Aktualnie na rynku są dostępne różne rozwiązania dotyczące optymalizacji pracy instalacji fotowoltaicznej i produkowanej w nich energii elektrycznej. Urządzenia te możemy dobierać w zależności od liczby modułów, skomplikowania dachu czy też elementów zacieniających.

Między innymi wybory te sprowadzają się do stosowania modułów PV z podziałem na 6 sekcji, optymizerów mocy, mikroinwerterów, czy też typowych falowników stringowych w celu optymalizacji uzysku. Wybór konkretnego rozwiązania przekłada się nie tylko na optymalizację instalacji, ale również na koszty jej wykonania i eksploatacji. Firma Solsum przygotowała przewodnik dla inwestorów, który podsumuje dostępne technologie w odniesieniu do mikroinwerterów i falowników i pozwoli na rzetelne porównanie tych dwóch rozwiązań pod kątem wad i zalet.

Rys. Po lewej stronie falownik (inwerter) tradycyjny, po prawej stronie mikroinwerter (mikrofalownik).

Moduły fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały (DC), który musi zostać przetworzony na prąd zmienny (AC) o parametrach sieci – tym zadaniem zajmują się falowniki.

W przypadku mikroinstalacji czyli instalacji o mocy do 50kWp standardowo stosuje się jeden falownik, który jest dopasowany do liczby modułów i ich podziału. Stosuje się falowniki posiadające jedno, dwa lub więcej niezależnych wejść  MPPT – jest to o tyle istotne, że w przypadku falownika z dwoma niezależnymi wejściami MPPT moduły fotowoltaiczne możemy montować np. na kilku różnych połaciach dachu i każda część instalacji niezależnie. W przypadku skomplikowanego dachu i elementów zacieniających można także wykorzystać optymizery mocy np. dla wybranych modułów, które w pewnych okresach dnia lub roku będą zacieniane – do takiego doboru wykonuje się analizę zacienienia w profesjonalnych programach do projektowania instalacji fotowoltaicznych dla konkretnego budynku. Na rynku są także dostępne tzw. mikroinwertery.

Co to jest mikroinwerter?

Mikroinwerter to konwerter mocy (falownik) przetwarzający prąd stały na prąd zmienny, jest to zwykły inwerter jednak w mniejszym rozmiarze i mniejszej mocy. Główna różnica polega na tym, że mikroinwerter montowany jest przy każdym module fotowoltaicznym. Uwaga: zamiennie zamiast mikroinwerter używa się też zwrotu mikrofalownik.

Zalety stosowania mikroinwerterów:

  1. Możliwość bardziej elastycznej rozbudowy instalacji fotowoltaicznych – mikroinwertery pozwalają łatwiej zwiększyć moc instalacji fotowoltaicznej. W tym celu należy zamontować i podłączyć kolejny panel fotowoltaiczny wraz z mikroinwerterem. 
  2. Możliwość montażu instalacji fotowoltaicznych już od 1 modułu – w przypadku standardowych instalacji fotowoltaicznych jesteśmy ograniczeni pod względem minimalnej mocy instalacji, którą zastosujemy i minimalną mocą falownika np. od 3kW w przypadku falowników 3 fazowych. Mikroinwertery pozwalają budować instalacje, w których skład wchodzi zaledwie kilka modułów fotowoltaicznych. 
  3. Każdy mikroinwerter ma własny MPP-tracker – pozwala to na budowanie instalacji fotowoltaicznych na nietypowych dachach, gdzie na części paneli występuje zacienienie, tutaj warto zauważyć, że w przypadku 7% zacienienia instalacji dodatkowy uzysk z mikroinwerterów nie przekroczy 1%, dopiero przy 25% zacienienia instalacji rocznie mikroinwertery dały 4,3% więcej uzysku, nie rozwiązuje to w 100% problemu zacienienia, ale pozwoli na poprawę pracy instalacji, ewentualnie można też rozważyć moduły z podziałem na 6 sekcji, które minimalizują wpływ zacieniania na uzyski np. https://solsum.pl/moduly-330wp-w-technologii-mwt-back-contact/ 

4.  Możliwość monitorowania każdego modułu osobno – może to być korzyść dla bardziej wymagających osób nastawionych na dokładniejsze badania pracy mikroinstalacji fotowoltaicznej.

Wady stosowania mikroinwerterów:

Niestety biorąc pod uwagę nasze doświadczenie i informacje, które do nas docierają mikroinwertery posiadają też pewne wady:

  1. Ryzyko wystawienia na ekstremalne warunki – mikroinwertery są montowane pod modułami fotowoltaicznymi, przez co narażone są na trudne warunki atmosferyczne i wahania temperatur (w warunkach polskich obudowa mikroinwertera nagrzewa się upalne dni do 80 st. C)
  2. Większe ryzyko awarii instalacji fotowoltaicznej – zamiast 1 inwertera mamy tyle sztuk ile zamontowanych modułów. Obliczanie awarii w elektronice elektroenergetycznej jest bezpośrednio związane z liczbą komponentów w urządzeniach zbiorczych oraz temperaturą i wilgotnością, przy których te komponenty są zmuszone do działania. Więc jeśli system ma większą liczbę elementów lub działa w wyższej temperaturze i wilgotności, statystycznie jest znacznie bardziej prawdopodobne, że zawiedzie. Analizy tego typu przeprowadzał koncern SMA (producent falowników i mikroinwerterów) i wynika z nich, że awaryjność w przypadku mikroinwerterów jest nawet do 10 razy częstsza niż falownika stringowego. Brano pod uwagę metodykę średniego czasu między awariami (tzw. MTBF) jest to miara statystyczna stosowana do oszacowania prawdopodobnych awarii falownika.
  3. Brak współpracy z nowoczesnymi akumulatorami litowo-jonowymi i brak możliwości rozbudowy w przyszłości o system magazynowania energii
  4. Utrudnione serwisowanie – w przypadku awarii najczęściej konieczne będzie zastosowanie dodatkowego sprzętu (np. zwyżki bądź rusztowania), by zdemontować moduł fotowoltaiczny i wymienić mikroinwerter pod nim zainstalowany, ewentualnie jeśli jest dostęp bez konieczności demontażu modułu moduł musi być w całości zasłonięty nie przezroczystą tkaninę przed odłączeniem mikroinwertera co wymaga także odpowiednich warunków pogodowych i obecności 2 osób. Serwis “zwykłego” falownika można łatwo wykonać o każdej porze roku bez konieczności prac na dachu przez jedną osobę
  5. Większe ryzyko powstania pożaru – badania wskazują, że najczęstszą przyczyną incydentów pożarowych w przypadku instalacji fotowoltaicznych są złącza DC, w tym połączenia wykonane złączami MC4 pochodzącymi od różnych producentów. Montując instalację fotowoltaiczną z mikroinwerterami jest aż 2 razy więcej takich połączeń, niż w przypadku standardowego inwertera. 
  6. Mikroinwertery montowane na dachu przy modułach emitują fale o częstotliwości radiowej, co może powodować szkodliwe zakłócenia w komunikacji bezprzewodowej, odbioru radia i telewizji w domu i w takim przypadku trzeba przenieść antenę w inne miejsce z dala od urządzeń – jest to oficjalna informacja z instrukcji użytkowania/obsługi mikroinwerterów.
  7. W związku z podwojoną liczbą połączeń mikroinwertery-panele złączami MC4 istnieje 2x większe prawdopodobieństwo słabszego styku a przez to większej rezystancji i większych strat w produkcji energii a także penetracji wody do wnętrza złącz MC4 i w okresach zimowych rozsadzania takiego złącza. Konsekwencje to ograniczenia lub wyłączenia modułu/modułów z pracy
  8. Średnio 2% niższa sprawność niż w przypadku inwertera sieciowego. Standardowa sprawność falownika sieciowego to 97,5-98,6%, natomiast mikroinwertera 95-96,5%
  9. Wyższa cena, przy instalacji domowej w wersji 3 fazowej instalacja na mikroinwerterach będzie droższa w porównaniu do odpowiednika z jednym falownikiem. Wyliczenia prowadzone przez SMA wskazują, że instalacje do 3kW i więcej przy mikroinwerterach zwracają się dłużej niż z falownikiem stringowym a im większa instalacja tym większa przewaga w szybszym zwrocie przy falowniku stringowym. Poniżej wykres dotyczący porównania okresu zwrotu. 

Rys. porównanie okresu zwrotu, im bardziej pionowa krzywa tym dłuższy okres zwrotu. źródło: SMA

Podsumowanie

Projektując instalację fotowoltaiczną zwracamy uwagę na optymalną pracę całej instalacji, optymalne koszty a także możliwie bezawaryjne działanie i krótki okres zwrotu –  ma to wpływ na to jaką technologię inwerterową powinno się zastosować w konkretnym przypadku, dlatego ważne jest indywidualne podejście i kontakt z projektantem. Prostym przewodnikiem jest to, że w przypadku systemów jednofazowych o mocy poniżej 3 kWp gdzie występuje zacienienie system mikro inwertorowy może zaoferować optymalne rozwiązanie. W większości pozostałych sytuacji opcją o szybszym okresie zwrotu i najniższym ryzyku jest użycie dobrej klasy typowego falownika (inwertera).

Powiązane artykuły
0

    Więcej komentarzy
Zapisz się!
  • zapisanych: 1677

Newsletter

Solsum

Dołączając do grona subskrybentów naszego bloga zyskujesz:

  • Wartościowe treści
  • Zniżki na nasze produkty
  • Nowości z tematyki OZE
Używam coookies. 🡫