Spadek produkcji z instalacji PV? To falownik broni się przed przegrzaniem

• W upały moc instalacji PV może ograniczać nie tylko moduł. Coraz większe znaczenie ma też temperatura pracy falownika.
• Derating falownika nie musi oznaczać awarii. To mechanizm ochrony urządzenia przed przegrzaniem.
• Dobra wentylacja i miejsce montażu mają realny wpływ na uzysk energii. Upał szybko pokazuje błędy instalacyjne i serwisowe.

Falownik może ograniczyć moc, zanim zrobią to moduły

Nad Polskę wchodzi fala bardzo wysokich temperatur, a dla właścicieli instalacji fotowoltaicznych to nie jest wyłącznie temat większej produkcji energii ze słońca. W upalne dni słabiej pracują same moduły PV, ale coraz częściej znaczenie ma też urządzenie, o którym prosument przypomina sobie dopiero wtedy, gdy aplikacja pokaże spadek mocy. Chodzi o falownik.

To ważne, bo fotowoltaika nie jest już dodatkiem do systemu. W Polsce działa ponad 26 GW mocy PV, a same instalacje prosumenckie liczone są już w milionach. Upał przestaje więc być tylko problemem komfortu. Staje się także testem jakości montażu, wentylacji i serwisu urządzeń, które codziennie pracują na dachach domów, firm i farm fotowoltaicznych.

Dlaczego falownik PV nagrzewa się w czasie upałów?

Falownik zamienia prąd stały z modułów na prąd przemienny, który może zostać zużyty w budynku albo oddany do sieci. Ten proces nie jest bezstratny. Część energii zamienia się w ciepło, które trzeba skutecznie odprowadzić z elektroniki.

Problem zaczyna się wtedy, gdy urządzenie pracuje przy wysokim obciążeniu, a temperatura otoczenia rośnie. Strych, ciasny garaż, kotłownia bez przewiewu, południowa elewacja w pełnym słońcu albo zabudowa techniczna na farmie PV mogą sprawić, że falownik ma coraz mniej możliwości chłodzenia. Jeśli dodatkowo kilka urządzeń zamontowano zbyt blisko siebie, jedno zaczyna dogrzewać drugie.

Derating temperaturowy falownika to nie awaria

Gdy temperatura komponentów przekracza dopuszczalny poziom dla danego modelu, falownik może uruchomić derating temperaturowy. To kontrolowane ograniczenie mocy, które ma chronić półprzewodniki i inne elementy elektroniczne przed przegrzaniem.

Nie oznacza to, że instalacja się zepsuła. Oznacza raczej, że urządzenie broni się przed warunkami, w których dalsza praca z pełną mocą mogłaby skrócić jego żywotność albo doprowadzić do wyłączenia. W skrajnym przypadku falownik może mocno ograniczyć produkcję lub czasowo się wyłączyć. Po spadku temperatury wraca do normalnej pracy.

• Zobacz również: Jak bardzo spada produkcja z fotowoltaiki przy 35°C? Upał to wróg paneli PV

50°C przy falowniku nie jest uniwersalną granicą

Nie należy jednak zakładać, że każdy falownik zaczyna redukować moc dokładnie przy 50°C. Producenci określają własne zakresy pracy i własne krzywe deratingu. Część urządzeń może pracować z pełną mocą do około 50°C, ale po przekroczeniu warunków dopuszczalnych dla konkretnego modelu zacznie stopniowo obniżać moc.

Dlatego sama liczba na termometrze nie wystarczy. Liczy się model falownika, sposób chłodzenia, miejsce montażu, obciążenie, napięcia po stronie DC i przepływ powietrza wokół obudowy. Najprostsza rada jest mało efektowna, ale kluczowa: trzeba sprawdzić kartę katalogową i instrukcję montażu konkretnego urządzenia.

Jak rozpoznać, że falownik ogranicza moc przez temperaturę?

Pierwszym sygnałem mogą być komunikaty w aplikacji lub portalu monitoringu. Często widać też spadek mocy AC mimo bardzo dobrego nasłonecznienia, zwłaszcza w godzinach największego upału. W urządzeniach z aktywnym chłodzeniem uwagę zwraca praca wentylatorów na wysokich obrotach. W logach serwisowych mogą pojawić się alarmy temperatury albo informacja o ograniczeniu mocy.

Trzeba jednak uważać z diagnozą. Podobny efekt może dawać zbyt wysokie napięcie w sieci, ograniczenia po stronie operatora, clipping wynikający z doboru mocy modułów do falownika albo zabrudzenie instalacji. Derating temperaturowy jest jednym z możliwych wyjaśnień, nie jedynym.

Co powinien zrobić właściciel instalacji PV?

Najważniejsze jest zapewnienie falownikowi powietrza. Urządzenia nie powinno się zamykać w szafce bez wentylacji ani montować w miejscu, gdzie latem temperatura regularnie przekracza warunki opisane przez producenta. Przy montażu zewnętrznym pomaga cień lub prosty daszek, ale bez ograniczania przepływu powietrza. Przy większych instalacjach znaczenie mają odstępy między falownikami, czystość radiatorów, stan filtrów, wentylatorów i analiza danych z monitoringu.

Upał nie oznacza automatycznie awarii instalacji PV, ale potrafi szybko ujawnić błędy montażowe i słabą wentylację. Falownik ograniczający moc w wysokiej temperaturze najczęściej nie psuje się, tylko chroni sam siebie. Dla prosumenta i operatora farmy PV to jednak jasny sygnał: lokalizacja, chłodzenie i serwis falownika mają bezpośredni wpływ na uzysk energii w najgorętszych godzinach roku.

Źródła: IMGW-PIB, PSE, ARE, SMA, SolarEdge.