Inwertery Fotowoltaiczne Off-Grid

Instalacja fotowoltaiczna PV składa się przede wszystkim z dwóch podstawowych elementów. Poza ogniwami fotowoltaicznymi, widywanymi przez nas na co dzień, równie istotnym, o ile nie jeszcze ważniejszym elementem jest falownik, zwany inaczej inwerterem. Jego główną funkcją jest zamiana prądu stałego na prąd zmienny, co jest kluczowe dla jego wykorzystania w instalacjach sieciowych. Natomiast to nie jedyna funkcja inwerterów solarnych, które ponadto mogą występować w instalacji off grid, czyli niewymagającej podłączenia do sieci elektroenergetycznej. Czym jednak są falowniki off grid, czym różnią się od tych w wersji on grid, jaka jest ich budowa i rola w systemach fotowoltaicznych? O tym wszystkim warto wiedzieć, poszukując alternatywnego źródła energii dla swojego domu lub biura.

Co oznacza inwerter off grid?

Na początek warto jednak nieco przybliżyć istotę samego falownika fotowoltaicznego bez zagłębiania się w jego różne wersje. Jak już wspomniano, jest to urządzenie odpowiadające za zamianę prądu stałego w przemienny, a więc za przetwarzanie energii elektrycznej powstającej w modułach fotowoltaicznych na prąd o parametrach zgodnych z siecią niskiego napięcia, która zasila wszelkie urządzenia użytkowane w naszych gospodarstwach domowych i budynkach przemysłowych lub użyteczności publicznej. Jest więc nieodłącznym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej, której celem jest dostarczenie użytecznej energii. Dokładnie tę samą funkcję spełnia falownik off grid. Skąd zatem takie nazewnictwo? Wynika ono wyłącznie z typu danej instalacji PV. System off grid stanowi zamkniętą sieć elektryczną i nie jest połączony z operatorem energetycznym. Oznacza to, że jest całkowicie niezależny od publicznej sieci energetycznej, a dzięki temu samowystarczalny, co z kolei jest równoznaczne z koniecznością całkowitego zaspokojenia potrzeb energetycznych zasilanego gospodarstwa domowego lub budynku. Działanie niezależne od zewnętrznej sieci energetycznej ma swoje zalety (niezależność energetyczna, brak konieczności oddawania części pozyskanej energii do sieci, brak rachunków za prąd od zewnętrznego dostawcy, a więc głównie zalety ekonomiczne), ale także wady. Brak „wsparcia” z zewnętrznej sieci energetycznej może być odczuwalny zwłaszcza w mniej słonecznych porach roku, kiedy pobierana energia nie jest wystarczająca do zapewnienia pełnego zasilania domostwa. Pomocny okazuje się falownik off grid, a więc nic innego, jak inwerter fotowoltaiczny przystosowany do wypełniania swojej podstawowej funkcji w danym systemie off grid oraz do przesyłania nadmiaru pozyskanej energii do składującego ją akumulatora.

Falownik w instalacji off grid – schemat budowy

Każdy falownik, niezależnie w jakich instalacjach ma być wykorzystany, składa się z tych samych elementów. Są to prostownik, kondensatory, tranzystory oraz układy sterowania, zabezpieczeń i ładowania. Pierwszy element wstępnie „prostuje” napięcie stałe podając je do stabilizujących napięcie kondensatorów. W końcowym stopniu falownika tranzystory przekształcają prąd stały na prąd przemienny o określonych parametrach wymaganych w danej instalacji domowej. Układy sterowania i zabezpieczeń służą natomiast do ochrony sieci przed awariami i odłączania zasilania w chwili odczytania pomiarów o niewłaściwej mocy. Falowniki off grid posiadają z kolei dodatkowe układy sterujące, które służą do prawidłowego przesyłania nadmiaru energii do akumulatorów instalacji off grid, a także do zarządzania trybami ładowania akumulatora.

Podział falowników fotowoltaicznych

Podsumowując informacje o falownikach, a także ich zastosowaniu w instalacjach PV, możemy wyróżnić trzy rodzaje inwerterów. Pierwszym z nich jest inwerter sieciowy on grid stosowany w instalacjach oddających część energii do sieci i pozwalających na jej pobór w przypadku niedoboru prądu pochodzącego z systemu PV. Inwerter off grid zwany wyspowym, to z kolei urządzenie nienawiązujące połączenia z siecią, w zamian mogące bezpośrednio ładować akumulatory instalacji. Istnieją także inwertery hybrydowe łączące cechy obu poprzednich, a więc współpracujące z siecią publiczną, ale także magazynujące energię.