Mikroinwertery – wszystko co powinieneś wiedzieć

Mikroinwertery (mikrofalowniki) montuje się głównie na trudnych, wielopłaszczyznowych dachach. Klasyczna instalacja fotowoltaiczna na jednej, dwóch, czy nawet trzech połaciach na ogół znacznie lepiej (i taniej) się sprawdzi z klasycznym falownikiem solarnym.

Mikroinwertery nadają się jednak świetnie do tzw. fotowoltaiki balkonowej, gdy montuje się jeden, dwa lub trzy panele fotowoltaiczne.

Poniżej dowiesz się, jak działa mikrofalownik, na co zwrócić uwagę wybierając konkretny model lub producenta mikroinwerterów, oraz znajdziesz porównanie cen najpopularniejszych mikrofalowników.

Zobacz, jakie są prognozy cen prądu na 2027 r. na podstawie cen giełdowych, po jakich sprzedawcy prądu kupują dzisiaj energię elektryczną z dostawą w 2027 r. (tzw. kontrakty na dostawę prądu w 2027 r.).

Co to jest mikroinwerter?

Mikroinwertery, nazywane również mikrofalownikami, są montowane bezpośrednio pod poszczególnymi panelami fotowoltaicznymi lub w ich pobliżu – jest to cecha, która je odróżnia od klasycznych inwerterów, w przypadku których montuje się na ogół jeden inwerter np. w garażu. Mikroinwertery montuje się po jednym na moduł solarny, ale dostępne są również warianty obsługujące dwa lub cztery, a ostatnio nawet sześć modułów solarnych, przy czym, każdy moduł solarny jest podłączany do osobnego przyłącza w mikrofalowniku. Mikroinwertery mogą pracować z również panelami PV typu half-cut czy PERC.

Ponieważ każdy panel PV podłączony do mikrofalownika w instalacji fotowoltaicznej pracuje niezależnie od pozostałych, zostały one sklasyfikowane jako tzw. urządzenia MLPE – urządzenia pracujące na modułach fotowoltaicznych (MLPE – module-level power electronics). Urządzenia kategorii MLPE, czyli mikroinwertery oraz optymalizatory mocy mogą być dobrym rozwiązaniem w skomplikowanych instalacjach, na dachach o wielu płaszczyznach oraz znaczącym zacienieniu.

W klasycznych falownikach łańcuchowych, panele połączone ze sobą generują teoretycznie tyle prądu, ile najsłabszy z nich. Dlatego pojawiły się mikroinwertery – pozwalają na pracę poszczególnych modułów fotowoltaicznych niezależnie od pozostałych. A skąd się wzięło słowo teoretycznie? A stąd, że moduły fotowoltaiczne posiadają elektronikę (diody bocznikujące) pozwalającą ograniczać wpływ zacienienia na pracę pozostałych modułów, nawet jeżeli są podłączone do klasycznego falownika łańcuchowego.

Z badań wynika, iż w instalacjach fotowoltaicznych, gdzie jest niewiele cienia, oraz moduły są rozmieszczone na jednej, dwóch (lub czasami na trzech połaciach), różnice produkcji prądu pomiędzy mikroinwerterami (lub optymalizatorami mocy) a instalacjami z klasycznym falownikiem łańcuchowym są minimalne. Czasami nawet falowniki łańcuchowe są wydajniejsze od urządzeń MLPE.

Zobacz, jak wybrać instalację fotowoltaiczną: kierunek ułożenia paneli PV, moc instalacji, profil produkcji prądu, opłacalność, i wiele więcej.

Jak funkcjonuje mikroinwerter?

W Polsce mikroinwertery są dość rzadko spotykane. Podobnie jak w Niemczech, gdzie często wykorzystuje się je do instalacji balkonowych. Bardzo popularne są za to w USA i do pewnego stopnia również we Francji.

Moduł fotowoltaiczny jest podłączany bezpośrednio do mikrofalownika, dzięki czemu unika się łączenia szeregowego paneli fotowoltaicznych, co z kolei ogranicza maksymalne napięcie prądu stałego w instalacji fotowoltaicznej (prąd stały może doprowadzić do powstania łuku elektrycznego i w konsekwencji ognia).

Producenci mikroinwerterów reklamują swoje produkty, twierdząc, że ich mikrofalowniki potrafią uzyskać większą produkcję prądu niż klasyczne falowniki, gdy panel lub panele fotowoltaiczne są częściowo zacienione – jak to pokazano na powyższym obrazku. Jednak z badań wynika, iż to tak nie działa. Diody bocznikujące w modułach solarnych oraz nowoczesne algorytmy MPPT (wyszukiwania punktu mocy maksymalnej) w falownikach łańcuchowych powodują, iż falowniki łańcuchowe świetnie sobie radzą z zacienieniem i produkcja prądu w takich sytuacjach jest na ogół porównywalna.

Zobacz porównanie cen najpopularniejszych paneli fotowoltaicznych

Zalety mikroinwerterów

Mikroinwertery posiadają kilka zalet, które czynią je popularnymi w niektórych sytuacjach.

Mikroinwertery bardzo dobrze się sprawdzają na skomplikowanych dachach – szczególnie, gdy występuje spore zacienienie. Gdy jeden mikrofalownik ulegnie uszkodzeniu, pozostałe pracują nadal. Jeśli któryś panel PV pracuje mniej wydajnie, można go zlokalizować za pomocą monitoringu oraz ustalić przyczynę szybciej niż w przypadku centralnego inwertera.

Łatwiej jest również rozbudować system fotowoltaiczny zbudowany na mikroinwerterach. Nie trzeba się wówczas przejmować mocą falownika centralnego

Dzięki podłączeniu modułów fotowoltaicznych do osobnych wejść MPPT (układów wyszukiwania mocy maksymalnej), mikrofalowniki posiadają możliwość monitoringu pracy pojedynczych modułów solarnych.

Gdy któryś z modułów fotowoltaicznych będzie gorzej funkcjonował, dzięki monitoringowi na poziomie modułu, łatwo zidentyfikować taki moduł. Warto jednak wziąć pod uwagę, iż usterkowość modułów PV (szczególnie pochodzących od renomowanych producentów) jest stosunkowo niska, więc prawdopodobieństwo, iż któryś z modułów ulegnie usterce jest niewielkie.

Dlatego większość producentów paneli fotowoltaicznych wyłącza działanie gwarancji, gdy moduły są zamontowane w miejscach zacienionych.

Wady mikrofalowników

Wadą instalacji fotowoltaicznych zbudowanych na mikrofalownikach jest ich cena – na ogół znacznie większa niż w przypadku instalacji z klasycznym falownikiem. Warto więc przeliczyć czy to się opłaca.

Różnica w wydajności produkcji prądu pomiędzy instalacją PV zbudowaną z mikrofalownikami a instalacją z klasycznym falownikiem zależy od stopnia komplikacji i zacienienia dachu. Na ogół klasyczny falownik łańcuchowy wyprodukuje więcej prądu, szczególnie gdy jest wyposażony w tzw. globalny MPPT – algorytm wyszukiwania mocy maksymalnej).

Mikrofalowniki mogą wykazać nieco większą produkcję prądu na trudnych, wielopłaszczyznowych dachach o bardzo dużym zacienieniu.

Inwertery łańcuchowe są na ogół montowane np. w garażu, natomiast mikroinwertery są montowane na dachu, pod panelami fotowoltaicznymi. Dlatego, gdy któryś z nich się zepsuje, jego wymiana może być pracochłonna i kosztowna.

Wybierając mikrofalowniki nie będzie można podłączyć magazynu energii bezpośrednio do inwertera. Gdyby jednak ktoś chciał jednak zainstalować baterie, można to zrobić wybierając tzw. magazyn energii na prąd zmienny (z wbudowanym mikroinwerterem). Jest to nieco droższe rozwiązanie od magazynu energii podłączonego do inwertera hybrydowego.

Mikrofalownik do fotowoltaiki na balkonie

O ile przydatność mikroinwerterów w klasycznej instalacji fotowoltaicznej jest wątpliwa, o tyle sprawdzają się one znakomicie w fotowoltaice balkonowej, czyli gdy chcemy zamontować jeden, czy dwa panele fotowoltaiczne np. na balkonie.

Podłączenie paneli PV o łącznej mocy większej niż moc mikrofalownika – np. modułów o mocy 1200 Wp do falownika o mocy 800 W – zazwyczaj nie stanowi problemu. Należy jednak upewnić się, że nie zostanie przekroczony tzw. prąd zwarciowy. Wartość ta jest podawana w amperach i zazwyczaj znajduje się w karcie katalogowej mikroinwertera. Łącząc kilka modułów PV równolegle lub szeregowo, należy pamiętać, że w przypadku połączenia szeregowego sumuje się napięcie (wolty), a w przypadku połączenia równoległego sumuje się natężenie prądu (ampery).

Mikrofalowniki mają zazwyczaj stosunkowo długie okresy gwarancji, wynoszące na ogół powyżej dziesięciu lat. Jak długo będą one jednak działać w praktyce, to się okaże, gdyż są one co prawda dostępne na rynku od kilkunastu lat, jednak dopiero teraz zyskują na popularności.

Praktyczna wskazówka dla osób montujących mikroinwerter samodzielnie, np. na balkonie. Mikrofalownik nie powinien pracować w słońcu – zamiast tego warto wykorzystać cień za lub pod modułem słonecznym. Najlepiej umieścić go w pewnej odległości od tylnej części modułu, aby między rozgrzanym panelem solarnym a mikrofalownikiem nie wzrastała zbyt mocno temperatura.

Ceny mikrofalowników

W tabeli poniżej znajdziesz porównanie cen najpopularniejszych mikrofalowników do fotowoltaiki na balkonie, czyli o mocach do 800 W:

Mikrofalownik 800 W waży średnio od trzech do czterech kilogramów i sprawia wrażenie bardzo solidnego – wynika to nie tylko z metalowej obudowy, ale także z faktu, że wnętrze urządzenia jest całkowicie wypełnione, zazwyczaj żywicą syntetyczną.

Czy w ogóle potrzebujesz mikrofalowników?

Mikroinwertery są bardzo dobrym rozwiązaniem dla instalacji o bardzo dużym zacienieniu, gdyż umożliwiają niezależną pracę modułów fotowoltaicznych. Instalacje niezacienione lub umiarkowanie zacienione uzyskają znacznie mniejsze korzyści z zastosowania mikrofalowników.

Mikrofalowniki zamontowane na dachu pewnego dnia ulegną awarii. Ich wymiana może okazać się kosztowna, dlatego warto uwzględnić ten fakt w swoich kalkulacjach.

Trzeba również wziąć pod uwagę ewentualne wzrosty napięcia na mikrofalownikach z powodu długich kabli prądu zmiennego. Może to powodować wyłączanie się mikroinwerterów w ciągu dnia, gdy pogoda jest najlepsza.

Podsumowanie

• Mikroinwertery montowane są do paneli fotowoltaicznych na dachu;
• Mikrofalowniki ograniczają do minimum możliwość powstania łuku elektrycznego w obwodach prądu stałego;
• Mikroinwertery umożliwiają monitoring pracy poszczególnych paneli fotowoltaicznych.

Autor: Ryszard Jesionowski / Akademia Fotowoltaiki