Falownik to urządzenie, które przekształca prąd stały (baterie, akumulatory itp.) na prąd zmienny. W dziedzinie profesjonalnej falownik odnosi się wyłącznie do maszyny, która potrafi zmienić prąd stały na prąd zmienny. Natomiast przetwornik, który może zmienić prąd z AC na DC, nazywany jest prostownikiem. Zarówno falownik, jak i prostownik to urządzenia, które zmieniają charakter prądu, więc oba są przetwornikami.
Obecnie w branży fotowoltaicznej istnieje wiele różnych typów falowników. Często funkcja falownika nie ogranicza się tylko do inwersji, ale obejmuje także prostowanie, regulację napięcia i częstotliwości itp. Dlatego termin „falownik” jest często używany komercyjnie, różniąc się od akademickiego znaczenia falownika.
W branży fotowoltaicznej falowniki dzielą się głównie na falowniki PV, falowniki off-grid, falowniki on-grid/podłączone do sieci oraz falowniki hybrydowe.
Co to jest hybrydowy falownik solarny?
Falowniki hybrydowe można rozumieć jako integrację falownika solarnego podłączonego do sieci i falownika off-grid, które przesyłają energię fotowoltaiczną oraz dodatkową energię z akumulatorów do sieci i odzyskują energię z sieci, gdy energia generowana przez odnawialne źródła jest niewystarczająca. Innymi słowy, te falowniki mogą działać jako falowniki off-grid lub podłączone do sieci, w zależności od sytuacji obciążenia.
Dodatkowo falownik hybrydowy ma zintegrowane inteligentne moduły do zarządzania energią i transmisji danych, co czyni go urządzeniem elektrycznym o wysokim poziomie zaawansowania technologicznego. Falownik hybrydowy jest sercem i mózgiem całego systemu magazynowania energii, łącząc, monitorując i zarządzając modułami takimi jak panele fotowoltaiczne, kontroler solarny, obciążenia i sieć.
Jak działa falownik hybrydowy?
Funkcja falownika hybrydowego zależy od obciążenia. Zazwyczaj użytkownik może ustawić falownik hybrydowy tak, aby priorytetowo korzystał z energii z sieci, akumulatorów lub fotowoltaiki oraz aby najpierw ładował akumulator lub zasilał obciążenie, w zależności od rzeczywistych potrzeb.
Podzieliliśmy tryby pracy solarnych falowników hybrydowych na trzy kategorie w zależności od podłączonego sprzętu.
Tryb off-grid
Tryb off-grid oznacza, że falownik zasila obciążenie niezależnie od sieci. Jeśli energia słoneczna dostarcza wystarczająco dużo mocy dla obciążenia, nadmiar energii jest magazynowany w akumulatorze. W przeciwnym razie akumulator i panel słoneczny zasilają obciążenie jednocześnie.
Tryb on-grid/podłączony do sieci
Tryb on-grid/podłączony do sieci oznacza, że w całym systemie fotowoltaicznym działają tylko PV i sieć, a akumulator nie jest używany, w takim przypadku falownik hybrydowy działa jak zwykły falownik PV. Jeśli panele słoneczne generują wystarczającą ilość energii, dostarczają ją do sieci, a jeśli nie, pobierają ją z sieci.
Tryb hybrydowy
W tym trybie falownik jest jednocześnie podłączony do sieci, akumulatora, paneli słonecznych i obciążeń. W tym trybie falownik ma trzy warunki pracy:
-
Jeśli wystąpi problem z siecią lub gdy energia fotowoltaiczna jest wystarczająca do zasilania obciążenia, funkcja zmienia się na falownik off-grid. W takim przypadku przełącznik odłącza falownik od sieci.
-
Gdy energia fotowoltaiczna zaczyna generować dodatkową energię, tryb pracy zmienia się z off-grid na on-grid. Falownik zmienia częstotliwość i fazę prądu i zaczyna przesyłać dodatkową energię do sieci.
-
Nawet gdy nie ma energii słonecznej, falownik może zasilać obciążenia za pośrednictwem sieci lub akumulatorów.
Czy warto inwestować w solarne falowniki hybrydowe?
Zarabiaj, oddając energię do sieci
W okresie doliny (gdy cena energii jest niska) energia z sieci ładuje akumulator przez falownik. W godzinach szczytu (gdy cena energii jest wysoka) falownik pracuje z pełną mocą, a energia z akumulatora jest oddawana do sieci pod warunkiem zaspokojenia zapotrzebowania na obciążenie, co pozwala na sprzedaż energii do sieci. Nie tylko zmniejsza to obciążenie sieci, ale także przynosi użytkownikom korzyści ekonomiczne wynikające z różnicy cen w szczycie i dolinie.
Wiele krajów ma obecnie polityki wspierające fotowoltaikę i oddawanie energii do sieci, a użytkownicy mogą otrzymać dotacje. Jednak warunkiem jest posiadanie lokalnego certyfikatu bezpieczeństwa falownika oraz konieczność złożenia wniosku do lokalnego operatora sieci. Dla użytkowników w Stanach Zjednoczonych falownik hybrydowy PowMr „SunSmart 10K” jest wart rozważenia.
Off-grid – zasilanie awaryjne
Gdy sieć zawiedzie, tryb podłączenia do sieci falownika przestaje działać i automatycznie przełącza się na tryb off-grid, a energia słoneczna nadal zasila obciążenie, zapewniając dostęp do prądu w sytuacjach awaryjnych. Pozostała energia fotowoltaiczna może być również magazynowana w akumulatorach.
Maksymalne wykorzystanie energii fotowoltaicznej
Niezależnie od trybu pracy, system priorytetowo wykorzystuje energię fotowoltaiczną. Gdy jest jej za mało, moc jest uzupełniana z sieci lub akumulatora. Jeśli generowana jest nadwyżka energii z fotowoltaiki, jest ona magazynowana w akumulatorach lub oddawana do sieci, co pozwala maksymalnie wykorzystać energię słoneczną bez marnowania energii.
