Jaki falownik do fotowoltaiki wybrać? Jak dobrać falownik

Falownik (inwerter) zamienia prąd stały z paneli na prąd przemienny, którego używa dom i sieć. Od jego doboru zależy, ile energii instalacja odda w praktyce, czy da się dołożyć magazyn energii i jak łatwo będzie wykryć usterkę. Poniżej wyjaśniamy, jaki falownik do fotowoltaiki wybrać, jak dobrać jego moc i na co patrzeć przy falowniku hybrydowym, z przykładem instalacji 10 kW.

Jaki falownik wybrać: odpowiedź w skrócie

Do typowego domu z jednolitym dachem wystarczy trójfazowy falownik stringowy z dwoma MPPT. Przy zacienieniu albo kilku połaciach lepsze są optymalizatory lub mikroinwertery. Jeśli planujesz magazyn energii teraz albo za kilka lat, wybierz od razu falownik hybrydowy.

Szybka ściągawka:

• dach jednospadowy lub dwie połacie bez cienia: falownik stringowy,
• cień od komina, drzewa, lukarny na części paneli: falownik stringowy z optymalizatorami,
• wiele małych połaci w różnych kierunkach: mikroinwertery,
• magazyn energii, zasilanie awaryjne, sterowanie pod taryfę: falownik hybrydowy,
• farma fotowoltaiczna lub duży obiekt przemysłowy: falowniki centralne albo zestaw dużych falowników stringowych.

Jak działa falownik fotowoltaiczny

Falownik ma trzy zadania. Zamienia prąd stały (DC) na przemienny (AC) zsynchronizowany z siecią. Szuka punktu mocy maksymalnej paneli (MPPT, od ang. maximum power point tracking), czyli takiego napięcia i prądu, przy których panele dają najwięcej. Pilnuje też bezpieczeństwa: odłącza instalację, gdy znika napięcie w sieci albo pojawia się usterka.

Nowoczesne falowniki zapisują dane o produkcji, napięciach i błędach. Dzięki temu serwis widzi problem zdalnie, zanim spadek produkcji zauważy właściciel. Gdy usterki nie da się usunąć zdalnie, pomaga naprawa lub wymiana falownika.

Rodzaje falowników do fotowoltaiki

Falownik stringowy

Panele łączy się szeregowo w łańcuchy (stringi), a każdy łańcuch trafia do wejścia MPPT falownika. To najczęstsze rozwiązanie w domowych instalacjach PV. Ma najmniej urządzeń na dachu i jest prosty w serwisie.

Słabością jest wrażliwość na cień. Zacieniony panel obniża pracę całego łańcucha, choć wiele falowników łagodzi ten efekt funkcją optymalizacji krzywej MPPT.

Falownik z optymalizatorami

Optymalizator montuje się pod panelem. Każdy panel pracuje wtedy w swoim punkcie mocy maksymalnej, a cień na jednym module nie ciągnie w dół pozostałych. Optymalizatory dają też monitoring pojedynczych paneli. Opłacają się tam, gdzie cień lub różne kierunki dotyczą części paneli, a w prostej instalacji bez cienia rzadko zwracają swój koszt.

Mikroinwertery

Mikroinwerter zamienia prąd na zmienny bezpośrednio przy panelu. To najbardziej elastyczne rozwiązanie dla skomplikowanych dachów, a dodatkowo po stronie dachu nie płynie wysokie napięcie stałe. Kosztem jest wyższa cena i więcej elektroniki narażonej na upał i mróz.

Falownik hybrydowy

Falownik hybrydowy obsługuje panele i magazyn energii jednocześnie. Decyduje, czy energia z paneli trafia do domu, baterii czy sieci, a w wielu modelach zasila wybrane obwody przy zaniku napięcia. Szczegóły opisujemy w osobnym tekście o falowniku hybrydowym.

Falownik centralny

Jeden duży falownik obsługuje wiele łańcuchów paneli. Stosuje się go na farmach solarnych i w dużych obiektach, gdzie liczy się koszt na kilowat. Awaria wyłącza jednak dużą część instalacji naraz.

Jak dobrać moc falownika

Moc falownika po stronie AC dobiera się zwykle na 80–100% mocy paneli po stronie DC. W polskim klimacie panele rzadko pracują z pełną mocą znamionową, bo ta jest mierzona w warunkach laboratoryjnych. Lekkie przewymiarowanie paneli względem falownika pozwala lepiej wykorzystać poranki, wieczory i dni pochmurne.

Zbyt duża przewaga paneli oznacza obcinanie produkcji w słoneczne południa, gdy falownik pracuje na limicie. Zbyt duży falownik pracuje z kolei częściej przy niskim obciążeniu i kosztuje więcej, niż daje. Dokładny stosunek zależy od orientacji dachu, kąta nachylenia i profilu zużycia, a wstępny rozmiar instalacji pokaże kalkulator fotowoltaiki.

Poza mocą sprawdź cztery parametry:

1. Zakres napięć MPPT i maksymalne napięcie wejściowe, bo od nich zależy, ile paneli zmieści się w łańcuchu, także zimą, gdy napięcie paneli rośnie.
2. Maksymalny prąd na wejście MPPT. Nowe panele o dużej mocy mają wysoki prąd, a falownik musi go przyjąć bez strat.
3. Liczbę niezależnych MPPT. Każda połać o innym kierunku lub nachyleniu powinna mieć własne MPPT.
4. Liczbę faz. W domach z przyłączem trójfazowym standardem jest falownik trójfazowy, który rozkłada produkcję na fazy.

Jaki falownik do instalacji 10 kW

Do instalacji 10 kWp na domu z przyłączem trójfazowym najczęściej dobiera się trójfazowy falownik o mocy około 8–10 kW z dwoma MPPT. Przykładowe warianty:

• dach południowy bez cienia: falownik stringowy 8–10 kW, panele w dwóch łańcuchach,
• dach wschód–zachód: falownik z dwoma MPPT, po jednym na każdą połać; tu przewymiarowanie paneli może być większe, bo obie połacie nie dają szczytu jednocześnie,
• cień na części dachu: falownik stringowy z optymalizatorami na zacienionych panelach,
• magazyn energii teraz lub w przyszłości: trójfazowy falownik hybrydowy około 10 kW.

Przy tej mocy obowiązują trzy formalności, o których warto wiedzieć przed wyborem sprzętu:

• instalacja PV o mocy powyżej 6,5 kW wymaga uzgodnienia projektu z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych i zawiadomienia Państwowej Straży Pożarnej (art. 29 ust. 4 pkt 3 lit. c Prawa budowlanego),
• mikroinstalację przyłącza się na podstawie zgłoszenia, jeśli jej moc nie przekracza mocy określonej w warunkach przyłączenia budynku; w innym przypadku potrzebna jest umowa o przyłączenie (art. 7 ust. 8d4 Prawa energetycznego),
• operator może ograniczyć pracę mikroinstalacji o mocy powyżej 10 kW, gdy zagraża ona bezpieczeństwu sieci lub na polecenie operatora przesyłowego (art. 7 ust. 8d10). Dobry falownik obsługuje takie polecenia i ograniczenie oddawania energii do sieci.

Jaki falownik hybrydowy wybrać

Falownik hybrydowy wybiera się razem z magazynem energii, a nie osobno. Najważniejsze kryteria:

• Zgodność z magazynem. Sprawdź oficjalną listę baterii, z którymi falownik współpracuje, i napięcie baterii (niskonapięciowe 48 V lub wysokonapięciowe).
• Moc ładowania i rozładowania baterii. Powinna pokryć wieczorne zużycie domu, w tym pompę ciepła, jeśli ją masz.
• Zasilanie awaryjne. Ustal, czy falownik podtrzyma cały dom czy wybrane obwody i jak szybko przełączy się po zaniku napięcia.
• Praca przy niesymetrycznym obciążeniu faz. W domu jedna faza bywa obciążona bardziej niż pozostałe.
• Sterowanie. Liczy się możliwość ładowania i rozładowania baterii według taryfy, cen godzinowych lub sygnałów z systemu zarządzania energią.
• Gwarancja, serwis w Polsce i aplikacja z dostępem do danych.

Magazyn ma sens ekonomiczny w net-billingu. Energia oddana do sieci jest rozliczana po cenach rynkowych, a dla prosumentów, którzy zaczęli wprowadzać energię od 1 lipca 2024 r., według cen dla poszczególnych okresów rozliczeniowych, z ceną ujemną liczoną jako zero (art. 4b ustawy o OZE). Energia zużyta na miejscu jest zwykle warta więcej. O doborze baterii piszemy w tekście o magazynie energii do fotowoltaiki.

Na co jeszcze zwrócić uwagę

Sprawność europejska (Euro-eta) mówi więcej niż sprawność maksymalna, bo uwzględnia pracę przy niepełnym obciążeniu. Ważne są też: chłodzenie i miejsce montażu (falownik w pełnym słońcu na południowej ścianie pracuje w wyższej temperaturze), stopień ochrony obudowy przy montażu na zewnątrz oraz długość gwarancji i możliwość jej przedłużenia.

Falownik zwykle wcześniej niż panele wymaga serwisu albo wymiany. Warto więc wybrać producenta z serwisem w Polsce i instalatora, który zostaje z klientem po montażu.

Jak dobieramy falownik w SVE

Sun Valley Energy dobiera falownik po analizie dachu, cienia, przyłącza i planów na magazyn energii, a nie z katalogu. Pracujemy m.in. z falownikami Solplanet i projektujemy instalacje od kilku kilowatów dla domu po obiekty komercyjne. Jeśli rozważasz magazyn, sprawdź też naszą ofertę falowników hybrydowych. Po montażu monitorujemy pracę falownika i reagujemy na błędy w ramach serwisu.