Jak działa falownik w elektrowni słonecznej
Elektrownie słoneczne

Jak działa falownik w elektrowni słonecznej

Falowniki nazywane też inwerterami to urządzenia które przekształcają energię elektryczną wytwarzaną przez moduły fotowoltaiczne o stałym napięciu DC w energię elektryczną o napięciu przemiennym AC i stałych parametrach zgodnych z parametrami sieci elektroenergetycznej o napięciu 230/400V i częstotliwości 50Hz.

Rodzaje oraz budowa falowników

            Inwertery ze względu na ich budowę możemy podzielić na dwa rodzaje z transformatorem i bez transformatora. Falowniki z transformatorem możemy podzielić na dwa rodzaje: niskiej częstotliwości LF i wysokiej częstotliwości HF. Inwertery niskiej częstotliwości LF to urządzenia w których transformator znajduję sie na wyjściu i pracuję z częstotliwością 50Hz. Zaletą tych inwerterów jest prosta budowa oraz niska awaryjność.  Wadą duże gabaryty oraz niższa sprawność.  Inwertery wysokiej częstotliwości HF to urządzenia w których transformator znajduje sie na wejściu urządzenia i pracuję z częstotliwością 20-24 kHz. Aby taka transformacja mogła być możliwa, prąd stały wytworzony przez panele na początku jest przetwarzany na prąd przemienny o wysokiej częstotliwości za pomocą przetwornicy DC/AC, następnie występuje układ transformator i układ prostowniczy, który z powrotem przekształca prąd przemienny na prąd stałym. I tak wyprostowany prąd trafia do właściwego układu transformatorowego. Zaletą takiego transformatora jest wyższa sprawność, niższa waga oraz mniejsze gabaryty w stosunku do falowników LF.

            Kolejną grupą inwerterów są falowniki beztransformatorowe, czyli te pozbawione transformatorów. W porównaniu do rozwiązań transformatorowych charakteryzują się one niższą ceną, wagą, wysoką sprawnością oraz pracą w szerszym zakresie napięciowym. Wadą tych urządzeń jest brak separacji galwanicznej pomiędzy stroną DC i AC. Z tego powodu falownik musi być wyposażony w skomplikowaną aparaturę pomiarową i zabezpieczającą.

Podział falowników ze względu na ich zastosowanie

            Falowniki wyspowe są urządzeniami które nie synchronizują się z siecią elektroenergetyczną, więc nie mogą oddawać wytworzonej przez panele energii do sieci. Zazwyczaj pracują one w systemach akumulatorowych i posiadają tez wbudowane przetwornice DC/AC. W ten sposób całą energia wytworzona przez instalację fotowoltaiczną wykorzystywana jest na potrzeby instalacji domowej. Dzięki temu, że instalacja nie jest połączona z siecią nie jest zależna od awarii czy wyłączeń prądu.

            Falowniki sieciowe – synchronizują się z siecią elektroenergetyczną, dzięki czemu nadwyżka wyprodukowanej energii przez panele może być oddawana do sieci. Nie pozwalają na podłączenie do nich akumulatorów. Instalacja fotowoltaiczna wyposażona w taki falownik nie może pracować w momencie zaniku napięcia w sieci. Dzieje sie tak dlatego, że są one wyposażone w zabezpieczenia antywyspowe. Zabezpieczenia te mają za zadanie chronić osoby naprawiające awarie w sieci przed pojawieniem się w niej napięcia z elektrowni fotowoltaicznej.

Wyszukiwanie przez falownik mocy maksymalnej

            Wyszukiwanie przez falownik mocy maksymalnej (MPPT) jest niezbędnym wyposażeniem każdego falownika. Jego zadaniem jest takie sterownie obciążeniem podłączonych do niego paneli fotowoltaicznych, żeby generowały one możliwie jak największą moc czyli cały czas pracowały w punkcie swojej mocy maksymalnej (MPP). Najważniejszymi parametrami wyszukiwacza MPP jest jego efektywność, zdolność skutecznego znalezienia punktu mocy maksymalnej oraz szybkość. Najlepsze falowniki odszukują te punkty nawet w kilka sekund tym gorszym zajmuje to nawet kilkanaście. Różnice te wydają się niewielkie, jednak zważając na wielokrotnie zmieniające się w ciągu dnia warunki  nasłonecznienie oraz temperatury i związana z tym każdorazowa konieczność wyszukiwania nowego punktu mocy maksymalnej, wpływa to znacząco na wydajność całej instalacji.  Bardzo ważne jest też ilość Trackerów MPPT w które został wyposażony falownik. Jeżeli Inwerter posiada jeden Tracker MPPT a podłączone są do niego 2 stringi czyli dwa ciągi paneli, widziane są one przez falownik jako jedno źródło. Oznacza to, ze każde zaburzenie pracy paneli w jednym łańcuchu będzie wpływało na pracę całego systemu.  Falownik będzie szukał maksymalnego punktu mocy dla wszystkich modułów jednocześnie. W takim przypadku bardzo ważne jest żeby zarówno panele jaki i łańcuchy miały identyczne parametry. Dalego też, stringi podłączone do falownika z jednym Trackerem MPPT muszą składać się z takiej samej liczby identycznych, tak samo podłączonych i ustawionych (kierunek, kąt) modułów. Bardziej korzystnym rozwiązanie jest gdy każdy z podłączonych do inwertera stringów posiada swój własny Tracker MPPT. W ten sposób zaburzenie w jednym łańcuchu paneli nie będzie miało żadnego wpływu na drugi.

Zostaw odpowiedź