Co to jest falownik?
Najbardziej widocznym elementem elektrowni słonecznej są moduły fotowoltaiczne. To one bezpośrednio przetwarzają promieniowanie słoneczne na energię elektryczną prądu stałego (ang. direct current, DC). Prąd stały ma swoje dobre strony, np. łatwo daje się magazynować w akumulatorach, jednak najczęstszą formą energii elektrycznej spotykaną na co dzień jest prąd przemienny (ang. alternating current, AC). Jeśli wyprodukowaną energię chcemy wykorzystać bezpośrednio w naszych domowych urządzeniach, należy wprowadzić ją do sieci energetycznej budynku. W tym celu będziemy potrzebować urządzenia, które w odpowiedni sposób przetworzy wejściowy prąd stały na wyjściowy prąd przemienny. Takim urządzeniem jest falownik (ang. inverter).
Jak działa falownik?
Idea zamiany prądu stałego na prąd przemienny nie jest procesem złożonym. Ale energia wprowadzana do sieci musi spełniać wysokie wymagania jakościowe, np. przebiegi wytwarzanego napięcia powinny być sinusoidalne i idealnie zsynchronizowane z parametrami sieci, a sam falownik powinien zapewniać maksymalne bezpieczeństwo użytkownika, modułów fotowoltaicznych i sieci energetycznej. Dlatego urządzenia te są skomplikowane, a proces ich projektowania i produkcji wymaga ogromnej wiedzy i wielu lat doświadczeń.
Z jakim podstawowych elementów składa się falownik?:
Podstawowym elementem falownika są:
- układy wejściowe, do których podłącza się łańcuchy modułów fotowoltaicznych. Układy te zapewniają bezpieczeństwo instalacji, a także zawierają układ śledzenia maksymalnego punktu pracy modułów (ang. maximum power point tracking, MPPT).
- układ przetwarzający napięcie stałe na napięcie przemienne oraz układ sterujący, który zapewnia komunikację ze światem zewnętrznym (np. poprzez wyświetlacz LCD, lub interfejs WWW).
- układ zabezpieczenia zapewniające wydajną i bezpieczną współpracę z siecią energetyczną.
Jednym z podstawowych zadań falownika jest ciągłe monitorowanie parametrów sieci, takich jak napięcie i częstotliwość oraz odpowiednie reagowanie na ich zmiany, a w przypadku gdy wartości tych parametrów znajdą się poza dopuszczalnym zakresem ? odłączenie falownika od sieci. Jednym z częściej spotykanych pytań od przyszłych właścicieli instalacji PV jest możliwość pracy falownika przy zaniku zasilania po stronie Operatora Systemu Energetycznego (OSD), czyli tzw. praca wyspowa falownika (ang. off-grid). Jest to możliwe w przypadku niektórych modeli falowników (np. Fronius Symo Hybrid), ale wymaga dodatkowych urządzeń separujących instalację fotowoltaiczną od sieci energetycznej poza budynkiem, tak aby falownik nie stanowił zagrożenia np. dla ekip pracujących przy usuwaniu awarii sieci.
