Dobór odpowiedniego systemu fotowoltaicznego zależy zarówno od parametrów technicznych budynku, jak i zapotrzebowania na energię. Wybierając pomiędzy instalacją jednofazową a trójfazową, należy uwzględnić rodzaj sieci elektrycznej w danym budynku oraz sposób rozkładu obciążenia urządzeń. Układ jednofazowy jest odpowiedni dla budynków, które charakteryzują się niewielkim zużyciem energii i korzystają z urządzeń o niskim zapotrzebowaniu na moc. Z kolei instalacja trójfazowa jest stosowana w budynkach o większym zużyciu energii i pozwala na równomierne rozłożenie obciążenia między trzy fazy. Jakie rozwiązanie i kiedy wybrać do fotowoltaiki?
Przeczytaj także:
- Jak odczytać licznik dwukierunkowy?
- Czy fotowoltaika jest szkodliwa dla zdrowia?
- Energia słoneczna – wady i zalety
Czym się różni instalacja jednofazowa od trójfazowej?
Instalacja fotowoltaiczna musi być dopasowana do rodzaju układu elektrycznego w danym budynku, aby mogła pracować efektywnie i bezpiecznie. W przypadku układu jednofazowego stosuje się falownik jednofazowy, który przekształca prąd stały generowany przez panele fotowoltaiczne na prąd zmienny o napięciu 230 V, zgodnie z wymaganiami sieci.
Dla budynków z instalacją trójfazową, która jest bardziej odpowiednia dla obiektów o dużym zapotrzebowaniu na energię, takich jak domy wykorzystujące pompy ciepła czy urządzenia o wysokiej mocy, stosuje się falowniki trójfazowe. W takim układzie energia wytworzona przez panele jest równomiernie rozprowadzana między trzema fazami, co zapewnia stabilność i wydajność systemu.
Czym charakteryzuje się układ jednofazowy w fotowoltaice?
Instalacja fotowoltaiczna jednofazowa to system oparty na falowniku jednofazowym lub mikrofalownikach, który współpracuje z jednofazowym układem elektrycznym. Cała energia generowana przez panele fotowoltaiczne jest przekazywana na jedną fazę, do której podłączone są wszystkie urządzenia w budynku. Tego typu rozwiązanie zapewnia efektywne wykorzystanie energii i maksymalizuje autokonsumpcję. Dzięki temu unika się sytuacji, w których energia jednocześnie trafia do sieci i jest z niej pobierana.
Zgodnie z wymogami określonymi w dokumencie „Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej – IRiESD”, maksymalna moc takiej instalacji nie może przekraczać 3,68 kW. Ograniczenie to obejmuje łączną moc modułów, co dodatkowo wpływa na wybór odpowiedniego falownika. Aby instalacja działała wydajnie, moc modułów powinna być przewymiarowana względem mocy falownika o około 20 procent.
Jakie zalety i wady ma instalacja jednofazowa?
Energia wytwarzana przez instalację jednofazową w pierwszej kolejności zasila urządzenia domowe, co przekłada się na wyższą efektywność autokonsumpcji. Dzięki temu zminimalizowana zostaje ilość energii oddawanej do sieci, a to pozytywnie wpływa na opłacalność całego przedsięwzięcia. Dodatkowo, koszty zakupu falownika jednofazowego są niższe w porównaniu z urządzeniami trójfazowymi o podobnych parametrach, więc pozwala zaoszczędzić finanse podczas inwestycji.
System jednofazowy jest ograniczony mocą do maksymalnie 3,68 kWp. Oznacza to, że większa instalacja wymagałaby modernizacji domowej instalacji elektrycznej oraz zmiany mocy przyłączeniowej. Wiąże się to z dodatkowymi kosztami i formalnościami. Dla osób planujących rozbudowę systemu w przyszłości lub mających większe zapotrzebowanie na energię, takie ograniczenie może okazać się istotnym utrudnieniem.
Jaki inwerter do instalacji trójfazowej?
Trójfazowa instalacja fotowoltaiczna jest podłączona do układu elektrycznego z trzema fazami, jednak wybór falownika w takim systemie może być różny. W przypadku instalacji trójfazowej istnieje kilka opcji konfiguracji sprzętu:
- Możliwość wykorzystania jednofazowego falownika w układzie trójfazowym jest odpowiednia jedynie dla systemów o mocy mieszczącej się w przedziale od 3 do 3,86 kW. Rozwiązanie to sprawdza się głównie w mniejszych instalacjach.
- Alternatywą jest zastosowanie kilku mniejszych urządzeń, takich jak mikrofalowniki, które mogą być przypisane do poszczególnych faz. Taka konfiguracja pozwala na bardziej elastyczne zarządzanie systemem.
- Najbardziej kompleksowym rozwiązaniem jest wybór jednego falownika trójfazowego, który obsługuje wszystkie trzy fazy jednocześnie. Dzięki temu możliwe jest lepsze zbalansowanie obciążenia między fazami i bardziej efektywna praca instalacji.
Każda z tych opcji ma oczywiście swoje zalety i wady, które warto dopasować do indywidualnych potrzeb oraz parametrów domowego układu elektrycznego.
Falownik trójfazowy w instalacji fotowoltaicznej trójfazowej
Falownik trójfazowy stosowany jest w połączeniu z instalacją trójfazową i jest to jedno z najczęściej wybieranych rozwiązań dla tego typu układów. Tego rodzaju inwertery zaczynają się od mocy nominalnej wynoszącej około 3 kW. W tej konfiguracji falownik podłącza się do wszystkich trzech faz, rozdzielając produkowaną energię równomiernie pomiędzy nie, niezależnie od bieżącego zapotrzebowania na poszczególnych fazach. Jeszcze kilka lat temu taki sposób działania mógł ograniczać efektywność autokonsumpcji energii, jednak zmiany w przepisach dotyczących bilansowania międzyfazowego, wprowadzone w 2022 roku, znacząco poprawiły warunki rozliczeń. Dzięki temu równomierne rozdzielanie energii nie wpływa już negatywnie na korzyści finansowe płynące z użytkowania fotowoltaiki.
To rozwiązanie poleca się zwłaszcza w budynkach, w których wykorzystuje się urządzenia wymagające zasilania trójfazowego, takie jak płyty indukcyjne czy pompy ciepła. Jest to także dobry wybór w przypadku planów rozbudowy instalacji fotowoltaicznej o moc przekraczającą 3,68 kW. Warto jednak mieć na uwadze to, że praca falownika trójfazowego zależy od stabilności sieci. W sytuacjach, gdy napięcie na jednej z faz odbiega od normy lub gdy dochodzi do zaniku jednej z faz, falownik może całkowicie się wyłączyć, a to będzie skutkować przerwą w produkcji energii.
Instalacja trójfazowa i falownik jednofazowy
W instalacjach trójfazowych istnieje możliwość zastosowania pojedynczego falownika jednofazowego, jednak tylko w przypadku systemów o mocy mieszczącej się w przedziale od 3 do 3,68 kW. Takie rozwiązanie polega na tym, że energia wyprodukowana przez instalację fotowoltaiczną trafia wyłącznie na jedną fazę. W przeszłości często było wybierane jako alternatywa dla falowników trójfazowych.
Jednym z głównych powodów stosowania tego typu konfiguracji była chęć zwiększenia autokonsumpcji. W większości domów urządzenia korzystają z jednej fazy, co sprawia, że jest ona bardziej obciążona niż pozostałe. Podłączenie falownika jednofazowego do najczęściej obciążanej fazy pozwalało lepiej wykorzystywać wyprodukowaną energię. Należy jednak pamiętać, że w pozostałych fazach nadal występuje pobór energii, nawet jeśli na fazie z falownikiem występuje nadwyżka, która jest odsyłana do sieci.
Po wprowadzeniu nowych zasad bilansowania międzyfazowego, różnice w autokonsumpcji przestały być decydującym argumentem za wyborem inwertera jednofazowego. Niemniej jednak nadal może on być brany pod uwagę ze względu na niższe koszty zakupu – falownik jednofazowy o mocy 3,3 kW jest zwykle tańszy o kilkaset złotych od modelu trójfazowego. Dodatkowym atutem falowników jednofazowych w instalacjach o niewielkiej mocy jest ich wyższa sprawność działania. Wynika to z charakterystyki napięciowej modułów, która w pewnych warunkach sprzyja bardziej efektywnej pracy inwerterów jednofazowych.
Trzy falowniki do instalacji trójfazowej
Możliwe jest zastosowanie w instalacji trójfazowej kilku urządzeń przetwórczych, takich jak trzy falowniki jednofazowe lub mikroinwertery. Tego rodzaju rozwiązanie wymaga jednak szczególnej dbałości o zachowanie symetryczności w generowanej mocy na wszystkich fazach. Takie podejście ma swoje zalety. Przede wszystkim każda faza działa niezależnie. Pozwala to na utrzymanie pracy instalacji nawet w przypadku problemów z napięciem na jednej z faz. Przykładowo, jeśli na jednej z faz napięcie w sieci osiągnie zbyt wysoki poziom i spowoduje odłączenie jednego falownika lub mikroinwertera, pozostałe urządzenia będą mogły nadal funkcjonować i zapewniać ciągłość pracy systemu.
Dodatkowo, zastosowanie mikroinwerterów dla każdej fazy umożliwia uzyskanie szczegółowych danych na temat pracy poszczególnych modułów. Można odczytać z nich napięcie, prąd czy temperaturę paneli. Taka konfiguracja zwiększa również efektywność systemu w warunkach częściowego zacienienia, ponieważ każdy mikroinwerter optymalizuje pracę indywidualnych modułów. Choć takie rozwiązanie oferuje szereg korzyści, należy pamiętać, że wiąże się ono z wyższymi kosztami w porównaniu do standardowego zastosowania jednego falownika trójfazowego.
