Falownik hybrydowy – jak wybrać odpowiedni

Falownik hybrydowy to urządzenie, które często jest wybierane przez użytkowników instalacji fotowoltaicznej. Jednak jak każdy sprzęt, ma swoje wady i zalety. W artykule wyjaśniamy, jak działa urządzenie i przedstawiamy jego dobre i złe strony.

Falownik hybrydowy, co to? 

Falownik hybrydowy, inaczej jest też nazywany inwerterem hybrydowym. To urządzenie, które jest wykorzystywane w systemach fotowoltaicznych. Łączy funkcje klasycznego falownika, ale też ładowarki baterii. Pozwala na konwersję prądu stałego (DC) z paneli słonecznych na prąd zmienny (AC) do użytku w domowych instalacjach elektrycznych, ale też na zarządzanie przechowywaniem energii w bateriach.

Do czego służy falownik hybrydowy

Jedną z głównych funkcji falownika hybrydowego jest integracja z systemami magazynowania energii. Urządzenie łączy sieć energetyczną, instalację PV, ale też magazyn energii. Dzięki niemu, w nocy można ładować akumulatory z sieci, a w dzień z fotowoltaiki. 

Falownik hybrydowy pełni też funkcję przetwornicy, konwertuje prąd DC na AC. Z urządzenia można korzystać zarówno w domowych systemach fotowoltaicznych, jak i w większych instalacjach przemysłowych, które wymagają stabilnego i niezawodnego zasilania. Można je również wykorzystywać w systemach zasilania awaryjnego. Czyli w miejscach, w których ciągłość zasilania jest kluczowa, np. w szpitalach, albo w serwerowniach.

Jak działa falownik fotowoltaiczny

Urządzenie działa na zasadzie efektu fotowoltaicznego. Co to dokładnie znaczy? Energia słoneczna, która pada na panele PV pobudza elektrony krzemu, które następnie przemieszczają się w przeciwnym kierunku do powstałej dziury elektronowej. Tworzy się różnica potencjałów, co oznacza, że w półprzewodniku typu „P” dziur elektronowych jest więcej, niż elektronów. Natomiast w półprzewodniku „N” taki stosunek jest całkowicie odwrotny. W taki właśnie sposób generowane jest napięcie. 

Jaki falownik wybrać?

Wybierając falownik do instalacji fotowoltaicznej, oprócz kwestii dopasowania go do samej instalacji, warto zwrócić uwagę również na inne parametry. Jednym z nich jest odporność na warunki atmosferyczne. 

W klimacie umiarkowanym, w którym to warunki atmosferyczne są zmienne, bardzo ważną kwestią jest skuteczność działania niezależnie od pogody. Zatem na co warto zwrócić uwagę podczas wyboru docelowego urządzenia? Przy wyborze falownika trzeba wziąć pod uwagę klasę ochrony IP, a modele o poziomie IP65 lub wyższym będą odpowiednim wyborem.

Kolejny, ważny aspekt to sprawność falownika. Najlepsze modele osiągają wydajność na poziomie co najmniej 97%. Dodatkowo wysokiej jakości falowniki są wyposażone w efektywne systemy chłodzenia, co pozwala im działać wydajnie nawet w ekstremalnych temperaturach. Nowoczesne inwertery często mają funkcję monitorowania zużycia energii, co ułatwia zarządzanie energią elektryczną w domu.

Przy wyborze falownika warto też uwzględnić renomę producenta. Czytanie opinii innych użytkowników może Ci pomóc w znalezieniu sprawdzonego i niezawodnego urządzenia, które zapewni efektywne działanie instalacji fotowoltaicznej.

Falownik hybrydowy, 1-fazowy czy 3-fazowy?

Wielu użytkowników zastanawia się, jaki rodzaj inwertera wybrać, czy 1-fazowy, czy 3-fazowy. Pierwszym, kluczowym elementem, który różni obydwa urządzenia, jest cena. Inwerter jednofazowy jest tańszy, niż trójfazowy. Ta różnica głównie wynika z charakterystyki jego budowy. Inwerter trójfazowy można postrzegać jako zestaw trzech inwerterów jednofazowych, wykorzystujących wspólne elementy. 

Musisz wiedzieć, że jednym z istotnych problemów związanych z eksploatacją instalacji fotowoltaicznych jest konieczność czasowego wyłączania ich z powodu przekroczenia dopuszczalnego napięcia w sieci. Taki stan rzeczy głównie wynika z braku dostosowania lokalnej infrastruktury energetycznej do absorbowania większej ilości energii generowanej przez panele fotowoltaiczne w okresach intensywnego nasłonecznienia. Gdy napięcie przekracza ustaloną granicę, inwerter jest automatycznie dezaktywowany. 

W przypadku inwertera trójfazowego dezaktywacja następuje, gdy napięcie na dowolnej fazie przekroczy poziom 253V (średnia 10-minutowa). Natomiast inwertery jednofazowe są wyłączane tylko w przypadku przekroczenia granicy napięcia na konkretnej fazie, do której są podłączone. W przypadku częstych dezaktywacji inwertera jednofazowego z powodu nadmiaru napięcia, możliwe jest przeniesienie go do innej fazy, gdzie problem nie występuje.

Inwerter jednofazowy daje możliwość lepszego zarządzania energią wyprodukowaną przez instalację fotowoltaiczną. Dzięki takiej właściwości można zwiększyć samodzielne zużycie, zwłaszcza gdy umowa z dostawcą energii nie uwzględnia równoważenia zużycia i oddawania energii do sieci. Wszystko po to, aby zapobiec przekroczeniu dopuszczalnego napięcia i uniknąć jego automatycznego wyłączenia.

Ze względu na swoją prostszą budowę, inwerter jednofazowy jest mniej podatny na uszkodzenia. Często uszkodzenia inwertera wynikają z przepięć w sieci. W przypadku inwertera trójfazowego, wystąpienie przepięcia na jednej fazie może skutkować uszkodzeniem całego urządzenia. Jednak prawdopodobieństwo uszkodzenia inwertera jednofazowego spada do 1/3 w porównaniu z modelem trójfazowym. Co więcej, koszty ewentualnej naprawy lub wymiany są znacznie niższe w przypadku inwertera jednofazowego.

Wady i zalety falownika hybrydowego

Niewątpliwą zaletą falownika hybrydowego jest możliwość jego obsługi z poziomu aplikacji. Po zalogowaniu się do panelu będziesz mieć dostęp między innymi do raportów z działania i wydajności instalacji. Z poziomu aplikacji można też zgłaszać serwis urządzenia. Aktualnie dostępne są również rozwiązania typu smart. Co to znaczy? Za pomocą takiej technologii można wybrać konkretny model funkcjonowania inwertera (tryb czuwania, tryb wakacyjny itp.). Można również ograniczyć straty energii. Powstają one podczas konwersji prądu stałego na przemienny i odwrotnie. 

Nowoczesne inwertery hybrydowe są tworzone tak, aby nie przetwarzały energii elektrycznej, która płynie z modułów fotowoltaicznych. Mają one od razu gromadzić energię w akumulatorze w postaci prądu stałego.  

Użytkowanie falowników hybrydowych ma też swoje wady. Mają one swoje ograniczenia, chociażby ze względu na przetwarzanie mocy zapasowej. Problem często dotyczy braku możliwości jednoczesnego zasilania urządzeń i ładowania akumulatorów. 

Kolejnym elementem, na który trzeba wziąć poprawkę, jest zbyt mała moc wyjściowa falownika. Może ona sprawić, że w sytuacji braku zasilania instalacja nie utrzyma działania wszystkich faz. Może się okazać, że będzie działała tylko jedna. Mogą działać też wszystkie, ale bardzo słabo. 

Rodzaje falowników

Istnieją cztery główne grupy falowników, które różnią się swoim przeznaczeniem, konstrukcją i charakterystyką pracy. Można je podzielić ze względu na liczbę obsługiwanych faz (falowniki jednofazowe i trójfazowe), sposób pracy, istnieją urządzenia zaprojektowane do pracy z siecią (on-grid), odłączone od sieci (off-grid) oraz hybrydowe (hybrydowy), które mogą działać w obu trybach. 

Rodzaj izolacji, falowniki mogą być wyposażone w transformator lub być beztransformatorowe. I oczywiście moc instalacji. Jeśli chodzi o tę ostatnią kategorię, można wybrać kilka konkretnych rodzajów falowników, a mianowicie: mikroinwertery, falowniki szeregowe i falowniki centralne.

Przy wyborze falownika do instalacji fotowoltaicznej zawsze warto wziąć pod uwagę wyżej wymienione elementy. Takie działanie pozwoli na wybór urządzenia, które będzie efektywne i w pełni wykorzysta potencjał zainstalowanego systemu.

Podsumowanie

  1. To urządzenia, które łączą sieć energetyczną, magazyn energii, a także instalację fotowoltaiczną.
  2. Falownik hybrydowy to urządzenie elektroniczne stosowane w systemach fotowoltaicznych do przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną. Różni się od tradycyjnych falowników tym, że może działać w dwóch trybach: zwykle podłączony do sieci elektrycznej (tryb on-grid) oraz w trybie niezależnym od sieci (tryb off-grid).
  3. Urządzenie działa na zasadzie efektu fotowoltaicznego, przetwarza energię słoneczną na elektryczną.
  4. Przy wyborze falownika trzeba wziąć pod uwagę klasę ochrony IP, a modele o poziomie IP65 lub wyższym będą odpowiednim wyborem. Kolejny, ważny aspekt to sprawność falownika.
  5. Niewątpliwą zaletą falownika hybrydowego jest możliwość jego obsługi z poziomu aplikacji. 
  6. Falowniki można podzielić względem: mocy instalacji, rodzaju izolacji, sposobu pracy, a także względem liczby obsługiwanych faz.

Dodaj komentarz

Inne artykuły

Ceny fotowoltaiki w 2024 roku – jak zaoszczędzić na zakupie?

Ceny fotowoltaiki w 2024 roku – jak zaoszczędzić na zakupie?

Rosnące ceny energii coraz bardziej zachęcają do zainwestowania w odnawialne źródła energii. Instala

10.07.2024

Autor: Daniel Mizgalski

Fotowoltaika – dofinansowanie w 2024 roku

Fotowoltaika – dofinansowanie w 2024 roku

Odnawialne źródła energii cieszą się sporym zainteresowaniem. Liczba instalacji fotowoltaicznych w P

09.07.2024

Autor: Daniel Mizgalski

Czy fotowoltaika się opłaca w 2024?

Czy fotowoltaika się opłaca w 2024?

Marzysz o niższych rachunkach za prąd i większej niezależności energetycznej? Zastanawiasz się czy f

05.07.2024

Autor: Daniel Mizgalski

Zobacz inne artykuły