Falownik jedno- czy trójfazowy – jaki wybrać?

Obecne przepisy warunkują przyłączenie do sieci instalacji jednofazowej wielkości maksymalnie 3,68 kWp. Większe instalacje muszą być wyposażone w inwerter trójfazowy. Zatem dla instalacji o mocy do 3,68 kWp można wybrać inwerter jedno- lub trójfazowy. Jaka jest różnica pomiędzy oboma inwerterami i czy dla instalacji o mocy 3 kWp lepiej zamontować tańszy falownik jednofazowy, czy dopłacić do trójfazowego?

Zdecydowana większość budynków posiada instalację trójfazową, przez po panuje błędne przekonanie, że zamontowany inwerter musi być także trójfazowy. Główna różnica pomiędzy inwerterem jedno- i trójfazowym polega na tym, ze inwerter jednofazowy przesyła całą ilość przetworzonej energii na jedną fazę, do której jest podłączony (dlatego sugeruje się podłączenie go pod najbardziej obciążoną fazę budynku), natomiast inwerter trójfazowy zasila wszystkie fazy symetrycznie.

Przykładowo instalacja fotowoltaiczna w danej chwili generuje 3000 W (3 kW), a pobór w tym samym momencie wynosi 1000 W na każdej z faz. W przypadku inwertera trójfazowego moc 3000 W rozdzielana jest symetrycznie, czyli na każdą z faz trafia 1000 W, przez co moc jest na bieżąco konsumowana (moc nie jest wysyłana do sieci i nie jest z niej pobierana). W przypadku inwertera jednofazowego moc 3000 W trafia pod fazę, do której jest podłączony i w tym momencie ilość energii wysyłanej do sieci wynosi 2000 W (na pozostałych dwóch fazach moc pobierana jest w ilości po 1000 W).

Zgodnie z obowiązującą (10.2021) ustawą OZE osoby posiadające instalację PV o mocy do 10 kW mogą pobrać bez dodatkowych opłat 80% energii wysłanej do sieci (podlegają pod system rozliczeń, tzw. „opustów”). Większość gospodarstw domowych nie jest w stanie na bieżąco zużyć energii na bieżąco produkowanej przez instalację fotowoltaiczną. Z reguły współczynnik autokonsumpcji (ilość energii zużyta na bieżąco z instalacji) dla budynków jednorodzinnych wynosi nie więcej jak 30%.

Zakładamy, że:

• właściciel budynku jednorodzinnego posiada instalację fotowoltaiczną o mocy 3 kWp;
• w budynku występuje symetrycznie obciążenie faz (każda pobiera tyle samo energii);
• instalacja 3 kWp produkuje 3000 kWh rocznie;
• poziom autokonsumpcji (ile energii zużywa się w czasie pracy instalacji PV) wynosi 30% całości (czyli 10% na każdą fazę);
• energetyka pobiera na swój poczet 20% przekazanej do sieci energii.

Instalacja z inwerterem trójfazowym

Ponieważ inwerter podłączony jest pod trzy fazy instalacji, na bieżąco konsumowane jest 30% energii wyprodukowanej przez instalację PV.

Zatem 70% nadwyżki trafia do sieci. 70% z 3000 kWh to 2100 kWh – tyle energii trafia do sieci. Energetyka zabiera z tych 2100 kWh 20%, resztę można natomiast za darmo pobrać później. Czyli „za darmo” do odbioru z energetyki zostaje 1680 kWh. Suma energii pobranej od razu (autokonsumpcja), z energią do odbioru z zakładu energetycznego wyniesie: 900 kWh + 1680 kWh, czyli 2580 kWh. 2580 kWh z 3000 kWh to 86%. Tyle energii faktycznie pozostaje do dyspozycji.

Instalacja z inwerterem jednofazowym

Ponieważ inwerter podłączony jest pod jedną fazę instalacji, na bieżąco konsumowana jest 1/3 ze współczynnika autokonsumpcji, czyli 10% energii wyprodukowanej przez instalację PV. Zatem 90% nadwyżki trafia do sieci. 90% z 3000 kWh to 2700 kWh – tyle trafia do sieci. Energetyka zabiera z tych 2700 kWh 20%, resztę można za darmo pobrać w późniejszym czasie. Czyli za darmo do odbioru z energetyki zostaje 2160 kWh.

Kiedy dodamy energię pobraną przez nas od razu (autokonsumpcja), z energią do odbioru z zakładu energetycznego wyniesie: 300 kWh + 2160 kWh, czyli 2460 kWh. 2460 kWh z 3000 kWh to 82%. Tyle energii faktycznie pozostaje do dyspozycji.

Podsumowując, różnica w energii możliwej do wykorzystania między falownikiem trójfazowym, a jednofazowym wynosi 4% z 3000 kWh jakie wyprodukuje instalacja 3 kWp na korzyść inwertera 3-fazowego. Jest to 120 kWh rocznie. Koszt 1 kWh kosztuje to około 0,60 zł brutto . Rocznie daje to 72,00 zł.

Różnica w cenie między inwerterem 3-fazowym, a 1-fazowym wynosi około 1900,00 zł brutto.

Czas zwrotu w samą inwestycję na inwerterze trójfazowym wyniesie: 1900,00/72,00 -> 26,39 lat, czyli około tyle co szacowana bezawaryjna praca całej instalacji PV.

To wszystko przy symetrycznym obciążeniu faz budynku, które praktycznie nigdy nie występuje. W rzeczywistości da się wyróżnić fazę najbardziej obciążoną i podłączyć do niej inwerter jednofazowy. Wtedy autokonsumpcja tej jednej fazy jest większa, co spowoduje zmniejszenie różnicy między dostępną energią między inwerterem 3-fazowym, a 1-fazowym.

Ostateczny wybór należy do użytkownika końcowego. Inwerter jako jeden z najważniejszych elementów instalacji fotowoltaicznej jest bez wątpienia urządzeniem, na którym nie warto przesadnie oszczędzać. Decydując się na montaż systemu PV należy zadbać, żeby zamontowany falownik był wysokiej jakości. Należy mieć na względzie, że fazowość inwertera to tylko jeden z wielu istotnych parametrów, i jak się okazuje – wcale nie najważniejszy.