Mikrofalowniki – opis działania, zalety i opinie o mikrofalownikach

Bez względu na to, czy kierujemy się względami ekonomicznymi, czy zależy nam na korzystaniu z odnawialnych źródeł energii elektrycznej, zanim zdecydujemy się na montaż instalacji fotowoltaicznej, warto poznać tajniki jej działania.

Obawy związane z montażem paneli fotowoltaicznych w domu wynikają często z niewiedzy na temat zasady działania tego typu urządzeń. Jeżeli jednak poznamy sposób funkcjonowania instalacji fotowoltaicznych, łatwiejsze do zrozumienia będą chociażby przepisy regulujące korzystanie z tego sprzętu w obrębie gospodarstwa domowego. Jest to zazwyczaj niemała inwestycja, dlatego dobrze wiedzieć, po jakim czasie instalacja zacznie przynosić nam wymierne korzyści.

Najważniejszym, a zarazem najbardziej oczywistym elementem instalacji fotowoltaicznej są panele pobierające energię słoneczną. Umieszcza się je zazwyczaj na dachach lub w ogródkach, po najbardziej nasłonecznionej stronie. Wewnątrz paneli znajduje się głównie krystaliczny krzem. W ogniwach zachodzi zjawisko fotowoltaiczne, w efekcie którego energia słoneczna zamieniana jest w prąd stały. To ostatnie jest bardzo ważne dla zrozumienia pozostałych komponentów instalacji fotowoltaicznej. Otóż w domowych instalacjach mamy do czynienia z prądem o przemiennym, zatem nie możemy skorzystać bezpośrednio z energii, którą wytworzyły ogniwa. Przemiana zachodzi urządzeniu zwanym falownikiem lub inwerterem. Prąd stały transformowany jest w przemienny, a wszelkie wartości dostosowane są do potrzeb domowych instalacji elektrycznych. To nie jedyne zadanie falownika – poza tym kontroluje on pracę naszej mikroelektrowni, sprawdzając na bieżąco parametry generowanego prądu oraz całej sieci. To również pierwszy system bezpieczeństwa, bowiem falownik wyłącza się od razu w momencie wykrycia jakiejkolwiek awarii.

Dalszy krok to decyzja o tym, czy nasza sieć ma pracować w trybie „on grid” czy „off grid”. W pierwszym przypadku instalacja fotowoltaiczna jest podłączona do sieci elektroenergetycznej; wówczas nadwyżka energii, której nie spożytkujemy w domu, jest oddawana do sieci. Wtedy właściciel instalacji staje się nie tylko konsumentem, ale także producentem energii, czyli prosumentem. W domu montowany jest wtedy licznik dwukierunkowy, umożliwiający obliczenie ogólnego bilansu energii. Jedną z firm, które kompleksowo zajmują się montażem instalacji fotowoltaicznych jest Stilo Energy, wyposażająca użytkownika w komplet urządzeń, w tym także licznik. Zgodnie z prawem, instalacja on grid niesie za sobą określone korzyści, a konkretnie możliwość otrzymania rekompensaty finansowej za oddanie nadwyżki energii. Wyjątkiem jest sytuacja, kiedy jesteśmy zarządcą budynku użyteczności publicznej. Jeśli natomiast zdecydujemy się na tryb „off grid”, instalacja jest odizolowana od sieci energetycznej i staje się swego rodzaju „wyspą”, gdzie wszelkie nadwyżki energetyczne muszą być odpowiednio przechowywane. Wykorzystuje się w tym celu akumulatory, które trzeba właściwie serwisować.

Decydując się na fotowoltaikę, trzeba mieć na uwadze fakt, że jej montaż nie wiąże się z przebudową całej instalacji elektrycznej. System można bez problemu podłączyć do dotychczasowych urządzeń, zazwyczaj do skrzynki rozdzielczej. Kiedy już wszystkie elementy zostaną zamocowane, system jest bezobsługowy i nie wymaga kontroli ze strony użytkowników. Koszt zakupu instalacji fotowoltaicznej systematycznie spada, a wielu z nas może liczyć na atrakcyjne programy dofinansowania lub częściowego zwrotu kosztów. Wykorzystując formy wsparcia, inwestycja zwraca się przeważnie po okresie 6–7 lat, a potem działa już wyłącznie na naszą korzyść. Ewentualnym kosztem jest jedynie konserwacja poszczególnych elementów.

Falownik w instalacji fotowoltaicznej jest niezbędny, ponieważ konwertuje prąd stały w przemienny, jakiego używamy w domu. Istnieje jednak wybór między tradycyjnymi inwerterami a mikrofalownikami. Podział wynika z możliwości obu urządzeń. Duże falowniki montowane są zazwyczaj szeregowo, a każdy może przetworzyć energię z kilku paneli solarnych. Najczęściej można spotkać urządzenia działające z ośmioma modułami. Mikrofalowniki to z kolei urządzenia słabsze i mniejsze, a jeden egzemplarz obsługuje jeden panel słoneczny. Ich moc oscyluje maksymalnie w granicach kilkudziesięciu woltów. W mikrofalownikach najważniejsza jest precyzja, ponieważ notuje się mniejszą stratę w przesyle energii. Minimalizacja utraty generowanego prądu dotyczy także zacienienia paneli fotowoltaicznych. W przypadku dużych falowników, jeżeli światło nie pada z jednakową intensywnością na wszystkie panele, wydajność całego szeregu mocno spada. Na przykład jeżeli falwonik obsługuje trzy panele, a w wyniku zachmurzenia jeden z nich generuje zaledwie 50% energii, pozostałe moduły również obniżają swoją efektywność do tego poziomu, mimo że znajdują się w pełnym słońcu. W sytuacji kiedy każdy panel dysponuje własnym mikrofalownikiem, słabsze wyniki jednego modułu nie wpływają w żaden sposób na pracę pozostałych. Podsumowując, w dłuższej perspektywie bardziej opłaca się zakup mikrofalowników, chociaż jednorazowy koszt jest wyższy. W naszym klimacie trzeba jednak pamiętać o tym, że zacienienie części paneli zdarza się bardzo często.

Wykorzystanie mikrofalowników sprzyja także różnorodnemu ustawieniu paneli solarnych. Tradycyjnie wszystkie moduły są umieszczone blisko siebie, w jednakowym kierunku. Montowane tuż pod panelami mikrofalowniki dają więcej swobody bez obawy o gorszą wydajność całej instalacji. W przypadku obu rodzajów inwerterów istnieje możliwość rozbudowy. Różnica polega na tym, że dodatkowy moduł dołączony do szeregu nie musi wiązać się z koniecznością zakupu nowego falownika, natomiast przy mikrofalownikach, każdy moduł to kolejne urządzenie przetwarzające prąd.

Indywidualne połączenia to również większy stopień bezpieczeństwa. Wynika to z faktu, że używając tradycyjnego falownika, łączne napięcie może przekraczać 600 V, a w przypadku pożaru połączone ogniwa trudniej ugasić. Jeśli zdecydujemy się na mikrofalowniki, napięcie spada prawie dziesięciokrotnie, minimalizując w ten sposób ryzyko przeciążenia. Każdy obwód jest odseparowany, co dodatkowo wpływa na bezpieczeństwo.

Przytoczone argumenty dotyczyły głównie warunków przydomowych, gdzie instalacja fotowoltaiczna wykorzystywana jest dla potrzeb pojedynczego gospodarstwa domowego. Gdybyśmy jednak potrzebowali dużo większego systemu, wykorzystanie tradycyjnych inwerterów bądź mikrofalowników ma niemałe znaczenie. Rozbudowane szeregi będą cechowały się większą stratą ze względu na duże odległości między modułami. Działające indywidualnie mikrofalowniki lepiej radzą sobie z takim wyzwaniem, tracąc na takiej samej długości mniej energii elektrycznej. Więcej na temat mikrofalowników przeczytacie tutaj.

Znając już przewagę mikrofalowników nad swoimi większymi odpowiednikami, sprawdźmy, jak urządzenia te sprawują się w praktyce. Producenci tego typu sprzętu zdają sobie sprawę, że nabywcy – oprócz świadomości ekologicznej czy ekonomicznej – mogą nie znać zawiłych zasad działania instalacji fotowoltaicznych. Dlatego systemy złożone z mikrofalowników są maksymalnie uproszczone, zamykając całą regułę w formule plug and play. Wystarczy zatem umieścić wtyczkę w odpowiednim miejscu i cieszyć się z każdego słonecznego dnia.

Mikrofalowniki dobrze radzą sobie z niecodzienną architekturą. Ich uniwersalność montażu pozwala wykorzystać energię słoneczną w domach z różną orientacją dachu względem stron świata oraz tam, gdzie zabudowa wydaje się wyjątkowo skomplikowana.

Materiał powstał we współpracy ze Stilo Energy.