy zwrócić uwagę na stopień ochrony IP (Ingress Protection), który wskazuje na poziom zabezpieczenia przed pyłem i wodą. Dobrej jakości mikrofalowniki mają co najmniej stopień ochrony IP65.
- Kompatybilność i przyszła rozbudowa: Mikrofalownik powinien być kompatybilny z istniejącymi panelami i innymi komponentami systemu. Jeśli planowana jest przyszła rozbudowa systemu, warto upewnić się, że mikrofalownik będzie w stanie obsłużyć dodatkowe panele bez konieczności wymiany całego urządzenia. Jeśli nie wykluczamy montażu magazynu energii, warto upewnić się, że nasze urządzenia będą obsługiwały taką funkcjonalność.
- Gwarancja i wsparcie techniczne: Ważnym aspektem jest również długość gwarancji oferowanej przez producenta oraz dostępność wsparcia technicznego. Mikrofalowniki z dłuższą gwarancją zazwyczaj świadczą o wyższej jakości i niezawodności urządzenia.
Jak podłączyć mikroinwerter do sieci?
Aby podłączyć mikroinwerter do sieci, należy zamontować go w tylnej części panelu fotowoltaicznego lub w jego pobliżu, upewniając się, że jest solidnie przymocowany. Następnie należy podłączyć kable DC od modułu do mikroinwertera, zgodnie z oznaczeniami biegunowości. Po podłączeniu strony DC, należy podłączyć mikroinwerter do sieci AC, łącząc go z domowym systemem elektrycznym poprzez skrzynkę przyłączeniową.
Pamiętajcie, że podłączenie mikroinwertera do sieci powinno być wykonane przez elektryka. Jest to niezbędne nie tylko ze względu na kwestie bezpieczeństwa i prawidłowej pracy instalacji, ale także ze względu na zgłoszenie mikroinstalacji do sieci. Każda mikroinstalacja on-grid, bez względu na moc czy rodzaj, musi zostać zgłoszona do operatora sieci dystrybucyjnej (OSD). Na wniosku niezbędny jest podpis osoby posiadającej uprawnienia elektryczne, potwierdzający wykonanie instalacji zgodnie ze sztuką. Dlatego, kwestie związane z tym, jak podłączyć fotowoltaikę do sieci, najlepiej pozostawić specjalistom. Chcecie wiedzieć więcej o podłączeniu mikroinwertera do sieci? Szczegóły znajdziecie w naszym artykule: Jak podłączyć fotowoltaikę do sieci? Zgłoszenie krok po kroku
