Znaczny, w ostatnim czasie, wzrost liczby instalacji fotowoltaicznych w Polsce pociągnął za sobą wzrost napięcia w sieci energetycznej. Co to oznacza dla użytkowników tych instalacji? Powoduje to pewne trudności w ich eksploatacji, jednak nie należy zbytnio wyolbrzymiać tego problemu. Z każdej bowiem sytuacji można – jak wiemy – znaleźć jakieś rozsądne wyjście. I tak jest i w tym przypadku. Jednak zacznijmy od początku.
Falowanie i spadanie
Jak już wcześniej zauważono, w bardzo szybkim tempie przybyła duża ilość instalacji fotowoltaicznych, co przyczyniło się do skoków napięcia w sieci energetycznej, a to z kolei może być przyczyną ograniczenia pracy lub wyłączenia inwertera (falownika) w mikroinstalacji. Nadwyżka energii elektrycznej jest bowiem przesyłana przez naszą domową instalację do lokalnej sieci za pośrednictwem inwertera, który musi podnieść jej napięcie w stosunku do tego panującego w sieci. Gdy mieliśmy do czynienia z nieznaczną liczbą instalacji fotowoltaicznych na danym obszarze, wystarczyło delikatne podniesienie napięcia. W przypadku dużej ilości tych instalacji nadwyżki prądu muszą być przesyłane siecią średniego lub wysokiego napięcia. Limit sieci domowej to 253V, a przekroczenie tej wartości na którejś z faz powoduje wyłączenie się falownika. Dzieje się tak nawet w przypadku, gdy prosument nie ma nadwyżek wyprodukowanej energii. Powodem tego jest dodatkowe zaopatrywanie przez naszych sąsiadów danej fazy w nadwyżki energii ze swoich mikroinstalacji, w przypadku gdy ta dana faza nie jest dostatecznie obciążona. Wtedy napięcie może wzrosnąć ponad w/w limit. Do ograniczenia mocy inwertera lub jego wyłączenia może dojść także wskutek zbyt dużej różnicy napięć pomiędzy poszczególnymi fazami, gdy np. w danym momencie jedna faza w domu jest bardziej obciążona w stosunku do pozostałych.
Przyczyną skoków napięcia w sieci mogą być także:
- duża liczba innych instalacji fotowoltaicznych na linii energetycznej, do której podpięty jest klient,
- bliskie sąsiedztwo transformatora oraz zakładów przetwórczych, np. fabryk,
- urządzenia klienta o dużej mocy.
Czy wahania napięcia w sieci mogą doprowadzić do awarii instalacji czy zagrażać naszemu bezpieczeństwu? Nie, tym nie należy się martwić, ponieważ prawidłowo zaprojektowany system posiada właściwe zabezpieczenia przed tego typu zdarzeniami, a chwilowo wyłączający się inwerter, ze względów bezpieczeństwa właśnie, zachowuje się zgodnie ze swoim przeznaczeniem. Bowiem optymalny poziom napięcia sieci, który jest uwzględniony w umowie z Zakładem Energetycznym, powinien wynosić 230V +/-10%. Oznacza to, że gdy napięcie mieści się w zakresie od 207V do 253V, to inwerter będzie działał prawidłowo. Jeżeli natomiast napięcie niespodziewanie wzrośnie i przekroczy 253V, wówczas niezależnie od czasu trwania tego przekroczenia – czy to sekundę, czy kilka godzin, inwerter natychmiast się zresetuje i zacznie on ponownie swoją pracę, gdy parametry w sieci powrócą do normy. Jest to związane z tym, iż falownik nie może wysyłać prądu w momencie, gdy ekipa Zakładu Energetycznego prowadzi w okolicy naprawy w sieci, bo mogłoby się to zakończyć tragedią.
Zatem o nasze bezpieczeństwo i naszą instalację fotowoltaiczną możemy być spokojni. Jednak owe wahania napięcia nie pozostają bez konsekwencji dla wydajności instalacji, prowadząc do strat w produkcji energii elektrycznej przez prosumenta, które jednak nie są znaczące.
Słoneczne nadwyżki
Zbyt wysokie napięcie w sieci może pojawić się w różnych momentach, jednak zwykle dzieje się tak w okresie wiosenno-letnim, w którym najczęściej świeci słońce. Właśnie wtedy instalacje fotowoltaiczne produkują najwięcej energii i przesyłają nadwyżki do sieci, zwiększając w niej napięcie. A kiedy jeszcze w pobliżu naszego domu znajduje się kilka innych tego typu systemów, w jednej chwili infrastruktura energetyczna musi przyjąć o wiele więcej prądu niż jest w stanie. Zatem może się zdarzyć, że instalacjawyłączy się w środku słonecznego dnia, kiedy to uzyski energetyczne powinny być najwyższe.
Sieć energetyczna w naszym kraju nie została bowiem zbyt dobrze przygotowana na tak gwałtowne zmiany, nie będąc przystosowaną do dwukierunkowego przesyłania energii elektrycznej i przyjmowania nadwyżek produkowanych przez przydomowe elektrownie słoneczne. Natomiast infrastruktura energetyczna jest przestarzała, a jej stan techniczny pozostawia wiele do życzenia.
Porady na napięciowe „roszady”
Projektowanie instalacji
Aby uniknąć problemu wyłączającego się falownika, musimy podjąć właściwe kroki już na etapie projektowania instalacji fotowoltaicznej. Należy wówczas dokonać pomiarów impedancji pętli zwarcia pomiędzy przewodami L i N, które pokazują nam przybliżoną maksymalną moc instalacji, która prawdopodobnie pozwoli uniknąć problemów ze zbyt wysokim napięciem w sieci. Wykonaniem pomiarów i ich interpretacją powinien się zająć doświadczony elektryk z odpowiednimi uprawnieniami.
Zgłoszenie zbyt wysokiego napięcia
Po zainstalowaniu fotowoltaiki prosumenci mogą kontrolować poziom napięcia w sieci zarówno na samym falowniku, jaki i w dedykowanej dla niego aplikacji. Pierwszym krokiem, który należy zrobić po zauważeniu problemów z napięciem sieci jest zgłoszenie takiej sytuacji do Zakładu Energetycznego. To operator sieci jest odpowiedzialny za infrastrukturę energetyczną i jego obowiązkiem jest doprowadzenie do rozwiązania problemu. Jednak ze względu na ponoszone przez nas każdego dnia awarii straty, w naszej gestii leży monitorowanie sprawy w przypadku opieszałości przedstawicieli Zakładu Energetycznego, poprzez przypominanie o zaistniałym problemie. Najlepiej, jeżeli jest taka możliwość, robić to zbiorowo wraz z innymi prosumentami.
W sytuacji, gdy Zakład Energetyczny przychyli się do naszego wniosku, może on podjąć następujące czynności:
- obniżenie na „najbliższej” trafostacji napięcia w sieci o kilka Volt – przynosi to najlepsze skutki i powinno rozwiązać problem,
- zainstalowanie analizatora parametrów sieci, w celu jej weryfikacji i podjęcia dalszych kroków prowadzących do wyjaśnienia przyczyn zaistniałej sytuacji – ten sposób zdecydowanie wydłuża proces przywrócenia poprawnego działania instalacji fotowoltaicznej, ale jednocześnie jest to oznaka, że Zakład Energetyczny poważnie zainteresował się naszym zgłoszeniem.
Autokonsumpcja domowych instalacji
W tym miejscu należy przypomnieć, że systemy fotowoltaiczne zainstalowane obecnie w Polsce rozliczają się z Zakładem Energetycznym z nadwyżek wyprodukowanej energii poprzez tzw. system opustów. Polega to na tym, że nadwyżka energii elektrycznej produkowana przez instalację fotowoltaiczną jest odsyłana do Operatora Energetycznego, a właściciel instalacji może odebrać ją w ilości 80% (70% – gdy instalacja ma moc >10 kWp) w ciągu 365 dni. Okazuje się jednak, że nadwyżki w ciągu roku jest bardzo dużo, ponieważ użytkownicy przydomowych instalacji są w stanie na bieżąco wykorzystać jedynie 20-30% energii produkowanej przez instalację fotowoltaiczną. Zatem bardzo ważnym w tej sytuacji byłoby zwiększanie autokonsumpcji domowych instalacji, minimalizując nadwyżki niewykorzystanej energii, co uchroniłoby przed wahaniami napięcia w sieci energetycznej i wyłączaniem się instalacji. Ponadto im więcej energii skonsumujemy w naszym gospodarstwie domowym, tym szybciej inwestycja się zwróci. Jak to zrobić? Jest na to wiele sposobów, które jednocześnie uproszczą nam życie:
- zaplanowanie pracy energochłonnych urządzeń na najbardziej słoneczne momenty dnia, np. zaprogramowanie pralki lub zmywarki, aby włączyły się właśnie podczas szczytowej produkcji energii,
- zaplanowanie w upalne dni, w porze największej produkcji energii, włączenia się klimatyzacji, która zwiększy zużycie energii i wychłodzi dom przed naszym powrotem
z pracy, - zaplanowanie pracy zraszaczy w ogrodzie, które razem z pompą zużyją część nadwyżek energii.
Jeżeli nasza instalacja fotowoltaiczna posiada inteligentny licznik energii, będziemy mogli określić precyzyjnie, w których porach dnia powinniśmy używać najwięcej energii, aby jak najefektywniej ją wykorzystać.
Poza tym nowoczesne budownictwo zmierza w kierunku smart home, czyli inteligentnych domów. Stwarza to nieograniczone możliwości zdalnego sterowania i planowania pracy urządzeń elektrycznych. Co więcej, istnieją specjalne rozwiązania dedykowane dla fotowoltaiki, wykrywające zbyt wysokie napięcie w sieci i uruchamiające natychmiast energochłonne elementy wyposażenia domu.
Przydomowy magazyn energii
Innym, coraz bardziej popularniejszym rozwiązaniem na wyprodukowane przez mikroinstalację nadwyżki energii, jest magazynowanie jej w przydomowych magazynach energii, dzięki czemu nie obciążamy sieci. Wyprodukowany prąd w pierwszej kolejności zasili urządzenia, które są przez nas aktualnie używane, a jego nadwyżki będą przechowywane i będziemy mogli z nich skorzystać w dowolnym momencie, bez żadnych strat. Co prawda ceny akumulatorów do magazynowania energii są bardzo wysokie, jednak rządowy program „Mój Prąd” przewiduje dofinansowanie właśnie dla osób, które zdecydują się na taki przydomowy magazyn. Szczegóły na stronie: https://mojprad.gov.pl/
Samochody elektryczne i hybrydowe
Może warto byłoby wziąć również pod uwagę ostatnie trendy, które niebawem mogą stać się standardem. Chodzi o wykorzystanie nadwyżek energii do ładowania samochodów elektrycznych czy hybrydowych. Jest to bowiem czysty zysk zarówno dla nas, jak i dla środowiska.
Nie wahaj się, to się nadal opłaca
Podsumowując, zbyt wysokie napięcie w sieci energetycznej może mieć wymierny wpływ na eksploatację instalacji fotowoltaicznej, gdy inwerter, ze względów bezpieczeństwa, wyłącza się po przekroczeniu progu 253V. Dzieje się tak szczególnie w okresie wiosenno-letnim, w którym do sieci trafia duża ilość nadwyżek prądu, ze względu na duży przyrost liczby mikroinstalacji. Za wszystko to odpowiada przestarzała infrastruktura, która nie jest przystosowana do przyjmowania dużych ilości energii.
Oczywiście wyłączenia falownika są chwilowe i nie sprawią, że inwestycja w instalację fotowoltaiczną stanie się nierentowna. W skali roku straty mogą wynieść tylko kilka procent.
Pomimo tych utrudnień, fotowoltaika, biorąc pod uwagę większość rozwiązań z obszaru energetyki, to nadal najbardziej opłacalne ekologiczne źródło energii, które generuje oszczędności i daje w pewnym stopniu niezależność energetyczną.
W razie jakichkolwiek problemów czy wątpliwości nasza firma postara Ci się pomóc tak, aby Twoje napięcie rosło tylko podczas czytania sensacyjnych książek czy oglądania sensacyjnych filmów.
