PV_1_22
Welcome to interactive presentation, created with Publuu. Enjoy the reading!
praktyka
22
magazyn fotowoltaika 1/2022
stnieją cztery podstawowe rodzaje falow-
ników fotowoltaicznych: falowniki cen-
tralne, falowniki szeregowe (łańcuchowe),
falowniki współpracujące z optymalizato-
rami mocy i mikrofalowniki, często nazy-
wane mikroinwerterami. Falowniki szere-
gowe to najstarsza, oryginalna technolo-
gia – sprawdzona, trwała i ekonomiczna
opcja, która jest instalowana od dziesię-
cioleci na całym świecie. Mikrofalowniki
i optymalizatory mocy są nowszymi, ale
nie nowymi technologiami, które zyskują
na popularności w ciągu ostatniej dekady,
zwłaszcza w instalacjach PV na rynku
mieszkaniowym.
Mikrofalowniki i optymalizatory mocy
pomagają poprawić wydajność modułów
na skomplikowanych dachach o różnych
ekspozycjach połaci dachowych, na któ-
rych w ciągu dnia występuje różne zacie-
nienie. Słabiej pracujące moduły nie wpły-
wają na wydajność całego systemu PV.
Zarówno mikrofalowniki, jak i optymali-
zatory mocy mogą monitorować wydaj-
ność i pracę poszczególnych modułów.
Optymalizatory mocy nie przetwarzają
jednak samodzielnie energii elektrycznej.
Zamiast tego optymalizatory kondycjo-
nują energię prądu stałego i wysyłają ją do
szeregowego (łańcuchowego) falownika
instalacji, który kończy proces konwersji.
Proces kondycjonowania ustala napięcie
energii prądu stałego, dzięki czemu scen-
tralizowany falownik może wydajniej prze-
twarzać ją na energię prądu przemiennego.
Należy podkreślić, że przesył energii do
falownika ma postać prądu stałego i napię-
cie sumy elektrycznie szeregowo połączo-
nych ze sobą par moduł–optymalizator.
Historycznie
Koncepcje mikrofalowników fotowol-
taicznych i modułów fotowoltaicznych
AC zostały po raz pierwszy wprowadzone
na rynek w latach 90. XX wieku. Moduły
fotowoltaiczne AC, znane również jako
moduły AC, łączą moduł fotowoltaiczny
z mikrofalownikiem w jednym zintegro-
wanym zespole. Moduły AC zapewniają
prostszą konstrukcję systemu, szybszą
instalację, większe bezpieczeństwo, lep-
szą niezawodność systemu i lepsze pozy-
skiwanie energii w porównaniu z syste-
mami fotowoltaicznymi wykorzystują-
cymi falowniki typu szeregowego (łań-
cuchowego). Przypomnijmy – falownik
szeregowy (łańcuchowy) to falownik, do
którego podłączony jest szereg (łańcuch)
kilku lub większej liczby modułów foto-
woltaicznych połączonych ze sobą elek-
trycznie w sposób szeregowy. Historycz-
nie wydajność, koszt i zakres napięcia
wyjściowego konwencjonalnych tech-
nologii mikrofalowników pozostawały
w tyle za scentralizowanymi technolo-
giami falowników łańcuchowych. Zapro-
ponowano więc nową serię połączo-
nych, uniwersalnych niskonapięciowych
mikrofalowników
do
uniwersalnych
modułów fotowoltaicznych prądu prze-
miennego. Szybko okazało się, że techno-
logia stałego połączenia modułu PV oraz
mikrofalownika nie jest najlepszym roz-
wiązaniem funkcjonalnym.
O mikrofalowniku
Alternatywnym typem falownika sze-
regowego (łańcuchowego) jest mikro-
falownik, który przekształca prąd stały
DC pojedynczego modułu fotowoltaicz-
nego na zgodny z publiczną siecią elek-
troenergetyczną prąd przemienny. W rze-
czywistości są to małe falowniki przy-
stosowane do obsługi mocy wyjściowej
pojedynczego modułu fotowoltaicznego.
Każdy moduł fotowoltaiczny podłączony
jest do własnego mikrofalownika (wej-
ście DC). Mikrofalowniki po stronie wyj-
ścia AC połączone są ze sobą równole-
gle, a prąd przemienny płynie przez zwy-
kły obwód rozgałęziony do miejsca włą-
czenia instalacji. Ta indywidualna, rów-
noległa struktura wyjściowa AC (moduł–
mikrofalownik), w przeciwieństwie do
struktury szeregowej DC (elektrycz-
nie szeregowo połączonych modułów
PV) systemu falownika łańcuchowego,
ma tę zasadniczą zaletę, że izoluje każdy
moduł fotowoltaiczny. Zmniejszenie lub
utrata mocy jednej jednostki wytwórczej
(modułu) nie wpływa na moc całej struk-
tury szeregowej (generatora fotowolta-
icznego), a w konsekwencji całej instala-
cji fotowoltaicznej. Każdy mikrofalownik
jest w stanie utrzymać optymalną moc,
wykonując śledzenie punktu mocy mak-
symalnej (MPPT) dla własnego, indy-
widualnego modułu. Awaria, zakłócenie
pracy pojedynczego modułu lub falow-
nika w tego typu systemie będzie zatem
miała minimalny wpływ na ogólną wydaj-
ność całego systemu. Moduły fotowolta-
iczne można łączyć i dołączać do istnie-
jącej instalacji PV niezależnie od typu
i producenta, o ile są one kompatybilne
z danym mikrofalownikiem.
System fotowoltaiczny
z mikrofalownikami
Zastosowanie
mikrofalowników
pozwala na niezależne sterowanie modu-
łami PV, eliminację podatności na zmniej-
szenie mocy wyjściowej systemu z powodu
zabrudzenia, zacienienia, nierównomier-
nego zużywania się (starzenia) oraz wad
i uszkodzeń modułów fotowoltaicznych.
Budowa
niskonapięciowej
instala-
cji fotowoltaicznej opartej na mikro-
falownikach eliminuje zjawisko PID
Mikrofalowniki w niskonapięciowych
instalacjach fotowoltaicznych DC
Falowniki są kluczowym elementem każdego systemu fotowoltaicznego. Podczas gdy moduły foto-
woltaiczne przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną prądu stałego, falowniki zapew-
niają możliwość praktycznego wykorzystania jej, przetwarzając prąd stały na przemienny.
Mirosław Grabania
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56