Jak wybrać odpowiednią moc inwertera do instalacji fotowoltaicznej?

Dynamicznie rozwijający się rynek PV sprawia, że optymalizacja pracy całego systemu staje się priorytetem dla instalatorów i projektantów, którzy muszą uwzględnić nie tylko techniczne parametry, ale także efektywność ekonomiczną inwestycji. Często spotykanym podejściem jest przewymiarowanie paneli w stosunku do mocy inwertera, co rodzi pytania o zasadność takiej strategii. Czy mniejszy inwerter może faktycznie poprawić wydajność systemu? Jakie korzyści i wyzwania wiążą się z takim doborem komponentów? W artykule podpowiemy, jak dokonać świadomego wyboru mocy falownika do indywidualnych potrzeb każdej instalacji fotowoltaicznej.

Jak dopasować moc falownika do instalacji fotowoltaicznej?

Dobór odpowiedniego falownika do instalacji fotowoltaicznej jest ważnym etapem w procesie projektowania systemu PV. Jednym z podstawowych parametrów, na które należy zwrócić uwagę, jest stosunek mocy inwertera do mocy zainstalowanych modułów fotowoltaicznych. W praktyce zaleca się, aby falownik miał moc o około 20-25% niższą od łącznej mocy paneli. Takie podejście wynika z faktu, że w większości przypadków inwerter pracuje optymalnie, gdy jest maksymalnie obciążony, a osiągnięcie pełnej mocy paneli w rzeczywistych warunkach atmosferycznych jest rzadko spotykane. Dobrze dopasowany falownik do instalacji fotowoltaicznej minimalizuje straty energii i zwiększa efektywność całego systemu.

Moc modułów fotowoltaicznych a moc inwertera - jaka jest zasada doboru?

Moc modułów fotowoltaicznych i moc falownika to dwa różne parametry, które należy odpowiednio dobrać, aby system PV działał optymalnie.

• Moc inwertera odnosi się do maksymalnej mocy czynnej, jaką urządzenie może przetworzyć z energii generowanej przez panele fotowoltaiczne. 
• Natomiast moc modułów fotowoltaicznych jest określana w standardowych warunkach testowych (STC), które obejmują promieniowanie słoneczne o natężeniu 1000 W/m², temperaturę ogniw na poziomie 25°C oraz gęstość powietrza AM 1.5. Warunki te są jednak rzadko spotykane, a więc rzeczywista wydajność paneli może być niższa niż ta określona w dokumentacji.

W branży fotowoltaicznej powszechną praktyką jest dobór mocy inwertera poniżej sumarycznej mocy modułów fotowoltaicznych zainstalowanych na dachu lub gruncie. Wynika to z faktu, że panele rzadko osiągają swoją maksymalną moc nominalną. Spowodowane jest to zmieniającym się natężeniem promieniowanie słonecznego w ciągu roku i naturalnym spadkiem wydajności ogniw fotowoltaicznych. Roczny spadek efektywności modułów wynosi przeciętnie od 0,5% do 1%. Typowe wartości stosunku mocy modułów do mocy inwertera wahają się od 1.0 do 1.3. 

Dlaczego moc modułów powinna być większa niż inwertera?

Falowniki osiągają optymalną sprawność, gdy działają w lekkim przeciążeniu. Oznacza to, że w sytuacji, gdy moc paneli fotowoltaicznych przewyższa nominalną moc falownika, urządzenie to pracuje w zakresie swojej najwyższej wydajności. W efekcie zwiększa to ogólną efektywność całego systemu fotowoltaicznego. W praktyce zastosowanie falownika o niższej mocy może skutkować lepszym wykorzystaniem energii, szczególnie przy korzystnych warunków atmosferycznych, gdyż umożliwia on efektywniejsze przetwarzanie nadwyżki energii generowanej przez panele.

Oto kilka istotnych aspektów, które warto uwzględnić przy planowaniu takiej instalacji:

• zalecenia producenta - różni producenci inwerterów zalecają różne poziomy przewymiarowania, często wynoszące od 20% do nawet 100%. Ważne jest, aby dobór mocy modułów do falownika był zgodny z tymi wytycznymi, pozwoli to zapewnić stabilność i efektywność systemu.
• lokalizacja geograficzna - w regionach o klimacie zbliżonym do Polski i Europy Środkowej, standardowe przewymiarowanie wynosi zazwyczaj 20-25%. Wynika to z warunków nasłonecznienia, które wpływają na rzeczywistą wydajność modułów fotowoltaicznych.
• orientacja paneli fotowoltaicznych - przy ustawieniu paneli w kierunku południowym zaleca się mniejsze przewymiarowanie, podczas gdy instalacje o orientacji wschód-zachód mogą wymagać większego przewymiarowania, aby efektywnie wykorzystać promieniowanie słoneczne w ciągu całego dnia.

Warto pamiętać, że dobór inwertera powinien być zawsze oparty na analizie specyficznych warunków instalacji, z uwzględnieniem profesjonalnego oprogramowania do projektowania. 

Jak dobrać falownik do instalacji PV?

Rodzaj instalacji fotowoltaicznej ma podstawowe znaczenie przy wyborze inwertera. W systemach podłączonych do sieci (on-grid), falownik musi być zsynchronizowany z siecią elektroenergetyczną i nie może funkcjonować bez jej wsparcia. Z kolei w systemach autonomicznych (off-grid), które korzystają z magazynów energii, potrzebne są falowniki zdolne do niezależnej pracy. Dostępne są również falowniki hybrydowe, zaprojektowane do użytku zarówno w systemach on-grid, jak i off-grid, które można znaleźć w renomowanych hurtowniach PV, takich jak Procarte. 

Do tego dochodzi wybór między falownikiem jedno- a trójfazowym. Dla niewielkich instalacji, o mocy do 3,6 kW, zazwyczaj wystarczający będzie falownik jednofazowy. Jednak dla większych systemów, które obecnie dominują na polskim rynku (średnia moc instalacji wynosi ponad 10 kW), konieczne jest zastosowanie falowników trójfazowych, które mogą lepiej rozłożyć obciążenie i zapewnić stabilność pracy instalacji.