Falownik – co to jest i jak działa?

Falownik to urządzenie elektryczne odpowiedzialne za zamianę prądu stałego w prąd zmienny. Urządzenie to znajduje wszechstronne zastosowanie na wszystkich gałęziach przemysłu, a czasami pełni ważną rolę także w domach jednorodzinnych. Falownik jest bowiem niezbędnym elementem instalacji fotowoltaicznej, która odpowiada za produkcję prądu z energii słonecznej. W tym artykule tłumaczymy, czym jest i jak dokładnie działa falownik.

Czym właściwie jest falownik?

Falownik, zwany również inwerterem to urządzenie elektroniczne, które odpowiada za przekształcanie prądu stałego (DC) w prąd zmienny (AC). Urządzenie jest wyposażone w klasyczny prostownik zasilany jedną z trzech faz napięcia przemiennego i odpowiadający za prostowanie napięcia przemiennego na stałe. Kondensatory stabilizują i wygładzają napięcie stałe, które przechodzi do stopnia końcowego. Następnie tranzystory przekształcają prąd stały w prąd przemienny o określonych parametrach. Inwerter jest wyposażony także w układ sterowania i zabezpieczeń, który pełni funkcję ochronną, daje wgląd w parametry pracy, a także odłącza zasilanie gdy pomiary wykażą nieprawidłowości.

Falownik w kontekście domów jednorodzinnych

Dlaczego na stronie firmy budowlanej możesz przeczytać o falowniku? Ponieważ urządzenie to jest sercem każdej instalacji fotowoltaicznej. Aby wyjaśnić rolę falownika w tej instalacji, warto po krótce opisać działanie całej fotowoltaiki. Panele fotowoltaiczne posiadają ogniwa, w których zachodzi zjawisko fotowoltaiczne. Zjawisko to pozwala przekształcić energię słoneczną docierającą do paneli w prąd stały. W gniazdkach Twojego domu płynie jednak prąd zmienny. I tu pojawia się falownik.

Prąd stały wytworzony przez ogniwa fotowoltaiczne trafia do falownika, który przekształci prąd stały w prąd zmienny, który może posłużyć do zasilenia urządzeń elektronicznych w Twoim domu. Najlepsze inwertery są w stanie zagwarantować sprawność na poziomie 97-98%, dzięki czemu utrata energii w procesie konwersji prądu stałego na zmienny jest minimalna. Częścią instalacji fotowoltaicznej jest także liczniki dwukierunkowy. Mierzy on, jaka część prądu jest wykorzystana przez gospodarstwo domowe, a jaka część trafia do sieci dostawcy energii.

Rodzaje falowników do instalacji fotowoltaicznych

Falowniki stosowane w instalacjach fotowoltaicznych możemy podzielić na: on-grid (sieciowe), off-grid (wyspowe) oraz hybrydowe. Falowniki sieciowe są połączone z siecią dostawcy energii, dzięki czemu, nadwyżka energii, która nie zostanie spożytkowana przez gospodarstwo domowe może być wykorzystana w okolicznych budynkach. Dawniej właściciele fotowoltaiki mogli odzyskać nawet do 90% tej energii w okresach wzmożonego zapotrzebowania. Zmiany wprowadzone w 2022 roku sprawiają, że nadwyżka energii jest sprzedawana dostawcy po cenie hurtowej.

Falowniki off-grid (wyspowe) nie są połączone z siecią, a z akumulatorem. Dzięki temu, nadwyżka energii trafia do akumulatora i będzie wykorzystana w okresie wzmożonego zapotrzebowania na energię. No i inwertery hybrydowe, które jak łatwo się domyślić, są połączone i z siecią i z akumulatorem. Gdy akumulator zostanie naładowany w 100%, nadwyżki energii będą trafiały do sieci. Przy obecnych zasadach jest to najbardziej opłacalny typ falownika. Falowniki możemy podzielić także na jednofazowe (stosowane w instalacjach o mocy do 3,6 kW) oraz falowniki trójfazowe wykorzystywane w instalacjach o większej mocy.

Na co zwrócić uwagę przy zakupie falownika?

Należy zwrócić uwagę przede wszystkim na moc, która powinna być dostosowana do mocy instalacji fotowoltaicznej. Tylko w ten sposób możliwe będzie uzyskanie maksymalnej mocy prądu z paneli fotowoltaicznych. Moc nie może być zbyt niska, ale z drugiej strony, zbyt duża moc falownika również osłabi wydajność fotowoltaiki. Należy także zwrócić uwagę na zakres temperatury pracy oraz stopień ochrony IP. Zwłaszcza w przypadku falowników stosowanych na zewnątrz budynku stopień ochrony IP powinien być szczególnie wysoki, aby chronić urządzenie przed zabrudzeniami oraz wilgocią. Nowoczesny falownik fotowoltaiczny może łączyć się z aplikacją mobilną, dzięki czemu właściciel domu ma stały wgląd w parametry pracy instalacji fotowoltaicznej.

Dlaczego warto zainwestować w gotową instalację fotowoltaiczną?

Inwestor ma możliwość samodzielnego skompletowania paneli fotowoltaicznych oraz odpowiedniego inwertera, ale znacznie lepszym rozwiązaniem będzie pozyskanie kompletnego systemu, w którym falownik jest już dobrany do paneli. Duża liczba producentów instalacji fotowoltaicznych sprawia, że niektóre falowniki mogą działać wadliwie i mało wydajnie w połączeniu z ogniwami od konkurencyjnych firm. Decydując się na zakup całej instalacji mamy pewność, że falownik będzie dobrze dobrany do mocy instalacji i zapewni wysoką wydajność. Dużym plusem tego rozwiązania jest również to, że gwarancja obejmuje całą instalację fotowoltaiczną, a nie tylko poszczególne elementy.