Prąd podczas awarii sieci – jak działa falownik hybrydowy?

Dobrze zaprojektowana instalacja fotowoltaiczna to system, w którym wszystkie elementy muszą ze sobą ściśle współpracować. Same panele fotowoltaiczne na dachu mają jedno główne zadanie: łapią energię słoneczną i zamieniają ją w energię elektryczną. Problem w tym, że prąd prąd generowany przez moduły fotowoltaiczne jest prądem stałym (DC), który zmienia sie w zależności od warunków atmosferycznych. Bez odpowiednich urządzeń elektronicznych zupełnie nie nadaje się do zasilania domowych urządzeń.

Reklama

Rozwiązaniem tego problemu jest właśnie falownik (inwerter} hybrydowy. Jego najważniejszym zadaniem jest konwersja prądu stałego – błyskawicznie przekształca prąd stały z dachu na prąd zmienny (prąd zmienny AC), który płynie w domowych gniazdkach. Ten nowy prąd musi mieć bezpieczne parametry – najczęściej jest to napięcie 230 V (w zwykłych gniazdkach) lub 400 V (w gniazdach siłowych, np. do płyty indukcyjnej). Dodatkowo falownik fotowoltaiczny dba o to, aby częstotliwość prądu wynosiła dokładnie 50 Hz, co jest surowym wymogiem naszej publicznej sieci operatora. Bez tego skomplikowanego procesu wszystkie nasze wrażliwe sprzęty elektroniczne w domu mogłyby ulec natychmiastowemu zniszczeniu.

Na rynku znajdziemy trzy główne rodzaje tych urządzeń stosowanych w systemach fotowoltaicznych:

• Falowniki sieciowe: starszy typ – pracują w trybie on grid (podłączony do sieci) i działają tylko wtedy, gdy są połączone z siecią miejską.
• Falowniki wyspowe: działają w trybie off grid (tryb wyspowy), stosowane w domkach położonych na odludziu. Ładują prąd wyłącznie do akumulatorów.
• Falowniki hybrydowe: łączą zalety obu powyższych rozwiązań. Świetnie współpracują z siecią miejską, a jednocześnie pozwalają na jednoczesne ładowanie i obsługę domowego magazynu energii (akumulatory). Dzięki temu zasila dom i chroni go w przypadku awarii sieci.

Jak działa falownik hybrydowy?

Falownik hybrydowy stanowi centralny punkt zarządzania energią w całym domu. Z technicznego punktu widzenia jest to zaawansowane technologicznie urządzenie wyposażone w skomplikowaną elektronikę: układ dopasowujący napięcie, tranzystory przekształcające prąd stały na prąd zmienny, filtry wygładzające oraz odpowiednie zabezpieczenia.

Jego najważniejszym elementem są jednak zaawansowane technologicznie rozwiązania i inteligentne zarządzanie poprzez oprogramowanie. Podczas gdy standardowy falownik zajmuje się wyłącznie zamianą prądu, model hybrydowy aktywnie i automatycznie zapewnia efektywne zarządzanie energią. Urządzenie to umożliwia integrację podzespołów oraz umożliwia wygodne monitorowanie instalacji za pomocą aplikacji mobilnych na smartfona lub wbudowanego wyświetlacza LCD. Pozwala to na bieżące śledzenie w czasie rzeczywistym, ile energii wyprodukowały panele słoneczne oraz jakie jest aktualne zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na prąd.

Przez całą dobę działa falownik hybrydowy analizuje sytuację w domu w trybie ciągłym:

• sprawdza, jaka jest produkcja energii i ile prądu dają panele;
• monitoruje poziom naładowania baterii;
• pilnuje parametrów sieci energetycznej.

Na tej podstawie urządzenie podejmuje najlepsze decyzje, gwarantując efektywne zarządzanie instalacją.

Plan działania falownika hybrydowego

1. Darmowy prąd z paneli trafia od razu do działających w domu urządzeń (lodówka, telewizor, czajnik).
2. Jeśli słońca jest dużo i pojawia się nadwyżka energii, falownik nie oddaje jej od razu do elektrowni. W pierwszej kolejności ładuje Twój domowy akumulator.
3. Dopiero gdy akumulator jest w pełni naładowany (100 proc.), nadmiar prądu jest wysyłany do sieci operatora w celu odsprzedaży.

A co dzieje się wieczorem lub gdy w pochmurny dzień produkcja spada? Kiedy słońce zajdzie, falownik płynnie przełącza dom na zasilanie darmowym prądem z energii zgromadzonej w ciągu dnia w akumulatorze. Dopiero gdy bateria całkowicie się rozładuje, urządzenie zaczyna pobierać energię z sieci elektroenergetycznej. W przypadku awarii system potrafi automatycznie przełączyć się na zasilanie awaryjne, podtrzymując wybrane obwody lub cały dom.

W falownikach hybrydowych zainstalowany jest układ MPPT (ang. Maximum Power Point Tracking). Dba o to, aby osiągnąć maksymalne wykorzystanie energii z paneli, reagując na każdą przepływającą chmurę czy zmianę temperatury. Dzięki niemu instalacja fotowoltaiczna produkuje nawet do 20 proc. więcej prądu rocznie niż stare systemy (tzw. PWM), które marnowały nadwyżki napięcia.

Jak dobrać falownik hybrydowy do fotowoltaiki?

Wybierając falownik hybrydowy, należy uwzględnić model dopasowany do kluczowych parametrów i Twoich indywidualnych potrzeb. Na co zwrócić uwagę?

• Jedna faza czy trzy? Falowniki jednofazowe (230 V) stosuje się dziś rzadko, głównie przy bardzo małych instalacjach (do mocy ok. 3,68 kW). Standardem w domach są modele trójfazowe (400 V), które ułatwiają równomierne rozłożenie prądu w całym budynku. Pamiętaj jednak, że jeśli interesuje Cię obsługa zasilania awaryjnego i pełny tryb off grid (tzw. tryb wyspowy) na wszystkich trzech fazach w przypadku awarii sieci energetycznej, wybrany model falownika i instalacja muszą być do tego przystosowane.
• Moc falownika: Łączna moc paneli na dachu powinna wynosić od 80 proc. do 120 proc. mocy falownika. Lekkie przewymiarowanie paneli (o około 15-20 proc.) to świetny pomysł. Pozwala ono uzyskać lepsze wyniki przy typowo polskiej, zmiennej pogodzie.
• Sprawność urządzenia: Określa, ile prądu ze słońca uda się faktycznie wykorzystać na maksymalne wykorzystanie potencjału dachu. Dobre urządzenia osiągają sprawność na poziomie 97 proc. lub wyższym.
• Klasa szczelności: Jeśli planujesz montaż falownika na zewnątrz budynku (np. pod wiatą), musi posiadać oznaczenie IP65. Gwarantuje to, że urządzenie będzie całkowicie odporne na pył oraz deszcz.
• Temperatura pracy: Koniecznie zajrzyj do instrukcji sprzętu i zobacz, w jakich granicach temperatur producent gwarantuje najwyższą i bezawaryjną pracę. Dzięki temu upewnisz się, że latem elektronika nie ulegnie niepotrzebnemu przegrzaniu. Im ten zakres jest szerszy, tym bezpieczniej dla Twojego portfela.

Hybrydowy falownik fotowoltaiczny – czy się opłaca?

Falownik hybrydowy to rozwiązanie, w które zdecydowanie warto zainwestować. Choć zakup wiąże się z większym wydatkiem początkowym niż w przypadku tradycyjnego urządzenia sieciowego, w dłuższej perspektywie jest to inwestycja, która szybko się zwraca. Daje to, co najcenniejsze: niezależność energetyczną, większą kontrolę oraz bezpieczną dostawę prądu z własnej energii ¹⁰.

Rozwiązanie to zapewnia większą elastyczność w zarządzaniu domowym budżetem i oferuje wartościowe dodatkowe funkcje:

• Łatwa rozbudowa w przyszłości: Nie musisz od razu kupować drogiego magazynu energii. Możesz zainstalować sam falownik hybrydowy, a kompatybilne baterie dokupić za rok lub dwa, gdy budżet na to pozwoli.
• Maksymalizacja oszczędności w net-billing: Jeśli rozbudujesz system o akumulatory, urządzenie pozwala łatwo zaprogramować ładowanie akumulatorów z sieci tanią energią (np. w taryfie nocnej). Prąd słoneczny lub zmagazynowany zużyjesz, lub sprzedasz wtedy, gdy stawki rynkowe w ciągu dnia będą zdecydowanie najwyższe.

Falownik hybrydowy jako nowoczesne centrum zarządzania energią w domu pozwala w pełni wykorzystać potencjał fotowoltaiki. Obniża rachunki i gwarantuje bezproblemowe działanie domowych sprzętów niezależnie od sytuacji w sieci elektroenergetycznej. Jego zdolność do pracy w trybie awaryjnym zapewnia mieszkańcom domu stały dostęp do energii, większą niezależność energetyczną oraz bezcenny spokój na lata na wypadek awarii w okolicy. Warunkiem do takiej pracy jest jednak posiadanie magazynu energii, z którego falownik będzie czerpał energię do zasilenia sprzętów domowych.

Tauron