Majowe rabaty do -20% na wybrane produkty!
0
0
0
0
Kontakt882 510 524

Jak dobrać odpowiedni falownik do instalacji fotowoltaicznej?

Jaką moc falownika należy dobrać do instalacji?

Zdania na ten temat są często podzielone jednak w większości przypadków przyjmuje się, że moc inwertera (zwanego również falownikiem) powinna odpowiadać maksymalnej mocy elektrycznej generowanej przez panele fotowoltaiczne.  Dlatego producenci modułów PV zalecają, aby ich moc mieściła się w przedziale 80-125% mocy falownika. W takiej konfiguracji optymalizujemy pobór prądu i minimalizujemy straty energii elektrycznej.

Jednak częstą praktyką wśród instalatorów fotowoltaiki jest przewymiarowanie mocy paneli fotowoltaicznych o 15-20% względem mocy inwertera. Stoi za tym kilka powodów:

  • W momencie małego nasłonecznienia spadek produkcji energii elektrycznej nie jest nadmiernie duży. Chociaż inwerter „obcina” nadwyżkę mocy wyprodukowaną przez panele PV, to i tak w rocznym rozrachunku, uzysk prądu będzie korzystniejszy niż w przypadku nieprzewymiarowania instalacji fotowoltaicznej.
  • W miarę upływu lat panele tracą swoją wydajność i moc (może być to nawet 1% rocznie) i tak po kilku latach instalacja może nie być przewymiarowana o 120% a już tylko 110%
  • Moduły fotowoltaiczne rzadko kiedy pracują z maksymalną wydajnością. Rzadko więc będziemy mieli sytuację w której panuje odpowiednie warunki nasłonecznienia oraz temperatura na zewnątrz (karty katalogowe prezentują parametry w warunkach laboratoryjnych czyli tzw. STC)

Stopień przewymiarowania liczby paneli PV wobec mocy inwertera należy ustalić indywidualnie dla każdej instalacji fotowoltaicznej. Należy pamiętać że lepiej dociążony falownik będzie wydajniej pracować.

I tak dla przykładu możemy zastosować wzór:

wzór na dobór falownika

Możliwe są tu trzy warianty:

  • SM < 100%, falownik niedociążony – moc nominalna modułów jest mniejsza niż moc nominalna falownika,
  • SM = 100%, falownik obciążony mocą nominalną,
  • SM > 100%, falownik przeciążony po stronie DC – moc nominalna modułów jest większa niż moc nominalna falownika.

Stosunek mocy dla instalacji skierowanych na południe powinien znajdować się w przedziale pomiędzy 80 a 120%. W przypadku instalacji wschód–zachód zakres SM może być większy, nawet do 160%, i silnie zależy od nachylenia dachu (zaleca się kąt około 30 stopni).

Czy falownik się nie uszkodzi, jeśli pojawią się warunki STC (laboratoryjne)?

Falownik nie będzie przetwarzał więcej energii, niż wynosi jego moc maksymalna, a jej nadmiar nie będzie odbierany z modułów: nastąpi ograniczenie mocy wyjściowej. Należy wciąć pod uwagę fakt że panel, który w warunkach STC uzyskał moc 330 Wp, w warunkach NOCT osiągnie moc ok. 270 Wp. NOCT to nominalnej temperatury pracy ogniwa – NOCT (Nominal Operating Cell Temperature).

Sprawność falownika zależy od przetwarzanej przez niego mocy. Sprawność jest najwyższa, gdy przetwarzana moc zbliża się do maksymalnej mocy falownika. Tę zależność przedstawia poniższy wykres dla falownika firmy Fronius:

Rys.1. Źródło: Fronius

Przykład doboru falownika:

Aby lepiej zobrazować korzyści z zastosowania mniejszego falownika względem mocy paneli, warto przeanalizować instalację fotowoltaiczną o następujących parametrach:

  • azymut: +15°C (prawie idealne południe),
  • kąt nachylenia dachu: 40° (idealny dla wartości AM 1½ w czasie równonocy wiosennej),
  • moc paneli STC – 6300 Wp (20 szt. x 315 Wp),
  • moc inwertera – 6000 W,
  • przewymiarowanie paneli względem inwertera – 105%.

Sprawdźmy, czy lepiej sprawdziłby się w tej instalacji falownik o mocy 5000 W z przewymiarowaniem 126%. Potrzebujemy danych o pracy systemu w warunkach bezchmurnego nieba od rana do wieczora, ale z różnymi temperaturami powietrza. Takie warunki wystąpiły 25 i 27 marca 2020 r, przy czym 25 marca był chłodniejszy o 10°C od 27 marca. Warunki 25 marca były bardzo zbliżone do warunków STC, według których określana jest moc szczytowa paneli. Moc instalacji osiągnęła 6000 W w szczycie. Próg najwyższej sprawności falownika >70% został przekroczony o godz. 9:30. Mniejszy falownik 5000 W przekroczyłby ten próg o godz. 9:00, czyli 30 min. wcześniej. Wystąpiłaby wtedy niewielka strata uzysku spowodowana ograniczaniem mocy do 5000 W (zaznaczona czarnymi liniami na wykresie).

Rys. 2. Wykres produkcji energii na dzień 25 marca 2020 r. Źródło: Fronius

27 marca odnotowaliśmy wzrost temperatury powietrza o 10°C i widać, że moc maksymalna spadła do 5500 W. Próg najwyższej sprawności falownika >70% został przekroczony w podobnych godzinach. Straty dla falownika 5000 W były już minimalne.

Rys. 3. Wykres produkcji energii na dzień 27 marca 2020 r. Źródło: Fronius

Dla porównania przeanalizujmy również wykres z dnia 30 czerwca 2019 (upalny bezchmurny dzień). Temperatura była wysoka i wynosiła 30°C. Moc maksymalna wyniosła 5000 W, a próg najwyższej sprawności falownika >70% został przekroczony nieco po godz. 11:00. Dla falownika 5000 W byłaby to godz. 10:00. Nie wystąpiły też straty wynikające z ograniczenia mocy falownika, ponieważ maksymalna dla instalacji była moc 5000 W.

Rys. 4. Wykres produkcji energii na dzień 30 czerwca 2020 r. Źródło: Fronius

Wnioski z analizy powyższego przykładu

Zastosowanie mniejszego falownika względem mocy paneli oznacza, że:

  • chwilowa moc będzie niższa (tylko w wybrane dni), ale w dłużej perspektywie funkcjonowania instalacji uzysk energii będzie większy, ze względu na wyższą sprawność falownika,
  • straty energii wynikające z ograniczenia mocy występują podczas niższych temperatur (głównie w okresie wiosennym, kiedy słońce jest już wysoko, ale nadal bywa chłodno). Strata wynosi ok. 1-2 kWh dziennie przez kilkanaście dni w roku (głównie w marcu i kwietniu), co stanowi ok. 1% produkcji rocznej,
  • falownik pracuje dłużej w ciągu dnia średnio 1-2 godzin w zakresie swojej najwyżej sprawności (>70%). To przekłada się na wyższy uzysk energii (szczególnie w miesiącach cieplejszych: czerwiec, lipiec), kiedy częściej występują dni słoneczne. Korzyści mogą wynosić ok. 3-4% w skali roku,
  • mniejszy falownik jest lepiej dopasowany w dłuższej perspektywie działania instalacji, ponieważ naturalna degradacja paneli powoduje spadek ich mocy o ok. 0,5% rocznie,
  • można zaoszczędzić przy koszcie początkowym instalacji – mniejszy falownik jest tańszy.


Na podstawie analizy przykładu wynika, że zastosowanie falownika o mocy 5000 W zamiast 6000 W byłoby jak najbardziej korzystne. Większy falownik ma sens przy założeniu, że chcemy instalację rozbudować w przyszłości, przy czym do czasu rozbudowy sprawność całego układu będzie o kilka procent niższa.

Podsumowując

  • Falownik może działać w zakresie +/- 20% w stosunku do mocy nominalnej paneli
  • Istotnym jest kąt nachylenia dachu (zaleca się 30 stopni)
  • Położenie połaci dachu względem stron świata (najkorzystniej wychodzi ułożenie paneli w kierunku południowym)
  • Sprawność falownika może przekładać się na straty energii płynącej do sieci
  • Falownik powinien być dobierany indywidualnie do każdej instalacji wg potrzeb
  • Dobierając falownik należy pamiętać o przyszłościowej ewentualnej rozbudowie instalacji


Zachęcamy do zapoznania się z ofertą falowników. Tylko znane i pewne marki z długim okresem gwarancji. Wciąż masz wątpliwości jaki falownik wybrać do swojej instalacji? Skontaktuj się z nami, a pomożemy wybrać coś co będzie służyło latami i bez niepotrzebnych kłopotów.

Komentarze (0)
Aby móc dodać komentarz musisz się zalogować
Dowiedz się więcej

Mój prąd 4.0 - dofinansowanie do 20 000 zł

Mój Prąd 4.0 to już czwarta edycja programu dopłat do fotowoltaiki dla osób fizycznych. Wnioski w programie Mój 1.

Czytaj więcej

Ranking modułów fotowoltaicznych 2022 wg TIER1

Ocena jakości modułu fotowoltaicznego Dokonując wyboru modułów fotowoltaicznych do swojej instalacji, bierzemy pod

Czytaj więcej

Charakterystyka i zastosowania kluczy imbusowych

Klucze imbusowe to rodzaj narzędzi, które wykorzystuje się do wkręcania i odkręcania śrub. Charakteryzuje je Jakie

Czytaj więcej

Zasada działania pomp ciepła i ich doboru

Zasada działania pomp ciepła i ich doboru Pompy ciepła to urządzenia grzewcze, które wykorzystują odnawialne Na

Czytaj więcej

Jakie narzędzia powinien mieć w swoim garażu każdy majsterkowicz?

Co powinno się znaleźć w wyposażeniu Twojego warsztatu domowego? Najważniejszą rzeczą dla klientów przy Zakup

Czytaj więcej

Dlaczego warto zrobić kurs spawania?

Dlaczego warto zrobić kurs spawania? Spawanie, wbrew pozorom, jest niełatwą sztuką. Aby zostać spawaczem, nie Jak .

Czytaj więcej

Jaką przyłbicę wybrać do spawania?

Przyłbice spawalnicze możemy podzielić na dwa rodzaje: Pasywne Samościemniające Przyłbice pasywne cechują się W

Czytaj więcej

Jak działają mikrofalowniki i jak je dobrać?

Jak działają mikrofalowniki i jak je dobrać? Za absorpcję promieni słonecznych odpowiadają panele fotowoltaiczne,

Czytaj więcej

Peszel - w jakim celu i kiedy go stosujemy?

Peszel - rura karbowana. Do czego i w jakim celu go stosujemy? Prowadzenie przewodów elektrycznych to bardzo Funkcje

Czytaj więcej

Bezpieczne błyskawiczne płatności

Przesyłki nadawane dzięki

Sklep zrealizowany przez