Czym jest mikroinwerter w instalacji fotowoltaicznej?

Mikroinwerter (mikrofalownik) to nic innego, jak zwykły inwerter, tylko niewielkich rozmiarów i mniejszej mocy. Zasadnicza różnica leży w zastosowaniu - zamiast podłączać jeden falownik do całej instalacji, każdy panel fotowoltaiczny otrzymuje swój własny mikroinwerter.

Kiedy warto stosować mikroinwertery? Ile kosztują? Czy się opłacają? W tym artykule odpowiemy na te pytania.

Jak działają mikroinwertery?

Pod względem zasady działania, mikroinwertery do fotowoltaiki to standardowe przemienniki częstotliwości. Przekształcają one prąd stały z paneli słonecznych na prąd zmienny identyczny z tym, który płynie w sieci. To za ich pośrednictwem energia ze słońca zyskuje postać, która może być użyta w Twoim domu.

W klasycznej instalacji panele fotowoltaiczne połączone są szeregowo (jakby w jedną linię), a prąd stały produkowany przez wszystkie panele jest wspólnie przemieniany na prąd zmienny przez jeden falownik. Problem polega na tym, że wszystkie panele w linii muszą działać z tą samą mocą, inaczej każdy panel instalacji pracuje z taką mocą, z jaką pracuje jego najsłabsze ogniwo. Wynika z tego, że połączone panele muszą być na jednej ścianie i otrzymywać taką samą ilość światła słonecznego. Cień przesuwający się po jednym panelu wyraźnie osłabia cały szereg. Sytuację przedstawia poniższy schemat poglądowy.

W instalacji z mikroinwerterami panele fotowoltaiczne mają swoje własne przemienniki częstotliwości, a połączone są równolegle. Oznacza to, że działają od siebie niezależnie, a zacienienie jednego nie wpływa w żaden sposób na działanie całej instalacji. Korzyści przedstawiono na poniższym schemacie.

Z tego powodu mikroinwertery solarne stosuje się w warunkach przejściowego zacienienia lub gdy panele fotowoltaiczne nie są na tej samej powierzchni, na przykład w instalacji na dachu dwuspadowym wschód-zachód, i w związku z tym nie otrzymują jednakowego nasłonecznienia.

Mikroinwertery - cena i opłacalność

Instalacja z kilkoma mikroinwerterami jest wyraźnie droższa od instalacji z jednym standardowym inwerterem. Poniżej przykładowe porównanie kosztów.

Jak wynika z powyższego porównania, różnica może wynosić nawet 2600 PLN. Wniosek jest oczywisty - jeśli nie ma wyraźnej potrzeby, nie należy instalować mikroinwerterów. Jednak trzeba pamiętać, że każdy słup, drzewo lub komin, którego cień przesuwa się po instalacji, jest już ważnym powodem skłaniającym do rozważenia mikroinwerterów.

Przejdźmy do opłacalności. Obliczymy sobie długotrwałe zyski stosowania inwerterów w sytuacji, gdy część paneli jest regularnie zacieniana.

Przykład: Na 3 z 15 paneli słonecznych każdego ranka pada cień, co powoduje 10% utratę ich wydajności (w skali roku). W przykładzie nie uwzględniono straty wydajności paneli oraz wzrostu cen prądu.

Różnica w stratach w skali 25 lat wynosi 4950 PLN na korzyść mikroinwerterów. Pokazuje to, że chociaż mikroinwertery są droższe, w niektórych sytuacjach ich stosowanie jest korzystne. Oczywiście mogą zachodzić sytuacje, gdy problem z zacienieniem jest jeszcze poważniejszy, a mikrofalowniki - jeszcze bardziej potrzebne.

Mikroinwertery - zalety i wady

Mikroinwertery, jak wszystkie inne rozwiązania, mają swoje mocne i słabe strony. Przyjrzyjmy się im bliżej i podsumujmy naszą wiedzę na ich temat.

Zalety mikroinwerterów:

• Dłuższa żywotność: ponieważ mikroinwertery są mniej obciążone, mniej się grzeją i zwykle mają dłuższą żywotność.
• Lepsze warunki gwarancji: dłuższa żywotność ma odzwierciedlenie w lepszych warunkach gwarancji.
• Skalowalność: mikroinwertery umożliwiają łatwe dokładanie dodatkowych paneli, bądź sprzedaż części z nich. Nie jest to takie proste w wypadku jednego falownika. Na dodatek, gdy po czasie kilka paneli ulegnie uszkodzeniu, nowe panele będą działać z mocą równą mocy starych paneli. W wypadku mikroinwerterów, problem ten nie występuje.

Wady mikrofalowników:

• Wymiana na dachu: Mikroinwertery umieszcza się zaraz pod panelem słonecznym. Ich wymiana jest znacznie trudniejsza i bardziej kosztowna, niż wymiana jednego falownika. Po skończonej gwarancji wymiana tylko jednego może mijać się z celem, bo wkrótce mogą paść kolejne, stąd zapewne opłacać się będzie wymienić wszystkie na raz.
• Droższe w zakupie: Zestaw mikroinwerterów jest droższy w zakupie od jednego falownika dużej mocy.

Nie sposób prorokować, ale wszystko wskazuje na to, że mikroinwertery fotowoltaiczne dalej będą zdobywały popularność, a może nawet staną się standardem. Jeśli ceny się obniżą, z pewnością więcej użytkowników doceni wyższą wydajność w warunkach przejściowego zacienienia oraz możliwość przebudowywania instalacji, co zapewniają mikroinwertery.