Falownik – zasada działania, rodzaje, zastosowanie i budowa

9 września 2019 0

Spis treści (kliknij aby szybko przejść)

Falownik co to jest?
Falownik zasada działania
Budowa falownika
Tryb pracy – od falownika stykowego po nowoczesne falowniki półprzewodnikowe
Źródła zasilania falowników
Rodzaje i sterowanie falowników
Zastosowanie falowników w silnikach elektrycznych – asynchronicznych
Softstart
Przesyłanie prądu stałego na dalekie odległości
Falownik zastosowanie – dostawca czystej, przyjaznej dla środowiska energii elektrycznej

Falownik co to jest?

Falownik (ang. power inverter, niem. Wechselrichter) służy do zamiany prądu stałego (DC) na prąd przemienny (AC), o regulowanej częstotliwości napięcia wyjściowego w urządzeniach elektrycznych. W sytuacji odwrotnej, to znaczy gdy chcemy zamienić prąd zmienny na prąd stały, wówczas posługujemy się prostownikiem. Bardzo często spotkać można nazwę przemienniki częstotliwości, która stanowi po prostu alternatywne określenie falowników, właśnie ze względu na możliwość regulacji częstotliwości napięcia. Dzięki falownikom możliwa jest między innymi regulacja rozruchu oraz prędkości obrotowej w silnikach elektrycznych. I tak, na przykład zwiększenie lub zmniejszenie częstotliwości napięcia we wspomnianym silniku elektrycznym, powoduje zmianę prędkości obrotowej jego wirnika. W dalszej części artykułu omówione zostały między innymi rodzaje, zasady działania oraz zastosowanie falowników w obecnych układach elektrycznych.

Falownik zasada działania

Cechą wyróżniającą falowniki jest forma i jakość sygnału wyjściowego, tj. przebieg czasowy napięcia prądu przemiennego. Zwykle odpowiada on funkcji sinusoidalnej – podobnie jak krzywa napięcia generowana przez generator synchroniczny. Typowo mechaniczne induktory kontaktowe wytwarzają jedynie napięcie fali kwadratowej, co w najlepszym wypadku jest odpowiednie do obsługi prostych odbiorników, takich jak na przykład żarówki. Z drugiej strony nowoczesne falowniki elektroniczne zapewniają czyste, dokładne sinusoidalne napięcie wyjściowe, które nie różni się od napięcia generatora synchronicznego. Decydująca dla jakości falownika jest oczywiście wydajność, z jaką odbywa się konwersja mocy. Ważne pytanie brzmi: ile prądu z prądu stałego po drugiej stronie wychodzi jako prąd przemienny? Najlepsze falowniki osiągają sprawność ponad 98 procent, a zatem są bliskie granicy fizycznie wykonalnej. Sprawność ta, wyraża stosunek skutecznej elektrycznej mocy wyjściowej prądu zmiennego (AC) do elektrycznej mocy wejściowej prądu stałego (DC) i określona jest wzorem:

η= P (AC) / P (DC)

η- sprawność falownika

P (AC) – moc wyjściowa prądu zmiennego

P (DC) – moc wejściowa prądu stałego

Podczas przetwarzania energii w falowniku generowane są pewne straty, które oddawane są w formie ciepła, przez co falowniki po prostu się nagrzewają. W celu polepszenia warunków pracy – w tym redukcji ciepła – falowniki często wyposaża się w wentylatory i radiatory, które ochładzają jego elementy elektroniczne.

Kolejne kryterium dotyczy trybu pracy. Falowniki podłączone do sieci, stosowane w większości systemów fotowoltaicznych, dostosowują się do sieci zasilającej pod względem częstotliwości i fazy. Synchronizują się z siecią, aby wprowadzić tam energię słoneczną. W przypadku zasilaczy bezprzerwowych i innych systemów samopodtrzymujących stosuje się jednak tak zwane niezależne falowniki. Takie falowniki automatycznie określają częstotliwość i napięcie generowanego prądu przemiennego, a zatem są w stanie przyjąć funkcję generatora sieciowego.

Budowa falownika

Rys. Budowa falownika LENZE 8200 VECTOR 1-Fazowy

A)Płytka montażowa z powierzchnią przewodzącą prąd

B) Przewód sterujący do modułu funkcyjnego, zamontować ekranowanie na jak największej powierzchni do płytki ekranującej (PES)

C) Zacisk 2−biegunowy dla uziemienia silnika i ekranowania silnika

D) Uziemienie (PE) przewodu silnika

E) Ekranowanie przewodu silnika

F) Ekranowany przewód silnika, o niskiej pojemności(Ƽyła/Ƽyła 1.5 mm2£ 75 pF/m; ab 2.5 mm2 £ 100 pF/m; Ƽyła/ekran £ 150 pF/m)

G) Ekranowany przewód PTC lub przewód styku termicznego

H) Zamontować ekranowanie przewodów na dużej powierzchni do płytki ekranującej (PES). Wykorzystać dołączone zaciski ekranujące.

I) Połączenie w gwiazdę lub w trójkąt zgodnie z tabliczką znamionową silnika

J) Łącznik kablowy zapewniający kompatybilność elektromagnetyczną (nie dostarczany fabrycznie)

Tryb pracy – od falownika stykowego po nowoczesne falowniki półprzewodnikowe

Tryb pracy falownika można najlepiej wyjaśnić analogicznie do jego rozwoju technologicznego: od czysto mechanicznego falownika stykowego, po nowoczesne falowniki oparte na półprzewodnikach.

Falownik stykowy

Falownik stykowy oparty jest na takiej samej zasadzie pracy jak urządzenie zwane młotem wagnerowskiego – przekaźnik jest wprawiany w wibracje poprzez przerwanie prądu wzbudzenia, wówczas odpada, włączając ponownie prąd wzbudzenia. Następnie cały proces zaczyna się od nowa.

Przekaźnik może również przełączać biegunowość napięcia wyjściowego. Częstotliwość napięcia wyjściowego w takim falowniku wynika z bezwładności przekaźnika, który zmienia się za pomocą koła zamachowego. Ze względu na różne wady, takie jak wysokie zużycie, silny hałas i emisje zakłóceń spowodowane iskrami kontaktowymi, ten rodzaj falowników nie jest już obecnie używany.

Jednym z ciekawszych rozwiązań technicznych, stosowanych na przykład do oświetlania wagonów pociągu zasilanych bateryjnie, było zastąpienie styków przekaźników przewodzącym strumieniem ciekłej rtęci, która obracała się w zamkniętej obudowie i naprzemiennie przechodziła przez dwa punkty styku.

Decydujący przełom nastąpił wraz z rozwojem technologii półprzewodnikowej: tranzystory mocy jako przełączniki elektroniczne umożliwiły budowę znacznie wydajniejszych urządzeń – bez iskrzenia, hałasu i zużycia mechanicznego. Obwód mostka H stosowany do dziś stanowi podstawę każdego falownika. Cztery półprzewodnikowe przełączniki (obecnie często są to tranzystory IGBT) otwierają się i zamykają naprzemiennie parami w kierunku poprzecznym, dzięki czemu biegunowość środkowego „mostu” zmienia się za każdym razem. Sterowanie półprzewodnikami w czasie określa częstotliwość odwrócenia polaryzacji i tym samym napięcie wyjściowe prądu przemiennego. W najprostszym przypadku przełączenie 100 razy na sekundę, między stanami przełączników „S1 + S4 otwarty” i „S2 + S3 otwarty”, spowoduje pojawienie się napięcia przemiennego prostokątnego o częstotliwości 50 Hz.

W ten sposób pierwsze falowniki półprzewodnikowe, które wykorzystywały początkowo tyrystory jako elementy przełączające, szybko okazały się solidne i niezawodne. Jednak dzięki dalszemu rozwojowi technologii półprzewodników możliwe jest znacznie więcej. Nowoczesne tranzystory mocy mają maksymalne częstotliwości przełączania rzędu 10 000 Hz, dzięki czemu mogą przełączać się znacznie szybciej, niż byłoby to wymagane dla częstotliwości wyjściowej 50 Hz. Jest to dokładnie to, co można zrobić za pomocą techniki modulacji szerokości impulsu PWM (Rys.1). Znacznie szybszy taktowany obwód mostkowy generuje wiele krótkich impulsów napięcia o różnym czasie trwania (szerokości impulsu), które dają żądany sygnał wyjściowy uśredniany w czasie. Impulsowe napięcie może zatem modulować dowolny kształt sygnału – oczywiście w przypadku falowników pożądaną krzywą sinusoidalną.

Rys 1. Modulacja szerokości impulsów (PWM)

Stosowanie w budowie falowników cewki indukcyjnej pozwala na wygładzenie sygnału krótkiego impulsu (filtr dolnoprzepustowy) – co powoduje czyste, sinusoidalne napięcie prądu przemiennego. W celu osiągnięcia wymaganego poziomu napięcia (230V, 400V lub 20 000V), po mostku H falownika zwykle występuje transformator, który zapewnia dodatkowo izolację galwaniczną sieci prądu stałego i przemiennego.

Oprócz falowników z transformatorami występują również falowniki beztransformatorowe. Urządzenia te są mniejsze, odpowiednio lżejsze i osiągają nieco lepszą wydajność. Pożądany poziom napięcia wyjściowego jest tutaj osiągany przez przetwornicę podwyższającą napięcie, która jest podłączona przed mostkiem H falownika.

Źródła zasilania falowników

Biorąc pod uwagę źródło zasilania, falowniki dzielą się na:

– falownik napięcia

– falownik prądu

Falownik napięcia

Falowniki napięcia (ang. VSI – Voltage Source Inverter) stanowią grupę falowników, w których napięcie wejściowe (na kondensatorze filtru) jest stałe. Regulacja napięcia wyjściowego odbywa się poprzez sterowanie szerokością impulsów (PWM). Napięcie na zaciskach wyjściowych falownika ma kształt bardzo zbliżony do sinusoidy, powstałej na skutek przełączania (taktowania) napięcia wejściowego. Sinusoida, jak przedstawiono na rysunku powyżej, składa się z impulsów o regulowanej szerokości (PWM). Na wejściu falownika znajduje się kondensator, natomiast taktowanie napięcia odbywa się za pomocą przełącznika, który składa się z tranzystora (często IGBT) lub rzadziej tyrystora i diody. Pozwala to na przełączanie falownika pomiędzy biegunami źródła zasilania niezależnie od kierunku przepływu w nim prądu.

Falownik prądu

Falowniki prądu (ang. CSI – Current Source Inverter) służą do przekształcania prądu stałego (jednokierunkowego) w prąd przemienny jedno– lub wielofazowy o regulowanej częstotliwości. Na wejściu falownika znajduje się dławik, który zapobiega zmianom natężenia prądu elektrycznego i ogranicza prąd przemienny bez strat mocy. Jedną z zalet falowników prądu jest duży zakres sterowania częstotliwością, a w przypadku zastosowania w silnikach asynchronicznych istnieje możliwość zwrotu energii do sieci podczas hamowania. Podczas tworzenia układów sterowania – dzięki falownikowi prądu – można zastosować kable i silniki o standardowej izolacji.

Powszechnie stosowane falowniki zasilane są napięciem przemiennym jedno- lub trójfazowym, w których na wyjściu otrzymywane jest napięcie trójfazowe. W zależności od napięcia zasilania, dla falownika zasilanego 1 fazą tj. 1x230V, na wyjściu uzyskuje się napięcie trójfazowe 3x230V. W silnikach o małej mocy można stosować falowniki zasilane napięciem jednofazowym. W przypadku większych mocy silnika standardem zasilania takiego falownika jest napięcie 3x400V, na wyjściu uzyskuje się wówczas napięcie zmienne 3x400V. Działanie takich falowników polega na tym , że prąd przemienny – którym zasilany jest falownik – na początku zostaje wyprostowany za pomocą niesterowanego prostownika diodowego lub sterowanego prostownika tyrystorowego. Następnie na podstawie uzyskanego napięcia stałego, generowane są 3 fazy napięć, przesuniętych względem siebie o 120 stopni.

Rodzaje i sterowanie falowników

Sterowanie falowników polega na dobraniu odpowiedniego algorytmu sterowania.

Według metody sterowania wyróżnia się następujące rodzaje falowników:

– sterowanie skalarne

– sterowanie z charakterystyką liniową

– sterowanie z charakterystyką kwadratową

– sterowanie wektorowe

Falownik skalarny

Co to jest falownik skalarny?

Sterowanie skalarne jest najprostszą metodą sterowania momentem rozruchowym silnika indukcyjnego, za pomocą falownika. W przypadku sterowania skalarnego z charakterystyką liniową, zachowana jest stała zależność pomiędzy częstotliwością wyjściową i napięciem wyjściowym U/f=const. Falowniki skalarne stosowane są w prostszych urządzeniach, niewymagających dokładnej regulacji prędkości obrotowej. Bardzo dobrze sprawdzają w urządzeniach o „lekkim” rozruchu oraz tam, gdzie moment obciążenia silnika elektrycznego maleje wraz z prędkością lub jest stosunkowo stały, w całym zakresie jego zmian.

Rys. Falownik skalarny GD10 2,2 kW / 400V

Sterowanie z charakterystyką kwadratową

Sterowanie z charakterystyką kwadratową odpowiada zależności U/f²=const. Wzrost częstotliwości wyjściowej powoduje wzrost napięcia wyjściowego do kwadratu. Falowniki te, charakteryzują się oszczędnością energii elektrycznej, stosowane są na przykład w aplikacjach wentylatorowych, czy do sterowania napędami w automatyce budynkowej.

Falownik wektorowy

Co to jest falownik wektorowy?

Sterowanie wektorowe jest bardziej zaawansowane i pozwala precyzyjniej kontrolować prędkość obrotową silnika niż sterowanie skalarne. Falowniki wektorowe potrafią w całym zakresie regulacji prędkości obrotowej utrzymywać stałą wartość momentu obrotowego silnika. Jakość regulacji silnika jest szczególnie widoczna przy niskich prędkościach obrotowych, ponieważ pozwalają ją wyregulować do setnych części procenta. Poza tym, każdy falownik wektorowy ma możliwość pracy w trybie skalarnym – liniowym (U/f). Faktem jest, że wymagają dodatkowych podzespołów niezbędnych do uzyskania sprzężenia zwrotnego. Wyjątkiem jest jednak falownik DTC (ang. Direct Torque Control), posiadający najbardziej zaawansowaną metodę sterownia, bez konieczności stosowania sprzężenia zwrotnego.

Rys. Falownik wektorowy Goodrive20 0,75kW/ 400V

Podczas stosowania falownika wektorowego, wymagane jest dodatkowo zdefiniowanie parametrów znamionowych silnika z jakim będzie współpracował. Z tego powodu większość nowych i pierwszy raz używanych falowników wektorowych ustawionych jest początkowo w trybie sterowania skalarnego. W sterowaniu skalarnych wystarczy bowiem określić tylko częstotliwość, napięcie oraz prąd. Z kolei pozostałe dane, niezbędne do sterowania wektorowego, dotyczą konkretnego silnika i należy je wprowadzić wraz z pierwszym jego użytkowaniem.

Falowniki wektorowe dzielą się dodatkowo na bezczujnikowe i ze sprzężeniem zwrotnym. Różnica występuje w metodzie wyznaczania prędkości obrotowej wirnika silnika. Dla falowników bezczujnikowych, prędkość obrotowa obliczana jest na podstawie modelu matematycznego silnika. W przypadku falowników ze sprzężeniem zwrotnym, pomiar aktualnej wartości prędkości odbywa się za pomocą enkodera inkrementalnego, który zamontowany jest na wale silnika.

Ogólnie rzecz ujmując, falowniki wyposażone w sterownie skalarne najczęściej znajdują zastosowanie w napędach o zmiennym momencie obciążenia, głównie ze względów ekonomicznych. Wpływają na redukcje kosztów, w tym energii. Sam koszt wytworzenia falowników skalarnych jest tańszy w porównaniu do wektorowych. Na przykład biorąc pod uwagę rozruch silnika, falowniki skalarne dopasowują się do obciążenia, dostarczając minimalną ilość energii potrzebną do jego wykonania, przez co ograniczone zostają straty energii.

Jedną z różnic w sterowaniu pomiędzy falownikami skalarnymi a wektorowymi jest brak możliwości sterowania kilkoma silnikami równocześnie w przypadku użycia falownika wektorowego, podczas gdy taka możliwość istnieje przy zastosowaniu falownika skalarnego. Warto zaznaczy, że przy jednoczesnym sterowaniu większą ilością silników, falownik skalarny nie będzie kontrolować prądu z każdego silnika z osobna, a jedynie ich prąd sumaryczny. W celu zabezpieczenia pojedynczych silników przed zwarciem czy przeciążeniem, stosuje się wyłączniki silnikowe (termiki). Termiki posiadają dwa elementy ochrony: wyzwalacz termiczny oraz wyzwalacz elektromagnetyczny. Pierwszy z wyzwalaczy służy do ochrony uzwojenia silnika przed przeciążeniem, a drugi tj. elektromagnetyczny, chroni przed zwarciem. Poza tym, oba wyzwalacze są dodatkowo czułe na podwyższoną temperaturę oraz zanik fazy. W przypadku gdy jedno z powyższych zakłóceń pojawi się w silniku, wówczas termik odetnie jego zasilanie elektryczne.

Oprócz tego, przy sterowaniu falownikiem skalarnym wartością zadaną jest stała częstotliwość, a obroty wirnika są pomniejszone o jego poślizg, jaki występuje w stosunku do wytwarzanej prędkości obrotowej pola magnetycznego w stojanie (prędkość synchroniczna). Nie jest natomiast kontrolowane zachowanie samego silnika. Dla falowników wektorowych wartością zadaną są obroty wirnika, które podlegają ciągłej stabilizacji.

Zastosowanie falowników w silnikach elektrycznych – asynchronicznych

Silniki asynchroniczne (indukcyjne) służą do zamiany energii elektrycznej na energie mechaniczną. Jedną z ich cech jest to, że są znacznie tańsze, prostsze w konstrukcji i bardziej niezawodne w porównaniu z innymi silnikami. Składają się z dwóch podstawowych części: nieruchomego stojana i ruchomego wirnika. W przeciwieństwie do silników synchronicznych, wirnik silnika asynchronicznego nie jest zasilany dodatkowym źródłem zasilania. Napięcie prądu przemiennego podłączone do uzwojenia stojana powoduję powstanie zmiennego pola magnetycznego, w wyniku czego wirnik zaczyna się obracać wokół własnej osi. Należy dodać, że wirnik obraca się z poślizgiem, tzn. z opóźnieniem w stosunku do wytwarzanego przez uzwojenie stojana pola magnetycznego. Poślizg wirnika asynchronicznego wzrasta wraz z obciążeniem i wynosi około 2 – 4 %.

Problemem w silnikach asynchronicznych jest rozruch oraz brak możliwości regulowania prędkości obrotowej. Prąd rozruchowy jest od 4 do 8 razy większy od prądu znamionowego pracy silnika. Rozruch silników elektrycznych jest bardzo szybki i wymaga wysokich nakładów energii oraz może powodować awarie w postaci na przykład przegrzania. W celu uniknięcia awarii związanej z przegrzaniem podczas rozruchu stosowane są metody zmniejszające napięcie. Na przykład w silnikach trójfazowych stosuje się rozruch gwiazda – trójkąt. Na czym polega taki rozruch? Ogólnie ujmując, jest to metoda przełączania uzwojeń silnika, stosowana ze względu na konieczność obniżenia prądu rozruchowego dla większych jednostek silnikowych. Podczas rozruchu uzwojenia silnika trójfazowego połączone zostają w gwiazdę, taki układ oznacza się symbolem Y. Uzwojenia są wówczas przygotowane na przyjęcie wyższego napięcia. Po rozruchu, uzwojenia przełączane są w trójkąt (symbol Δ) dla właściwego napięcia zasilania. Sprawia to, że silnik przy rozruchu zasilany jest z niższego napięcia, co ogranicza prąd rozruchowy. Warto zaznaczy, że przy takim rozruchu silnik nie może być obciążony, ponieważ ograniczenie prądu rozruchowego silnika powoduje również zmniejszenie jego momentu rozruchowego. Poza tym, silnik powinien być dostosowany do pracy w połączeniu typu trójkąt. Na jego tabliczce znamionowej powinno znajdować się wówczas oznaczenie 400V/690V (Δ/A) lub 400V (Δ). Jeżeli silnik ma być zasilany napięciem międzyfazowym 400V, wówczas jego uzwojenia powinny być przystosowane na 690/400V.

Rys. 2 Połączenia układów trójfazowych

Rozruch gwiazda–trójkąt stosuje się głównie w mocniejszych silnikach lub jako dodatkową alternatywną metodę rozruchu, na wypadek uszkodzenia podstawowego rozruchu, opartego np. na falowniku. W silnikach o mocy do 4–5kW można stosować rozruch bezpośredni.

Softstart

W przypadku braku konieczności regulacji prędkości obrotowej silnika można zastosować dla rozruchu tzw. softstart. Softstart jest to rodzaj okrojonego falownika, który ogranicza się głównie do kontroli prądu rozruchowego i ewentualnego zatrzymania silnika. Stosowany jest w wielu aplikacjach przemysłowych, szczególnie w napędach, które wymagają łagodnej zmiany momentu napędowego. Za pomocą softstartów można miedzy innymi ustawić czas trwania rozruchu – co jest szczególnie ważne w aplikacjach o dużej bezwładności – oraz kontrolować zanik faz. Poza tym, w niektórych softstartach istnieje także możliwość podłączenia czujnika temperatury z silnika.

Falowniki pozwalają na zwiększenie lub zmniejszenie częstotliwości napięcia, powodując tym samym zmianę prędkości obrotowej i regulacje rozruchu. Przy zmianie częstotliwości musi być jednak zachowana proporcja do napięcia, tzn. napięcie powinno się zmniejszać lub zwiększać proporcjonalnie do częstotliwości. W tym celu falowniki wyposażone są dodatkowo w modulacje szerokości impulsów (PWM). W silnikach asynchronicznych prędkość obrotowa wirnika jest od 2% do 4% mniejsza od prędkości synchronicznej (prędkości obrotowej pola magnetycznego) silnika. Oznacza to, że w Polsce jak i w całej Europie, dla częstotliwości zasilania sieci elektroenergetycznej wynoszącej 50 Hz, prędkość synchroniczna jest równa 3000 obr/min, co daje prędkość obrotową wirnika w silniku asynchronicznym w granicach 2800-2900 obr/min.

Przesyłanie prądu stałego na dalekie odległości

Większość nowoczesnych sieci elektroenergetycznych pracuje na prąd przemienny. Spowodowane to jest łatwością wygenerowania takiego prądu za pomocą generatorów synchronicznych, których konstrukcja jak i koszt wytworzenia jest znacznie tańszy niż maszyn prądu stałego. Napięcie w układach prądu zmiennego można łatwiej przekształcać za pomocą transformatora, przez co zmniejszone zostają straty, powstałe w trakcie przesyłania prądu na dalekie odlegości. Aby zmniejszyć straty związane z przesyłem prądu, należy zmniejszyć prąd oraz podnieść jego napięcie, które następnie należy obniżyć do wartości bezpiecznych dla użytkownika końcowego. Stąd w zależności od przeznaczenia, spotykane są sieci wysokiego, średniego oraz niskiego napięcia.

Długość linii przesyłowych prądu przemiennego jest jednak ograniczona i zależy od typu linii (napowietrzna, kablowa) oraz od jej obciążenia. Zjawisko ładowania linii, które zachodzi szczególnie w liniach długich i słabo obciążonych, przekłada się na pobór mocy biernej i powoduje tym samym straty energii.

Zjawisko to nie dotyczy linii wysokiego napięcia prądu stałego HVDC ( ang. High-Voltage Direct Current), gdyż ładowanie linii tego typu zachodzi tylko przy włączeniu zasilania lub podczas zmiany napięcia. Dzięki temu zminimalizowane są straty przesyłowe i stąd na dalekie odległości bardziej opłacalne staje się przesyłanie prądu stałego. W liniach HVDC przed przesyłem prąd zostaje wyprostowany przez prostownik, natomiast po stronie odbiorcy znajduje się właśnie falownik, który zamienia prąd stały na prąd zmienny.

Falownik zastosowanie – dostawca czystej, przyjaznej dla środowiska energii elektrycznej

Oprócz zasilania tramwajów czy ładowarek, prąd stały jest wymagany do działania praktycznie w każdym obwodzie elektronicznym. Baterie, paliwa kopalne, jak i popularne w ostatnich latach ogniwa słoneczne czy turbiny wiatrowe – stanowiące czyste i odnawialne źródło energii elektrycznej – wytwarzają wyłącznie prąd stały. Aby przesłać wytworzony prąd stały do gniazd elektrycznych gospodarstw domowych potrzebny jest właśnie falownik. W przypadku większości elektrowni wiatrowych i bez wyjątku wszystkich systemów fotowoltaicznych, falownik stanowi interfejs do sieci zasilającej, jest centralnym elementem w systemach fotowoltaicznych. Odpowiada on nie tylko za najbardziej kompletną konwersję prądu stałego na prąd przemienny, ale zapewnia pracę ogniwa słonecznego w optymalnym punkcie pracy, monitoruje sieć i wydajność systemu fotowoltaicznego. Wytwarzanie energii słonecznej stało się najważniejszym rynkiem dla falowników w ostatnich latach. Falowniki mają zatem ogromne praktyczne znaczenie jako połączenie pomiędzy dwoma systemami zasilania DC i AC.