Coraz częściej wśród naszych klientów spotykamy się z pytaniem – „Dlaczego w oferowanym zestawie moc inwertera jest mniejsza niż łączna moc paneli?”. W niniejszym artykule postaramy się odpowiedzieć pytanie dotyczące doboru mocy inwertera do wielkości instalacji fotowoltaicznej.

Czym jest przewymiarowanie?

Przewymiarowaniem mocy inwertera (falownika) nazywamy taki dobór inwertera do wielkości instalacji fotowoltaicznej, aby jego moc maksymalna była mniejsza niż całkowita moc wszystkich modułów fotowoltaicznych w danej instalacji. Stosunek mocy (SM) falownika do mocy modułów może mieć 3 warianty:

• SM < 100% – inwerter jest niedociążony – moc modułów jest mniejsza niż moc falownika
• SM = 100% – inwerter jest obciążony mocą nominalną
• SM > 100% – inwerter jest przeciążony (przewymiarowany) – moc modułów jest większa niż moc falownika

Dlaczego należy przewymiarować instalację?

Wraz ze wzrostem temperatury, zmniejsza się sprawność instalacji

Instalacja osiąga maksymalną sprawność przez kilka dni w roku, ze względu na panujące warunki atmosferyczne. Panele swoją moc znamionową osiągają tylko w określonych warunkach zwanych STC (tłum. Standardowe Warunki Badania), tj. natężeniu promieniowania równym 1000W/m2 oraz temperaturze ogniw 25 stopni Celsjusza. Często, w okresie letnim moduły nagrzewają się do wyższej temperatury, a co za tym idzie, ich sprawność spada wraz z jej wzrostem – nawet do 20% względem wartości nominalnej.
W związku z tą prawidłowością, w celu zapewnienia jak największych uzysków z produkcji energii w skali całego roku, producenci zalecają dobór inwertera o nieco mniejszej mocy niż łączna moc wszystkich modułów fotowoltaicznych w instalacji.
Przykład: Moc nominalna modułów 6kWp, moc inwertera Fronius 5 kW.

Rys. Produkcja energii z instalacji PV przy SM = ~120%, w warunkach STC Źródło: https://www.forum-fronius.pl/moc-instalacji-pv-a-moc-falownikow-fronius/

W takiej sytuacji:

• instalacja ponosi straty w krótkim okresie (kilka dni w roku), gdyż powstaje nadwyżka produkcji energii z modułów, która nie jest przetwarzana przez inwerter (falownik obetnie nadwyżkę mocy powyżej 5 kW i nie przekaże jej do sieci).
• w skali całego roku, statystycznie, produkcja energii jest większa niż w przypadku niedociążenia inwertera, gdyż przez ogromną większość czasu, moduły pracują z taką sprawnością, jaką inwerter jest w stanie w pełni wydajnie obsłużyć.
  Należy tutaj zaznaczyć, że inwerter, który jest niedociążony pracuje z niższą sprawnością.

Z czasem zmniejsza się wydajność modułów

Na temat wydajności informuje gwarancja liniowego spadku mocy. Zazwyczaj po 10 latach moc znamionowa wynosi ok. 92% wartości początkowej, a po 25 latach ok. 83%. Zatem, z czasem falownik będzie coraz mniej dociążony.

Sprawność inwertera jest mniejsza niż 100%

Producenci w kartach katalogowych podają wartość maksymalnej sprawności sprzętu. Zazwyczaj wynosi ona ok. 98-98,6%.
Jeżeli dobierzemy falownik o większej mocy niż moc instalacji będzie on niedociążony. Z racji tego, że inwertery osiągają wyższą sprawność przy przeciążeniu, niedociążony falownik będzie generował dodatkowe straty. Oczywiście mając w planie rozbudowę instalacji w niedługiej przyszłości, inwestor powinien się zdecydować na zakup nieco większego inwertera, tak, aby mógł obsłużyć również dodatkowe moduły. Jak podaje Fronius, przy niedociążeniu o 20%, czyli SM = 80%, straty w produkcji mogą wynieść 0,3%.

Wytyczne przewymiarowania

Wielkość tego przewymiarowania jest różna w zależności od:

•  Zaleceń producenta sprzętu
  Jedni producenci zalecają wyższe wartości przeciążenia falownika (nawet do 100%), a inni niższe (np. do 20%). Dokładne wytyczne co do zaleceń potwierdzane są pisemnie przez producentów.
• Szerokości geograficznej, czyli lokalizacji instalacji
  Jak informuje Fronius, jeden z wiodących producentów falowników, przyjmuje się, że wartość stosunku mocy inwertera do mocy paneli powinna mieścić się w przedziale pomiędzy 80% a 125%. Przy czym projektanci zalecają, aby stosunek mocy utrzymać na poziomie powyżej 100%.
  Dla szerokości geograficznej Polski i Europy Środkowej zalecana wartość przewymiarowania to 20-25%.
• Kierunku świata, w którego stronę ułożone są moduły fotowoltaiczne
  W przypadku ustawienia modułów fotowoltaicznych w kierunku południowym, inwerter powinien być nieco mniej przewymiarowany, niż w przypadku ustawienia na wschód i/lub na zachód. Wynika to z wielkości natężenia promieniowania słonecznego i obciążenia falownika w danym momencie.

Dobierając inwertery do instalacji dla naszych klientów kierujemy się powyższymi zasadami oraz korzystamy z pomocy profesjonalnego oprogramowania dla projektantów instalacji fotowoltaicznych.
Artykuł powstał w oparciu o dane pochodzące z oficjalnego forum Fronius. Zachęcamy do korzystania z danych zamieszczonych tutaj: https://www.forum-fronius.pl/moc-instalacji-pv-a-moc-falownikow-fronius/

Masz więcej pytań albo planujesz instalację fotowoltaiczną dla siebie?