Co to jest falownik?
Nie sposób opisać konstrukcji falownika bez posługiwania się specjalistyczną terminologią, jednak aby łatwo wdrożyć się w ten temat, gdyż wystarczy powiedzieć, że falownik to urządzenie elektryczne mające na celu dostosowanie częstotliwości prądu do określonych potrzeb. Ze względu na zmienne zapotrzebowanie na prąd – tj. raz mniejsze, raz większe – falownik będzie zmieniał prąd stały na prąd zmienny. Można to w prosty sposób zobrazować na danym przykładzie: gospodarstwo domowe produkuje własną energię przy pomocy paneli fotowoltaicznych. Wytwarzany w tym procesie prąd jest prądem stałym. Jednak z racji na zróżnicowane potrzeby gospodarstwa domowego zapotrzebowanie na prąd zmienia się w zależności od używanych urządzeń elektrycznych. Tak więc zadaniem falownika będzie dostosowanie prądu stałego pochodzącego z fotowoltaiki w prąd zmienny nadający się codziennego użytku. Z racji na zmianę częstotliwości prądu falowniki nazywane są także przemiennikami częstotliwości.
Jak działa falownik?
Mając podstawową wiedzę na temat przeznaczenia falownika należy opisać jego budowę. Typowy falownik posiada:
- prostownik
- układ pośredni
- falownik
- układ sterowania rozbudowany o układ zabezpieczeń.
Bazując na wcześniejszym przykładzie, prąd wyprodukowany przez fotowoltaikę dociera w postaci napięcia przemiennego do prostownika. Posiada on wtedy częstotliwość 50 Hz. W zależności od rodzaju, w prostowniku znajdują się jedna albo trzy fazy. Następnie, za pomocą układu pośredniego, docierające napięcie jest zmieniane na takie, które można regulować (w zależności od bieżących potrzeb). Po zmianie napięcia falownik wytwarza odpowiednią częstotliwość wychodzącego prądu z urządzenia do gospodarstwa. Nad całością pieczę trzyma układ sterowania i zabezpieczeń.
Kilka rodzajów falownika
Powyższy przykład z gospodarstwem domowym zobrazował zasadę działania falowników, które określa się mianem falowników sieciowych (on-grid). Jednak w zależności od potrzeb można wyróżnić także inne rodzaje falowników:
- falowniki sieciowe, które nadwyżkę wyprodukowanej energii przesyłają do sieci energetycznej;
- falowniki nie współpracujące z siecią (off – grid) ten rodzaj falownika nie posiada systemów synchronizujących go z siecią energetyczną, co skutkuje, że całą nadwyżkę energii przekazują do akumulatorów;
- falowniki hybrydowe – są połączeniem dwóch wcześniejszych rodzajów falowników, co skutkuje że część energii oddawana jest do sieci energetycznej, a pozostała część do akumulatorów.
Falowniki można podzielić także ze względu moc wejściową prądu. Na tej podstawie należy wyróżnić:
- falowniki jednofazowe – posiadające jedną fazę w prostowniku. Wykorzystywane są w instalacjach do 3 kW.
- falowniki trójfazowe – posiadające trzy fazy w prostowniku. Montowane są w mocniejszych instalacjach.
Inne zastosowania falowników
Na koniec należy wyróżnić, że falowniki są używane najczęściej w urządzeniach przemysłowych i regulują prędkość pracy silnika, co przekłada się na wydajność danego urządzenia. Odnajdują się one w fabrykach przy min. taśmach produkcyjnych, a także w instalacjach fotowoltaicznych, co przekłada się na możliwość zaoszczędzenia używanej energii. Jednocześnie dostosowują one prąd do obecnych zapotrzebowań, co maksymalizuje efektywność. Są to jednocześnie główne zastosowania falowników.
Opracował Michał Bielicki
