Falowniki

Falowniki

Falownik (z ang. Inwerter) to urządzenie przekształcające prąd stały z modułów fotowoltaicznych na prąd przemienny o parametrach zgodnych z parametrami prądu w sieci energetycznej niskiego napięcia (230/400V; 50 Hz). Dodatkowo falownik pełni też funkcje kontrolne oraz prowadzi statystyki produkcji energii.

Podział falowników ze względu na izolację

W tej grupie możemy wyróżnić falowniki transformatorowe i beztransformatorowe.

Falowniki transformatorowe umożliwiają separację (izolację galwaniczną) strony DC (czyli naszych modułów PV) od strony AC (czyli sieci elektroenergetycznej).

W obrębie tej grupy można podzielić je z kolei na dwa typy: LF oraz HF. Różnią się one między sobą umiejscowieniem transformatora oraz częstotliwością pracy. W typie LF transformator znajduje się na wyjściu falownika, a częstotliwość jego pracy wynosi 50 Hz. Cechuje go prostota budowy, niska awaryjność i niestety niska sprawność. Z kolei w typie HF transformator znajduje się na wejściu, zaś częstotliwość jego pracy to 20-24 kHz. Cechuje go dwustopniowa, bardziej skomplikowana budowa niż w przypadku typu LF, zdecydowanie wyższa sprawność oraz niższa waga w porównaniu z typem LF. Z tych dwóch typów, pod kątem efektywności pracy, bardziej korzystne jest zastosowanie złożonego transformatora HF.

Jednak to falowniki beztransformatorowe zdominowały obecnie rynek instalacji fotowoltaicznych. Zalety tych urządzeń to przede wszystkim ich wyraźnie mniejsza waga, wysoka sprawność w szerokim zakresie obciążenia, szeroki zakres napięciowy pracy oraz zazwyczaj niższa cena w stosunku do wersji transformatorowej. Ze względu na brak izolacji galwanicznej należy je wyposażyć w skomplikowaną aparaturę pomiarową i stosowne zabezpieczenia.

Podział falowników ze względu na współpracę z siecią

Podział falowników wg tego kryterium uzależniony jest do tego czy instalacja PV będzie podłączona do sieci, czy będzie to instalacja działająca w systemie wyspowym, poza siecią – stąd w obrębie tej grupy wyróżniamy dwa typy falowników: sieciowy i wyspowy.

Falownik sieciowy ma możliwość oddawania energii do sieci publicznej, ponieważ synchronizuje się z tą siecią. Zazwyczaj nie ma możliwości ładowania akumulatorów czy pracy w trybie przetwornicy DC/AC.

Falownik wyspowy nie ma możliwości oddawania energii do sieci publicznej i nie synchronizuje się z siecią publiczną. Zazwyczaj ma możliwość ładowania akumulatorów w przypadku nadwyżek energii oraz pracy w trybie w trybie przetwornicy.

Dodatkowo na rynku istnieją rozwiązania hybrydowe – mogą pracować w obu trybach, zarówno sieciowym, jak i wyspowym, gdzie akumulatory wykorzystywane są jako bufor energii.

Podział falowników ze względu na wielkość

Biorąc pod uwagę wielkość falowników oraz sposób konfiguracji podłączonych do nich modułów, urządzenia te możemy podzielić na trzy grupy urządzeń.

Najprostsza z nich to mikrofalowniki, które współpracują z jednym modułem fotowoltaicznym.

Kolejna to falowniki szeregowe (inwertery stringowe), które w przypadku małej instalacji fotowoltaicznej obsługują wszystkie moduły, zaś gdy mamy do czynienia z większymi instalacjami – obsługują tylko ich część.

Ostatnią grupą są falowniki centralne – są to falowniki bardzo dużych mocy, które przystosowane są do pracy na farmach fotowoltaicznych dużej mocy (setek kilowatów, a nawet megawatów).