Mikroinwerter w instalacjach PV – wady i zalety stosowania

Falowniki (inwertery, przetwornice, konwertery), bez względu na rozmiar, zajmują się przetwarzaniem (konwertowaniem) prądu stałego (DC) wytwarzanego przez moduły fotowoltaicznena prąd zmienny (AC) o parametrach sieciowych.

Czym mikroinwerter różni się od inwertera? 

Mikroinwerter czyli mikrofalownik współpracuje wyłącznie z jednym modułem fotowoltaicznym o mocy około 0,3 kW. W praktyce oznacza to, że prąd stały jest przetwarzany na prąd zmienny dla każdego panelu z osobna. Dzięki temu każdy z nich jest maksymalnie wydajny, a ich praca ogniw optymalnie doświetlonych nie jest ograniczana np. przez pracę ogniw częściowo zacienionych. 

Czy technicznie rzecz biorą mikroinwerter/mikrofalownik to inne urządzenie niż inwerter/falownik? Nie. Oba urządzenia działają w ten sam sposób, a przedrostek mikro – wskazuje jedynie, że mikroinwerter fotowoltaiczny to najmniejszy dostępny na rynku rozmiar inwertera. Jeśli czymś różni się od swojej większej odmiany, to jest to stosunkowo wysoka cena, która dochodzi nawet do 80% wartości modułu PV oraz krótsza żywotność w porównaniu z falownikami szeregowymi, co jest spowodowane trudniejszymi warunkami pracy (mikroinwertery latem narażone są na bardzo wysokie temperatury, natomiast zimą na silne mrozy). Standardowa sprawność falownika sieciowego to 97,5-98,6%, natomiast mikroinwertera solarnego 95-96,5%.

Kiedy inwerter, kiedy mikroinwerter?

Zazwyczaj dla zwykłej przydomowej instalacji fotowoltaicznej najbardziej opłacalny jest  wybór tradycyjnego inwertera szeregowego. Trzeba mieć na uwadze fakt, że średnia cena mikroinwertera soalrnego w przeliczeniu na 1 kW to 1483 złotych, natomiast inwertera szeregowego na 1 kW to 600 złotych. Są jednak sytuacje, w których zakup mikroinwertera okazuje się rozwiązaniem lepszym. Kiedy tak jest?

  • gdy decydujemy się na małą instalację o niskiej mocy (do kilku kilowatów)
  • kiedy w grę wchodzi możliwość zacienienia modułów fotowoltaicznych
  • kiedy konstrukcja dachu stwarza konieczność montażu paneli słonecznych pod różnymi kątami i azymutem

Zalety stosowania mikrofalowników

Do niezaprzeczalnych zalet stosowania mikrofalowników należą:

  • Możliwość tworzenia bardzo małych instalacji PV o małej mocy. Mikroinwertery pozwalają budować instalacje, w których skład wchodzi zaledwie kilka modułów fotowoltaicznych.
  • Możliwość budowania systemu fotowoltaicznego na tzw, trudnych dachach. Chodzi o dachy wielopłaszczyznowe, o połaciach o różnych kątach nachylenia, gdzie na części paneli występuje zacienienie. Mikrofalowniki nie rozwiązują problemu zacienienia w stu procentach, ale dowiedziono, że o ile w przypadku 7% zacienienia instalacji dodatkowy uzysk z ich instalacji  nie przekroczy 1%, to przy 25% zacienienia instalacji mikroinwertery dały 4,3% więcej uzysku rocznie.
  • Możliwość rozbudowania instalacji PV w dowolnej chwili – wystarczy zamontować i podłączyć kolejny panel fotowoltaiczny wraz z mikroinwerterem.
  • Możliwość monitorowania każdego modułu PV osobno, gdy zaistnieje potrzeba dokładniejszego badania pracy mikroinstalacji fotowoltaicznej.

Problemy wynikające ze stosowania mikroinwerterów

Z uwagi na fakt, że mikroinwertery są montowane pod modułami fotowoltaicznymi, narażone są na trudne warunki atmosferyczne i wahania temperatur – w warunkach polskich obudowa urządzenia nagrzewa się upalne dni nawet do 80 st. C. 

Obliczanie awarii w elektronice elektroenergetycznej jest bezpośrednio związane z liczbą komponentów w urządzeniach zbiorczych oraz temperaturą i wilgotnością, przy których pracują. Ponieważ system fotowoltaiczny wykorzystujący mikroinwertery zawiera więcej elementów niż system z tradycyjnym inwerterem szeregowym (liczba sztuk mikroinwerterów fotowoltaicznych = liczba sztuk zamontowanych modułów PV), istnieje większe ryzyko awarii całej instalacji.

Mikroinwertery fotowoltaiczne nie podejmują współpracy z nowoczesnymi akumulatorami litowo-jonowymi, co skutkuje brak możliwości rozbudowy o system magazynowania energii.

O ile prace serwisowe przy tradycyjnym falowniku szeregowym  łatwo może wykonać jedna osoba o każdej porze roku i to bez konieczności prac na dachu, o tyle w przypadku awarii mikroinwertera najczęściej konieczne będzie zastosowanie dodatkowego sprzętu (np. zwyżki bądź rusztowania), by zdemontować moduł fotowoltaiczny i wymienić mikroinwerter pod nim zainstalowany.

Montując instalację fotowoltaiczną z mikroinwerterami narażamy się na dwukrotnie większe ryzyko incydentów pożarowych, niż w przypadku standardowego inwertera. 

W instrukcjach obsługi mikrofalowników można znaleźć informację, że te montowane na dachu przy modułach emitują fale o częstotliwości radiowej, co może powodować szkodliwe zakłócenia w komunikacji bezprzewodowej a także radia czy TV.  W takim przypadku trzeba przenieść antenę w inne miejsce z dala od urządzeń.

Biorąc pod uwagę wszystkie wymienione uwarunkowania, wady i zalety, zawsze należy korzystać z usług doświadczonych dostawców fotowoltaiki. Firma, której zlecimy zaprojektowanie i zbudowanie instalacji PV dysponuje specjalnymi programami, pozwalającymi na symulację zacienienia instalacji przez cały rok i ta symulacja pozwala właśnie na wybrane najodpowiedniejszego falownika.

Autor