Inwerter czy mikroinwerter – co wybrać w instalacji fotowoltaicznej?

Jednym z ważnych elementów instalacji fotowoltaicznej oprócz modułów jest inwerter (nazywany falownikiem) lub mikroinwertery. Czym różni się inwerter od mikroinwertera? Czy każde z tych urządzeń nadaje się do tych samych warunków środowiskowych?

Właściciele domów jednorodzinnych mający system fotowoltaiczny z każdym miesiącem mają poczucie podjęcia dobrej decyzji, widząc znikomą kwotę do zapłaty na rachunku za prąd. Wśród najważniejszych komponentów wchodzących w skład niemal każdego systemu PV, oprócz paneli fotowoltaicznych, jest inwerter (nazywany potocznie falownikiem) lub mikroinwertery. To rozwiązania dedykowane do różnych zastosowań. Wyjaśniamy, na czym polega różnica.

Inwerter centralny

Najczęściej spotykanym urządzeniem w przydomowych instalacjach jest inwerter (falownik) centralny. Jest to sprzęt o wymiarach mniej więcej 60x40x20 cm i zazwyczaj wieszamy go w garażu. Głównym zadaniem inwertera jest zamiana prądu stałego (DC) produkowanego przez moduły fotowoltaiczne (połączone szeregowo) na prąd przemienny (AC), czyli taki, który płynie w naszych gniazdkach. Z inwertera wychodzi przewód, który zazwyczaj jest wpinany do rozdzielnicy głównej bądź do gniazda trójfazowego (w zależności od grubości przewodu w gnieździe). Poza konwersją DC na AC, inwerter może być wyposażony w inne funkcje, jak np. optymalizacja pracy łańcucha polegająca na śledzeniu krzywej prądowo-napięciowej danego łańcucha i dopasowywanie jego pracy do wartości maksymalnej dla panujących warunków atmosferycznych. Ponadto inwerter pełni także funkcję bezpieczeństwa i dzięki wbudowanym systemom jest w stanie poinformować użytkownika o występującym problemie i zapobiec poważniejszej awarii domowej sieci.

Wymieniając zalety inwerterów centralnych należy zwrócić uwagę prostotą obsługę przez użytkownika. Na panelach sterujących inwerterów bądź w obsługujących je aplikacjach mobilnych można się zapoznać z odczytami napięć, prądów czy kodami błędów. Niektórzy producenci falowników oferują rozszerzone usługi nadzoru nad instalacją, wiąże się z tym jednak opłata abonamentowa. Inwerter centralny jest łatwy w montażu, a w przypadku ewentualnej awarii bardzo prosty do demontażu co przyspiesza zlokalizowanie i zlikwidowanie usterki.

Wadą inwertera centralnego może być to, że jest to urządzenie zazwyczaj dedykowane do nieskomplikowanych instalacji fotowoltaicznych, w których praktycznie nie występuje zacienienie. Dodatkowo niektórzy specjaliści twierdzą, że wadą falowników centralnych może być też to, że kable DC będące często pod napięciem nawet kilkuset volt, prowadzone są z dachu aż do wnętrza domu, co czasami budzi niepokój. Jednakże jeżeli użyto wysokiej jakości okablowania oraz zakupiono inwerter wysokiej klasy, to nie powinno nas martwić dochodzące do garażu okablowanie prądu stałego.

Co to jest mikroinwerter i jak działa

Mikroinwerter, jak wskazuje nazwa, to urządzenia dużo mniejsze niż pojedynczy falownik centralny. Mikroinwertery montuje się  bezpośrednio pod modułem fotowoltaicznym i, w zależności od technologii, mogą obsługiwać jednocześnie jeden, dwa, a nawet cztery panele fotowoltaiczne. Zasada działa mikroinwertera w dużej mierze sprowadza się do tego, co robi inwerter centralny, czyli zamiany prądu stałego w przemienny, który – doprowadzony do gniazdek – jest następnie wykorzystywany w dowolnym celu. Jednakże w odróżnieniu od inwertera centralnego, w przypadku mikroinwerterów sama konwersja prądu stałego na przemienny odbywa się tuż pod modułem, a do rozdzielnicy są sprowadzane jedynie przewody prądu przemiennego, co dodatkowo zmniejsza straty energii. Mikroinwerter obsługuje pojedyncze (maksymalnie dwa) moduły w instalacji. Dlatego mikroinwertery są polecane tam, gdzie moduły fotowoltaiczne mają być zamontowane na dachu o skomplikowanym kształcie, przez co będą ustawione w różnych kierunkach bądź częściowo zacienione. Wówczas zastosowanie mikrofalowników może być alternatywą dla optymalizatorów mocy.

Niewątpliwą zaletą mikroinwerterów jest bezpośredni wgląd w pracę pojedynczego modułu (przy założeniu, że jeden mikroinwerter obsługuje jeden panel PV). Dzięki temu użytkownik może na bieżąco śledzić prace każdego modułu i w przypadku ewentualnej awarii, szybko wykryć wadliwe urządzenie i zgłosić to w ramach gwarancji produktowej. Dodatkowo mikroinwertery pozwalają w prosty sposób rozbudować system fotowoltaiczny. W przypadku takiej decyzji wystarczy dokupić wymaganą liczbę modułów PV oraz mikrofalowników i wpiąć nowe urządzenia do rozdzielnicy.

Osoby, które nie zdecydowały się na zakup mikroinwerterów, najczęściej wspominają, że urządzenia te są montowane bezpośrednio pod modułem, gdzie temperatura w słoneczne dni potrafi przekroczyć 60°C, a zimną często spada poniżej zera i tak częsta zmiana temperatury może skracać żywotność mikroinwertera. Producenci wysokiej jakości mikroinwerterów deklarują, że ich urządzenia mogą pracować w zakresie temperaturowym -40 do +65°C, co powinno uspokoić inwestorów. Może się natomiast okazać, że w przypadku rozbudowy systemu w ciągu kilku lat będziemy mieć problem z dobraniem mikroinwertera do specyfikacji technicznej nowego modułu PV.

Przeczytaj też: Jak rozpoznać panele fotowoltaiczne niskiej jakości?

Już dziś na rynku pojawia się problem z kompatybilnością mikroinwerterów z modułami o dużych mocach przekraczających 500W. Z powodu m.in. zbyt wysokich prądów generowanych przez moduł, część mikroinwerterów nie jest gotowa z nimi współpracować.

Inwerter czy mikroinwerter - co wybrać?

Odpowiedź na to pytanie jest uzależniona od kilku czynników. Przede wszystkich powinniśmy rozważyć jak bardzo skomplikowany jest nasz system fotowoltaiczny. Jeżeli mamy do czynienia z prostą połacią dachową skierowaną na południe, na której praktycznie nie występuje zacienienie, a w pobliżu nie rosną wysokie drzewa, wówczas możemy wybrać inwerter centralny. W tym przypadku sprawdzi się on świetnie, a nawet jeżeli na kominie będą pojawiać się okresowe niewielkie zacienienia to należy pamiętać, że większość modułów fotowoltaicznych jest wyposażonych w 3 (moduły z niższej półki 2) diody bocznikujące, które odpowiadają za odłączanie obszaru modułu chwilowo zacienionego tak, aby jego praca nie wpływa w sposób negatywny na pracę całego łańcucha.

Przy projektach domów bardziej skomplikowanych, gdzie wyraźnie występujące zacienienie oraz mamy do czynienia z kilkoma połaciami dachu, wykuszami czy drzewami powinniśmy rozważyć wybór mikroinwerterów, ponieważ zastosowanie falownika centralnego z całą pewnością spowoduje, że system będzie nieefektywny. Zastosowanie mikroinwerterów pozwoli zbudować system, w których każdy panel fotowoltaiczny lub niewielkie sekcje będą pracować niezależnie od siebie, dzięki czemu pojawiające się zacienienie nie spowoduje dużego spadku wydajności, a rozłożenie modułów na różnych połaciach i ich nierównomierne oświetlenie nadal nie będą żadną przeszkodą.

Przeczytaj też: Wydajność paneli fotowoltaicznych: ile prądu można wyprodukować?

Jeżeli mamy w planach rozbudowę systemu fotowoltaicznego w przyszłości, tak naprawdę możemy zastosować zarówno falownik centralny, jak i mikroinwertery. W przypadku inwertera centralnego musimy jednak pamiętać, aby na początku dobrać urządzenie o nieco większej mocy, by przy rozbudowie nie musieć wymienić falownika na nowy bądź kupować drugiego o mniejszej mocy. Bardzo ważne jest jednak, aby sprawdzić o ile producent dopuszcza przewymiarowanie falownika, ponieważ jeżeli zainstalujemy zbyt duży lub zbyt mały inwerter i zdarzy się awaria, producent może nie uznać naszej reklamacji. Zazwyczaj inwertery centralne mogą być przewymiarowane o 150 lub nawet 200%.

Mikroinwerter a inwerter centralny: porównanie kosztów

Mikroinwertery są najczęściej rozwiązaniem droższym w odniesieniu do inwertera centralnego. Koszt zakupu falownika centralnego wysokiej jakości o mocy 10 kW to w przybliżeniu ok. 9000 zł. Jeżeli do systemu o takiej samej mocy chcielibyśmy dobrać mikroinwertery to przy założeniu 25 modułów o mocy 400W, kompletny system mikroinwerterów wysokiej jakości to koszt ok. 15 000 zł (zakładamy 1 mikroinwerter pod jednym panelem).

Sprawdzamy: CENY paneli fotowoltaicznych 2021 >>>

Należy pamiętać, że zawsze każdy projekt instalacji fotowoltaicznej powinien być rozpatrywany indywidualnie, bo niekoniecznie droższe rozwiązanie zawsze musi być lepsze. Jednakże tam gdzie widzimy, że dach jest wymagający, nie opłaca się w dłuższej perspektywie czasu montować jednego falownika centralnego, ponieważ początkowo niższe koszty zaczną z czasem rosnąć, z uwagi na to, że instalacja nie wyprodukuje oczekiwanej ilości kWh i będziemy musieli dokładać do rachunków za prąd. Jak zawsze przed zakupem systemu zachęcamy do kontaktu z profesjonalistami, którzy dobiorą optymalne rozwiązanie.