Mikroinwerter to zazwyczaj inwerter stosowany w systemach fotowoltaicznych o mocy znamionowej 2000 watów lub mniejszej, z funkcją MPPT na poziomie modułu, oficjalnie nazywany mikroinwerterem solarnym podłączonym do sieci. Termin „mikro” odróżnia go od tradycyjnych inwerterów scentralizowanych. Tradycyjne systemy fotowoltaiczne działają poprzez połączenie wszystkich paneli słonecznych szeregowo lub równolegle w celu połączenia prądu stałego (DC) generowanego w świetle słonecznym, a następnie wykorzystanie jednego centralnego inwertera do konwersji tego prądu stałego na prąd przemienny dla sieci. Mikroinwerter natomiast przetwarza energię dla każdego panelu oddzielnie. Główne zalety to oddzielne sterowanie MPPT dla każdego panelu, co zwiększa ogólną sprawność systemu, a także pozwala uniknąć typowych problemów inwerterów centralnych, takich jak wysokie napięcie DC, słaba wydajność przy słabym oświetleniu i tzw. „efekt wiadra” (gdzie wydajność systemu jest ograniczona przez najsłabszy panel).
Wejście prądu stałego Prąd stały (DC) generowany przez panele fotowoltaiczne jest przesyłany kablami do mikroinwertera.
Śledzenie punktu maksymalnej mocy (MPPT) :Mikroinwerter zawiera mechanizm MPPT, który monitoruje napięcie wyjściowe i prąd panelu fotowoltaicznego, aby zapewnić maksymalną moc wyjściową.
Inwersja :Mikroinwerter dynamicznie dostosowuje napięcie wyjściowe i częstotliwość, jednocześnie przetwarzając prąd stały na prąd przemienny, tak aby odpowiadał on standardowym wymaganiom sieci (np. 230 V/50 Hz w Europie, 120 V/60 Hz w USA).
Synchronizacja i połączenie z siecią :Mikroinwerter zapewnia synchronizację generowanego prądu przemiennego z siecią i automatycznie wyłącza się w przypadku niestabilności sieci lub przerw w dostawie prądu w celach bezpieczeństwa.
Kategorie, definicje i opisy, przypadki użycia, zalety i wady falowników centralnych, falowników szeregowych, falowników hybrydowych i systemów mikroinwerterów.
| Klasyfikacja | Definicja | Scenariusze zastosowań | Zalety | Wady |
|---|---|---|---|---|
| Centralny falownik fotowoltaiczny | Technologia scentralizowana łączy wiele paneli fotowoltaicznych z szyną prądu stałego, która jest zasilana przez jeden duży falownik. Nadaje się głównie do zastosowań takich jak farmy fotowoltaiczne o dużej mocy, zazwyczaj przekraczającej 10 kW. | Rozwiązanie to ma zastosowanie w przypadku dużych systemów fotowoltaicznych (PV), takich jak farmy słoneczne na dużą skalę i dachy budynków o dużej powierzchni. | 1. Mniejsza liczba potrzebnych falowników – prostsza konstrukcja, niższy koszt. 2. Wysoka wydajność konwersji dzięki zastosowaniu wielkoskalowego układu MPPT. 3. Wysoka niezawodność systemu i niskie koszty eksploatacji. |
1. Wyższe napięcie po stronie prądu stałego, surowe wymagania dotyczące dopasowania łańcuchów fotowoltaicznych. 2. Nieskuteczność w przypadku częściowego zacienienia ze względu na ograniczone możliwości specyficzne dla danego ciągu. 3. Koszty konserwacji wzrastają w przypadku awarii falownika, ponieważ cały system może tymczasowo się zatrzymać. |
| Falownik fotowoltaiczny | Falowniki szeregowe są podłączane niezależnie do jednego łańcucha fotowoltaicznego. Każdy łańcuch posiada własny moduł MPPT (śledzenia punktu maksymalnej mocy), który poprawia niezawodność systemu i produkcję energii na poziomie łańcucha. | Nadaje się do rozproszonych systemów fotowoltaicznych, w tym systemów dachowych w budynkach mieszkalnych i małych obiektach komercyjnych. | 1. Skutecznie zapobiega efektowi częściowego zacienienia i poprawia efektywność energetyczną. 2. Większa elastyczność rozbudowy systemu i możliwość dostosowania do różnych instalacji. |
1. Większe nakłady inwestycyjne w porównaniu do większych, scentralizowanych falowników. 2. Więcej komponentów zwiększa złożoność konserwacji. 3. Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) pochodzące z sąsiednich urządzeń mogą mieć wpływ na jego działanie. |
| Rozproszony falownik fotowoltaiczny | Łączy zalety falownika scentralizowanego i szeregowego. Wiele jednostek działa niezależnie, ale koordynuje się między systemami, co jest idealne dla instalacji hybrydowych lub projektów średniej skali. | Można go używać w projektach łączonych, w których korzystne są zdecentralizowane systemy, a centralne zarządzanie nadal zapewnia dodatkowe korzyści. | 1. Utrzymuje równowagę między scentralizowaną zdolnością adaptacji i zdecentralizowaną wydajnością. 2. Prosta konfiguracja okablowania i skalowalność systemu. 3. Łatwa izolacja usterek i podział obciążenia na wyjściu. |
1. Zarządzanie skoordynowaną komunikacją pomiędzy jednostkami jest skomplikowane i wymaga użycia dużej ilości technologii. 2. Progi tolerancji błędów zależą od wydajnych systemów monitorowania. 3. Instalacja wiąże się z wyższymi początkowymi kosztami kapitałowymi/projektowymi przed osiągnięciem zwrotu z inwestycji. |
| Mikroinwerter | Każdy moduł fotowoltaiczny jest podłączony do małego inwertera, który optymalizuje zużycie energii bezpośrednio na poziomie modułu, gwarantując maksymalną moc wyjściową w różnych warunkach środowiskowych. | Typowe zastosowania obejmują mniejsze dachy lub miejsca o bardziej skomplikowanych wzorach zacienienia, niedopasowanych orientacjach modułów lub potrzebach instalacji modułowej. | 1. Instalacja modułowa zapewnia maksymalną wydajność energetyczną na moduł. 2. Eliminuje efekt niedopasowania zacienienia, nadaje się do instalacji o małej skali i złożonych. 3. Ułatwia monitorowanie i diagnostykę błędów. |
1. Wysoki koszt na wat w porównaniu do innych typów inwerterów. 2. Trudności w scentralizowanym monitorowaniu wydajności szerszych systemów. 3. Może nie być opłacalne w przypadku dużych instalacji, w których scentralizowane systemy zapewniają korzyści skali. |
Porównanie różnych podejść technologicznych do falowników
W ostatnich latach, wraz z rozwojem rozproszonych systemów fotowoltaicznych, globalna sprzedaż mikroinwerterów znacząco wzrosła – z 1,18 GW w 2018 r. do 2,28 GW w 2020 r. – osiągając roczną skumulowaną stopę wzrostu (CAGR) na poziomie 39,12%. Wstępne szacunki wskazują, że do 2023 r. sprzedaż przekroczy 4 GW. .
Hoymiles Technology Co., Ltd.: Firma Hoymiles, założona w 2012 roku w Hangzhou, specjalizuje się w opracowywaniu, produkcji i sprzedaży falowników fotowoltaicznych oraz innego sprzętu do przetwarzania energii elektrycznej, szeroko stosowanego w rozproszonych systemach fotowoltaicznych na całym świecie.
Według danych S&P Global Commodity Insights, firma Hoymiles zajmowała drugie miejsce na świecie pod względem rocznych dostaw mikroinwerterów w latach 2021–2023.
Tylko między 2019 a końcem 2023 roku firma Hoymiles sprzedała ponad 3,12 miliona egzemplarzy do ponad 180 krajów/regionów, co świadczy o wysokiej jakości jej produktów, docenianej na całym świecie.
CNCOB: Założona w 2011 roku firma Growatt zajmuje się badaniami, rozwojem i produkcją falowników fotowoltaicznych podłączonych do sieci elektroenergetycznej, autonomicznych i magazynujących energię, a także inteligentnych rozwiązań do zarządzania energią dla konsumentów. Falowniki fotowoltaiczne podłączone do sieci elektroenergetycznej oferują moc od 400 W do 10 kW, natomiast falowniki autonomiczne i magazynujące energię zapewniają moc od 0,4 kW do 30 kW. Produkty te są przeznaczone do użytku domowego i komercyjnego, inicjatyw na rzecz walki z ubóstwem zasilanych energią słoneczną, dużych naziemnych farm fotowoltaicznych oraz różnorodnych zastosowań w systemach magazynowania energii.
APsystems Inc.: Założona w 2010 roku firma APsystems, której działalność skupia się na MLPE (elektronika mocy modułowa), opracowała konkurencyjne produkty MLPE, w tym mikroinwertery i urządzenia do szybkiego wyłączania, których celem jest umożliwienie realizacji kompleksowych rozwiązań „fotowoltaika + magazynowanie” na całym świecie.
Firma prowadzi spółki zależne na dużych rynkach, takich jak Australia i Francja; do tej pory zainstalowała ponad 380 000 systemów operacyjnych w ponad 130 krajach na całym świecie.
Technologia DEYE: Firma DEYE, z siedzibą w pobliżu miasta Ningbo, integruje badania i rozwój z projektowaniem, produkcją, sprzedażą i serwisem, aby dostarczać rozwiązania w zakresie energii odnawialnej w ramach czterech głównych filarów działalności, w tym hybrydowych rozwiązań solarnych skoncentrowanych na magazynowaniu energii. Od czasu notowania na Szanghajskiej Giełdzie Papierów Wartościowych w kwietniu 2021 roku, DEYE ugruntowało swoją pozycję lidera w branży falowników fotowoltaicznych.
TSUN Energy: Opierając się na niemieckich zasadach inżynieryjnych, kładących nacisk na najwyższe standardy niezawodności, TSUN Energy koncentruje się na produkcji wysokiej jakości mikroinwerterów, znanych ze swojej trwałości i satysfakcji klientów. Firma stale poszerza granice branży jako marka Tier One, wprowadzając innowacje ukierunkowane na bezpieczne i skalowalne zastosowania konsumenckie.
Najnowsze wydarzenia napędzające wzrost w kontekście zielonej energii:
W odpowiedzi na globalne wymogi neutralności węglowej, które napędzają bezprecedensowe tempo wdrażania odnawialnych źródeł energii:
Ulepszanie funkcji bezpieczeństwa
Mikroinwertery stały się niezbędnym rozwiązaniem zapewniającym bezpieczeństwo w domowych systemach fotowoltaicznych, podnosząc standardy bezpieczeństwa dzięki innowacyjnym podejściom konstrukcyjnym.
Rozszerzające się scenariusze zastosowań
Elastyczność mikroinwerterów pozwala im dostosowywać się do różnych scenariuszy — od tradycyjnych instalacji dachowych po balkony, dachy o nieregularnych kształtach, przystanki autobusowe, lotniska, korytarze, stacje benzynowe — i nie tylko.
Uproszczona instalacja i ekonomiczna konserwacja
Dzięki metodom instalacji typu „plug-and-play” redukującym koszty robocizny i nakład czasu, a także trwałym konstrukcjom wydłużającym żywotność nawet do 25 lat i minimalizującym potrzeby konserwacyjne w miarę upływu czasu, mikroinwertery oferują instalatorom niezrównaną wygodę.
Trendy w adopcji gospodarstw domowych
Rosnąca tendencja do adaptacji gospodarstw domowych sprawia, że mikroinwertery są coraz bardziej dostępne, gdyż wprowadzają do domów zieloną energię dzięki łatwym w obsłudze konfiguracjom typu plug-and-play w przystępnej cenie. Są powszechnie dostępne zarówno na platformach sprzedaży detalicznej online, jak i offline na całym świecie, co sprzyja podejmowaniu świadomych wyborów ekologicznych!
