Mikroinwertery – kiedy warto rozważyć ich instalację?

Planując instalację fotowoltaiczną i kompletując jej komponenty, stajemy przed wieloma wyborami, które w przyszłości będą decydować o opłacalności i efektywności systemu. Jednym z rozwiązań, które mogą znacznie zoptymalizować instalację, jest zastosowanie mikroinwerterów. Czy są powody, aby wybrać właśnie tę technologię w miejsce standardowego inwertera? W artykule rozwiejemy Twoje wątpliwości.

Czym mikroinwerter różni się od zwykłego inwertera?

Inwertery (inaczej falowniki) to urządzenia, które zmieniają prąd stały (DC) w prąd przemienny (AC). Moduły fotowoltaiczne najczęściej połączone są ze sobą szeregowo, a produkowany prąd stały jest zamieniany na przemienny przy zastosowaniu jednego inwertera. Powoduje to sytuację, w której wszystkie moduły fotowoltaiczne muszą działać z tą samą mocą, a w związku z tym wytworzona wartość mocy wynosi tyle, ile jest w stanie wyprodukować najsłabsze ogniwo instalacji. Napięcie wytworzone przez długi łańcuch połączonych szeregowo modułów może wynosić nawet 1000V. Mikroinwertery, w przeciwieństwie do zwykłych inwerterów, stwarzają możliwość zmiany prądu stałego na przemienny dla każdego panelu fotowoltaicznego osobno, co pozwala na zmaksymalizowanie mocy wytwarzanej przez instalację, a także obniżenie napięcia dla całej instalacji.

Co wyróżnia mikroinwertery?

Przystosowanie do trudnych warunków instalacji

System z klasycznym centralnym inwerterem może działać tylko tak sprawnie, jak jego najsłabszy panel. Częściowe zacienienie instalacji w ciągu dnia znacząco wpływa na otrzymywane uzyski. Jednym z rozwiązań jest zaopatrywanie się w modele modułów wyposażone w diody bocznikowe. Wówczas, gdy na moduł fotowoltaiczny pada cień, uruchamia się mechanizm, dzięki któremu wyłączony zostaje tylko fragment urządzenia, co pozwala na ograniczenie spadku mocy. Niemniej jednak, przy konstrukcji szeregowej zacienienie zaledwie niewielkiego fragmentu pojedynczego modułu PV wpływać będzie na spadek mocy wszystkich elementów systemu.

Dobrym rozwiązaniem stosowanym w celu zmniejszenia niekorzystnego wpływu zacienienia okazuje się mikroinwerter, dzięki któremu chwilowe osłabienie jednego modułu nie będzie wpływać na moc uzyskiwaną przez pozostałe.

Więcej prądu

Przy zastosowaniu jednego inwertera, wszystkie moduły wpływając na siebie, będą obniżać wartość produkowanej mocy, zgodnie z możliwościami najsłabszego elementu. Jest to niekorzystne szczególnie w sytuacji, w której na instalację składają się moduły o różnej mocy. Z czasem każdy z modułów może tracić moc początkową w innym tempie, co również wpływa niekorzystnie na pracę instalacji PV. Zastosowanie mikroinwertera stwarza możliwość czerpania z każdego modułu takiej ilości mocy, jaką jest w stanie wytworzyć samodzielnie, niwelując ryzyko obniżenia wydajności przez elementy o niższej sprawności.

Rozbudowywanie instalacji w każdym momencie

Mikroinwertery stwarzają możliwość rozbudowania instalacji fotowoltaicznej w przyszłości. Jeśli podejmiesz decyzję o dodaniu do swojej instalacji nowych modułów, nie będziesz musiał przejmować się złożonością przedsięwzięcia, które w przypadku klasycznego inwertera nie jest takie proste. W sytuacji, w której prąd stały zamieniany jest na prąd przemienny przez jedno urządzenie może okazać się, że moc posiadanego dotychczas inwertera jest zbyt mała, by obsługiwać rozbudowaną instalację. Wysoki koszt nowego klasycznego falownika może obciążyć budżet i wydłużyć okres zwrotu kosztów.

Monitorowanie każdego modułu

Znaczącą korzyścią płynącą z zainstalowania mikroinwerterów jest możliwość monitorowania nie tylko całości pracy instalacji, ale też każdego modułu osobno. Takie rozwiązanie daje dostęp do dokładniejszych informacji i umożliwia szybkie lokalizowanie ewentualnych nieprawidłowości na poziomie modułów fotowoltaicznych.

Tworzenie mniejszych instalacji

Mikroinwertery pozwalają tworzyć mniejsze instalacje, na które składa się zaledwie kilka modułów. Taka konieczność występuje na przykład w sytuacjach, kiedy nasze zapotrzebowanie jest niewielkie lub nie mamy wystarczającej ilości przestrzeni na stworzenie rozbudowanego systemu. Wówczas nie ma problemu, który może zaistnieć przy montowaniu klasycznego inwertera, czyli konieczności zainstalowania takiej liczby paneli, która będzie w stanie wytworzyć minimalne napięcie startowe, odpowiadające danemu falownikowi po stronie DC, np. 200V. Mikrofalownik rozpoczyna produkcję już od wartości napięcia 22V.

Bezpieczeństwo

W systemie fotowoltaicznym opartym o mikroinwertery, po stronie DC napięcie zazwyczaj nie przekracza 50V. Dzięki bezpiecznym wartościom napięcia, w instalacjach z mikroinwerterami nie ma potrzeby używania żadnych zabezpieczeń po stronie DC, gdyż nawet słaby styk na połączeniach złącz MC4 nie jest w stanie spowodować powstania łuku elektrycznego. To ułatwia zarówno kwestie związane z bezpieczeństwem przeciwpożarowym, jak i znacznie minimalizuje niebezpieczeństwo powstania awarii. Mikroinwertery dają również możliwość szybkiego wyłączania systemu fotowoltaicznego i mają tę możliwość wbudowaną w każdy moduł – funkcja ta jest szczególnie przydatna w przypadku zagrożenia pożarem.

Czy mikroinwertery są bardziej podatne na uszkodzenia?

Mikroinwertery mogą być podatne na uszkodzenia bardziej od klasycznych falowników przez to, że są montowane bezpośrednio pod każdym modułem fotowoltaicznym, a to naraża je na działanie ekstremalnych warunków pogodowych. Naprawa awarii urządzeń może okazać się bardziej problematyczna, gdyż do serwisowania najczęściej potrzebne są specjalne konstrukcje, jak na przykład rusztowania, które umożliwią dostanie się do mikroinwertera. Czasem wymaga to również zdemontowania całego modułu.

Warto jednak zwrócić uwagę na to, że w razie uszkodzenia taniej jest wymienić pojedynczy mikroinwerter aniżeli klasyczny falownik podłączony do całej instalacji. Z drugiej strony, dzięki współpracy mikrofalowników z pojedynczymi modułami urządzenia są mniej obciążone, a to może bezpośrednio przekładać się na ich żywotność.

Podsumowując, inwestycję w mikrofalowniki opłaca się rozważyć szczególnie wtedy, kiedy instalacja powstaje w trudnych warunkach i jest narażona na zacienienie, składa się z modułów o różnej mocy lub gdy istnieje perspektywa rozbudowania systemu w przyszłości. Warto zwrócić uwagę także na dodatkowe korzyści, takie jak: możliwość monitorowania pracy każdego modułu oraz bezpieczeństwo i łatwość montażu, wynikające z braku potrzeby instalacji dodatkowych zabezpieczeń po stronie DC. Zawsze warto skorzystać z konsultacji profesjonalnego projektanta instalacji PV, który pomoże rozważyć za i przeciw oraz dobrać najlepsze rozwiązanie.