Transformatorowe i beztransformatorowe – falowniki a typ izolacji

Falownik jest urządzeniem elektronicznym sterującym instalacją fotowoltaiczną. Inaczej zwany inwerterem; mówiąc bardziej szczegółowo, jego zadaniem jest konwersja prądu stałego produkowanego przez system PV na prąd zmienny o takich parametrach, które wymagane są przez urządzenia elektryczne na co dzień zasilane przez ten prąd. Poza tym odpowiada za ekonomię przesyłu energii do sieci – gdy dochodzi do awarii, falownik odcina przepływ energii z instalacji do sieci. Jednym z podstawowych podziałów falowników jest ten opierający się na typie zastosowanej izolacji. Zgodnie z nim możemy mówić o falownikach transformatorowych i beztransformatorowych. Jakie są między nimi różnice?

Falowniki transformatorowe

Wyposażone są w transformator odpowiedzialny za galwaniczne oddzielanie strony prądu stałego wytwarzanego przez instalację fotowoltaiczną od strony prądu zmiennego sieci, do której oddawana jest energia. Występują tylko w urządzeniach o dużej mocy. Falowniki transformatorowe również dzielą się na dwa kolejne typy: inwertery z transformatorem „niskiej częstotliwości” LF oraz inwertery fotowoltaiczne z transformatorem „wysokiej częstotliwości” HF.

Podział falowników transformatorowych

Starszym typem jest falownik z transformatorem „niskiej częstotliwości” LF. Transformator znajduje się na wyjściu falownika, a częstotliwość jego pracy wynosi 50 Hz. Zbudowany w prosty sposób, dzięki czemu także mało awaryjny. Wadą tego falownika jest znaczny ciężar i – niestety – dość niska wydajność.

Jeśli chodzi o falowniki fotowoltaiczne z transformatorem HF, są to nowsze urządzenia od tych opisanych wyżej. Tutaj transformator zlokalizowany jest na wejściu, a częstotliwość jego pracy wynosi od 20 do 24 kHz. Zasada działania tego falownika jest już bardziej skomplikowana. Prąd DC jest przekształcany w prąd AC o wysokiej częstotliwości i przebiegu prostokątnym (konieczne, by zainstalowanie transformatora na wejściu było możliwe). Za przetwornicą znajduje się transformator, następnie układ prostowniczy. Po przejściu przez nie prąd kierowany jest do właściwego układu mostka kluczy półprzewodnikowych, w którym następuje transformacja prądu DC na AC o takich parametrach, jakich wymaga sieć niskiego napięcia.

Zaletami falownika z transformatorem „wysokiej częstotliwości” są lepsza wydajność, niższa waga oraz bezpieczeństwo i separacja galwaniczna na tym samym poziomie, co w przypadku falownika z transformatorem LF. Wada to oczywiście skomplikowana konstrukcja, którą z większym prawdopodobieństwem może dotknąć awaria. Bilans zysków i strat przemawia jednak na korzyść właśnie tego rozwiązania.

Inwertery beztransformatorowe

Zdecydowanie bardziej rozpowszechnione w użyciu. Brak transformatora automatycznie obniża wagę urządzenia. Nie traci na tym nawet jego moc. Do tego są wysoce sprawne nawet w zróżnicowanym zakresie obciążeń i mają szeroki zakres napięciowy działania. Falowniki beztransformatorowe są tańsze niż transformatorowe, chociaż nie jest to do końca obiektywny argument. Ponieważ falowniki te nie zapewniają galwanicznej separacji strony prądu AD i DC, więc konieczne jest dodatkowe wyposażenie instalacji w urządzenia pomiarowe i zabezpieczające.

Który falownik lepiej wybrać?

Biorąc pod uwagę powyższe zestawienie, falownik, inwerter beztransformatorowy wydaje się sensowniejszą opcją. Czasem jednak warunki techniczne nie pozwalają na urządzenia bez galwanicznej izolacji, wówczas polecany jest falownik transformatorowy „wysokiej częstotliwości” HF.

Dodaj komentarz