Falownik jednofazowy czy trójfazowy? Czyli jak dobrać falownik do naszej instalacji fotowoltaiczne

Falownik jednofazowy czy trójfazowy

Falownik, zwany też inwerterem pełni szereg istotnych zadań w instalacji fotowoltaicznej. Nieprawidłowo dobrany falownik do mocy instalacji PV może spowodować niższą wydajność mikroelektrowni, a nawet doprowadzić do jej awarii. Ponadto, cena inwertera stanowi ok. 20% ceny całej instalacji PV, dlatego warto dowiedzieć się jak wybrać falownik, aby nie popełnić kosztownego błędu.

Na rynku dostępne są inwertery o różnych parametrach. Jak wybrać odpowiedni inwerter spośród bogatej oferty producentów przeczytasz w artykule „Jak prawidłowo dobrać inwerter do instalacji fotowoltaicznej”. Tutaj zajmiemy się kwestią wyboru pomiędzy falownikiem jednofazowym, a falownikiem trójfazowym. Który z nich wybrać, aby nasza instalacja PV pracowała optymalnie i bezawaryjnie?

Falownik w instalacji fotowoltaicznej

Podstawowym zadaniem inwertera w instalacji fotowoltaicznej jest zamiana prądu stałego (DC) produkowanego przez panele PV na prąd zmienny (AC) o napięciu 230 V w układzie jednofazowym, lub 230/240V w układzie trójfazowym. Innymi słowy, falownik automatycznie zarządza przepływem energii elektrycznej z modułów fotowoltaicznych do sieci elektrycznej w budynku.

Inne funkcje inwertera to m.in. rejestracja danych eksploatacyjnych oraz zabezpieczanie instalacji PV przed awarią w sytuacji wystąpienia wahań napięcia w sieci energetycznej.

Przepisy OSD a wybór falownika

Choć na rynku dostępne są falowniki jednofazowe oraz trójfazowe, to nie w każdej sytuacji mamy możliwość wyboru. Przepisy zawarte w instrukcji o Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnych (iRiESD) wymagają bowiem, aby energia elektryczna oddawana do sieci dystrybucyjnej (w przypadku instalacji on-grid) odznaczała się odpowiednimi warunkami jakościowymi. Ponadto, parametry falownika muszą być zgodne z obowiązującą normą prawną.

W praktyce oznacza to, że dla instalacji fotowoltaicznych o mocy powyżej 3,68 kW wymagany jest inwerter trójfazowy. W przypadku mikroelektrowni o mniejszej mocy mamy realny wybór. Jednak, ze względów ekonomicznych i fizykalnych, dla instalacji PV o mocy niższej niż 3kW stosuje się niemal zawsze falowniki jednofazowe.

Wiele gospodarstw domowych produkujących prąd na własne potrzeby posiada instalacje o mocy od 3kW do 3,68kW. W takiej sytuacji możemy zastosować zarówno falownik jednofazowy, jak i trójfazowy. Dlatego warto wiedzieć czym się kierować decydując się na jeden lub drugi typ urządzenia.

Falownik a bieżąca konsumpcja własnego prądu

Systemy trójfazowe cieszą się większą popularnością wśród właścicieli instalacji PV o mocach 3kW-3,68 kW niż systemy jednofazowe. Wynika to po części z lepszego marketingu falowników trójfazowych, a po części z powszechnej opinii, że inwerter trójfazowy zwiększa auto konsumpcję energii elektrycznej produkowanej przez moduły PV.

Ta obiegowa opinia nie jest jednak prawdziwa. Jeśli falownik jednofazowy podepniemy do fazy w budynku, która jest najbardziej obciążona w ciągu dnia, to współczynnik zużycia prądu na własne potrzeby może być wyższy niż w przypadku systemu trójfazowego. Taka sytuacja ma miejsce szczególnie wówczas, gdy moc naszej instalacji fotowoltaicznej jest w granicach 3kW lub mniejsza.

Jeśli zamontujemy jednofazowy inwerter w przypadku, gdy trzy fazy w ramach instalacji elektrycznej są równomiernie obciążone, to 1/3 całości zużywanego na bieżąco prądu będzie pochodzić z naszej elektrowni słonecznej. Pozostałe 2/3 energii elektrycznej wyprodukowanej przez instalację PV zostanie zmagazynowana w akumulatorach lub sieci dystrybucyjnej.

Choć może się wydawać, że bieżąca auto konsumpcja na poziomie 1/3 produkowanego prądu to niewiele, należy jednak pamiętać, że podobna sytuacja występuje także w przypadku montażu falownika trójfazowego. Standardowy dom jednorodzinny zwykle osiąga wskaźnik konsumpcji własnej prądu wyprodukowanego przez instalację PV na poziomie nie większym niż 25%. Pozostałe 75% zostaje oddane do sieci energetycznej w ramach systemu opustów lub zmagazynowane w magazynie energii.

Zalety falownika jednofazowego

Decydując się na rodzaj falownika warto wziąć pod uwagę specyfikę działania naszych sieci dystrybucyjnych. Często bowiem dochodzi do wahań napięcia w sieci, co natychmiast wykrywa inwerter. W sytuacji, gdy pojawi się niestabilność napięcia na którejś z trzech faz, to inwerter trójfazowy automatycznie rozłączy instalację fotowoltaiczną. Inaczej jest w przypadku falownika jednofazowego, który kontroluje napięcie tylko na jednej z 3 faz instalacji elektrycznej budynku. Dlatego montując falownik warto wybrać fazę najbardziej stabilną i optymalnie obciążoną, aby zapewnić sobie stałą produkcję darmowego prądu.

Dla instalacji do 3kW zaleca się inwertery jednofazowe. Wynika to z faktu, że tego typu falowniki pracują z wysoką sprawnością, jeśli napięcie generowane przez panele fotowoltaiczne nie przekracza 350V.  Za falownikami jednofazowymi przemawia także cena. Koszt ich zakupu i montażu jest niższy inwerterów trójfazowych.

Zalety falownika trójfazowego

Zaletą falownika trójfazowego jest niewątpliwie fakt, że rozkłada on moc równomiernie na każdą z trzech faz. Dzięki temu wzrasta stabilność lokalnej sieci dystrybucyjnej, co w praktyce oznacza minimalizację ryzyka wahań napięcia i możliwość zastosowania węższych przekrojów przewodów.

Podsumowanie

Jeśli nasza instalacja fotowoltaiczna ma moc od 3kW do 3,68kW, to warto rozważyć zakup falownika jednofazowego. Na korzyść tego typu urządzenia przemawia niższa cena oraz większa stabilność pracy instalacji PV w sytuacji, gdy dochodzi do częstych wahań napięcia w sieci dystrybucyjnej.

Jeśli mamy wątpliwości, który falownik wybrać, warto poradzić się profesjonalistów. Firma PVTEC fotowoltaika Tarnów oferuje doradztwo w doborze inwerterów i modułów fotowoltaicznych oraz fachowy i sprawny montaż instalacji PV. Zapraszamy do kontaktu.

Dowiedz się więcej o fotowoltaice

Jaki jest najlepszy magazyn energii do instalacji fotowoltaicznej?

Magazyn energii – jak działa, dla kogo i ile kosztuje?

Wady i zalety instalacji on-grid i off-grid