Instalacja fotowoltaiczna na mikroinwerterach. Jak działa i czy zawsze się opłaca?
Obecnie na rynku instalacji fotowoltaicznych dostępnych jest wiele rozwiązań, takich jak inwertery solarne, optymalizatory mocy i mikroinwertery. Ich zalety, wady oraz zastosowania opisaliśmy tutaj.
W tym tekście chcieliśmy jednak szerzej omówić system z mikroinwerterami.
Czym są mikroinwertery?
Zgodnie z definicją: mikroinwerter solarny lub po prostu mikroinwerter to urządzenie plug-and-play używane w instalacjach fotowoltaicznych, przekształcające prąd stały (DC) generowany przez pojedyncze ogniwo fotowoltaiczne na prąd zmienny (AC).
Kluczem do zrozumienia tego rozwiązania jest określenie pojedyncze ogniwo fotowoltaiczne.
W instalacji z inwerterem solarnym prąd DC generowany przez wszystkie panele fotowoltaiczne jest przekształcany przez jeden inwerter solarny podłączony do całego zestawu ogniw.
W przypadku instalacji z mikroinwerterami każdy panel fotowoltaiczny jest oddzielną jednostką podłączoną do własnego mikroinwertera lub wręcz z nim zintegrowaną.
Podejście to ma ciekawe konsekwencje:
- W instalacjach z inwerterem solarnym wydajność całego systemu jest taka, jak wydajność najgorzej pracującego ogniwa i jeżeli jeden z paneli zostanie uszkodzony, zacieniony (np. przez drzewo lub przez komin), albo zabrudzony, wydajność całej instalacji gwałtownie spada.
- W instalacjach z mikroinwerterami każdy panel pracuje niezależnie i nie ma wpływu na wydajność pozostałych elementów systemu. Z tego względu instalacje te zapewniają wyższą produkcję energii elektrycznej, niż instalacja z inwerterem solarnym i taką samą liczbą ogniw fotowoltaicznych.
Zalety instalacji z mikroinwerterami
Instalacje z mikroinwerterami mają wiele niewątpliwych zalet:
Optymalizacja produkowanej energii elektrycznej
Ponieważ panele z mikroinwerterami działają niezależnie, co umożliwia maksymalne wykorzystanie energii słonecznej do generowania prądu elektrycznego przez każde z ogniw.
Możliwość monitorowania pracy instalacji
Instalacja z mikroinwerterami umożliwia monitorowanie pracy całego systemu oraz każdego z paneli. Pozwala też szybko wskazać, które ogniwa sprawiają kłopoty.
Bezpieczeństwo
Mikroinwertery nie wymagają stosowania prowadzonych po dachu przewodów wysokiego napięcia DC (stosowanych w instalacjach z inwerterem solarnym). Wyprowadzenie prądu stałego z paneli i zamiana na prąd zmienny bezpośrednio na dachu sprawia, że system jest bardziej bezpieczny dla właścicieli nieruchomości, instalatorów oraz serwisantów.
Niezawodność
Mikroinwertery zostały zaprojektowane tak, by wytrzymać ekstremalne warunki pogodowe. Świadczy o tym 25-letnia gwarancja udzielana na większość tych urządzeń.
Bardziej niezawodna jest też cała instalacja, ponieważ w przeciwieństwie do systemów z inwerterem solarnym, jeśli uszkodzeniu ulegnie jeden panel fotowoltaiczny lub mikroinwerter, reszta nadal będzie pracować z pełną wydajnością.
Na przykład, jeśli w instalacji z inwerterem solarnym 5 paneli z 8 zostanie zasłoniętych lub zabrudzonych, cały system przestanie generować prąd. Jednak w instalacji fotowoltaicznej z mikroinwerterami, 3 niezacienione panele będą pracować pełną parą generując maksymalną moc wyjściową.
Łatwość rozbudowy
Wiele osób korzystających z instalacji fotowoltaicznych rozkłada zakup w czasie ze względu na koszt całej inwestycji. W przypadku rozbudowy instalacji z inwerterem solarnym konieczna jest wówczas zmiana inwertera na urządzenie o wyższej mocy, ponieważ dobierany jest on do zestawu paneli fotowoltaicznych. W instalacji z mikroinwerterami można po prostu dodać kolejne panele bez konieczności wymiany jakiegokolwiek elementu systemu.
Czy instalacja fotowoltaiczna z mikroinwerterami jest zawsze opłacalna?
Potencjalne wady instalacji fotowoltaicznej z mikroinwerterami związane są głównie z wyższym kosztem samego systemu, jego niezawodnością oraz konserwacją.
Wysoki wstępny koszt instalacji fotowoltaicznej wynika z konieczności wyposażenia systemu w sporą liczbę mikroinwerterów – dokładnie taką samą, jak liczba paneli słonecznych. Jednak wyższe koszty początkowe zwracają się dosyć szybko ze względu na wysoką wydajność systemu.
Z kolei większa liczba zaawansowanych technologicznie elementów oznacza więcej punktów podatnych na awarie. Tym bardziej, że mikrofalowniki pracują przez cały rok w dosyć trudnych warunkach atmosferycznych, a wysokie temperatury, skoki temperatur, wysoka wilgotność, gwałtowny deszcz, czy śnieg są sporym problemem dla układów elektronicznych.
I chociaż mikroinwertery zaprojektowano tak, by były odporne na te warunki i objęto niezwykle długą gwarancją, to ciągle są po prostu urządzeniami, które potrafią się zepsuć. A w przypadku awarii serwisant musi dostać się na dach, aby dokonać naprawy. Co, w zależności od planu konserwacji i posiadanej gwarancji, może wiązać się z dodatkowymi kosztami.
Pomimo tego mikroinwertery są doskonałą opcją, gdy częściowe zacienienie, duże zachmurzenie, czy skomplikowany układ połaci dachowych ma negatywny wpływ na wydajność instalacji fotowoltaicznej.
Jednak z przypadku prostych, niezacienionych dachów z ekspozycją południową ciągle najlepszym wyborem pozostaje inwerter solarny. Z kolei rozwiązaniem, które warto wziąć pod uwagę w trakcie planowania instalacji fotowoltaicznej, są optymalizatory mocy.
Optymalizatory mocy – rozwiązanie optymalne?
Optymalizatory mocy mają wszystkie zalety mikroinwerterów, ponieważ umożliwiają wydajną pracę instalacji pomimo zasłonięcia, zabrudzenia lub uszkodzenia niektórych ogniw, dzięki temu że są instalowane przy każdym panelu fotowoltaicznym lub z nim zintegrowane, jak w przypadku paneli Smart firmy SolarEdge.
Są jednak konstrukcją prostszą, tańszą i mniej awaryjną, albowiem nie przekształcają generowanego w ogniwach prądu DC na prąd AC, a filtrują go i dostosowują do wymaganych parametrów napięcia sieciowego.
I chociaż instalacja z optymalizatorami mocy wymaga stosowania inwertera, to rozwiązanie to zapewnia – zgodnie z nazwą – optymalne wykorzystanie energii słonecznej padającej na panele fotowoltaiczne do produkcji energii elektrycznej.
