Dynamiczny przyrost liczby instalacji fotowoltaicznych powoduje, że w niektórych rejonach kraju pojawia się zbyt wysokie napięcie w sieci elektroenergetycznej. Szczególnie w słoneczne dni, gdy skoki napięcia są duże, zdarza się, że instalacja fotowoltaiczna sama się wyłącza. Co zrobić, gdy spotka nas ten problem? Jak można temu zapobiegać?
Polacy pokochali energię ze słońca. Od kilku lat liczba przydomowych instalacji nieustannie rośnie, a w minionym roku osiągnęła rekordowy poziom. Tylko w ostatnim miesiącu ub. r. do sieci przyłączono blisko 54 tysiące nowych instalacji, a łącznie na koniec 2021 r. mieliśmy ok. 850 tysięcy domów z PV. Skumulowana moc zainstalowana w fotowoltaice na koniec minionego roku wyniosła 7670 MW, czyli blisko o 94% więcej niż na koniec 2020 r.
Tak dynamiczny rozwój prosumenckiej energetyki odnawialnej jest bardzo pozytywnym zjawiskiem. Znacznie redukuje zapotrzebowanie na drogi prąd z elektrowni oraz ogranicza emisję CO2 do atmosfery. Z drugiej strony jednak, intensywny wzrost fotowoltaiki uwypuklił problem jakości naszej infrastruktury energetycznej, która nie jest najlepiej przygotowana do zarządzania energetyką rozproszoną. Efektem tego bywa zbyt duże napięcie w sieci występujące w niektórych rejonach, gdzie wiele budynków posiada instalacje PV. Skoki napięcia powodują wyłączenie się inwertera i tym samym zatrzymanie pracy całej instalacji.
Co powoduje skoki napięcia w sieci?
Zbyt wysokie napięcie w sieci może powstać z różnych powodów, m.in. w wyniku pracy urządzeń domowych o dużej mocy, sąsiedztwa zakładów produkcyjnych czy bliskiej odległości instalacji fotowoltaicznej od transformatora. Problem ten powstaje najczęściej, gdy wiele instalacji jest podłączonych do jednej linii energetycznej. Nasila się on podczas słonecznej pogody, kiedy panele fotowoltaiczne produkują najwięcej energii. W takich momentach duża ilość niewykorzystanego prądu przekazywana jest do sieci, które przyjmują o wiele więcej mocy niż są w stanie. Według danych statystycznych, właściciele przydomowej fotowoltaiki wykorzystują na bieżące potrzeby najczęściej zaledwie 20-30% energii wyprodukowanej we własnej instalacji, a pozostała część trafia do sieci, powodując czasem jej przeciążenia. Dlatego tak istotne jest zwiększanie autokonsumpcji energii w miejscu jej wytworzenia.
Co dzieje się gdy napięcie w sieci jest za wysokie?
Optymalny poziom napięcia w sieci, co jest określone również w umowach z zakładami energetycznymi, powinien utrzymywać się na poziomie 230V i wahać w granicach maksymalnie 10%, czyli w przedziale 207-253V. Zgodnie z tymi parametrami ustawiane są również falowniki, czyli główne urządzenia w instalacjach fotowoltaicznych, które przetwarzają prąd.
Jeśli napięcie w sieci zbliży się do wartości 253 Volt, to falownik znacząco obniży produkcję, a po przekroczeniu tego napięcia całkowicie się wyłączy i nie będzie działał aż do momentu powrotu napięcia w sieci do normy. Nie oznacza to awarii, wręcz przeciwnie – wyłączający się chwilowo inwerter zachowuje się w taki sposób, w jaki został zaprogramowany. Dotyczy to kwestii bezpieczeństwa. Podwyższony poziom napięcia w sieci wymaga interwencji zakładu energetycznego i wykonania przeglądu instalacji elektroenergetycznej. Gdyby w tym czasie falownik dalej pracował, napięcie w sieci mogłoby wzrosnąć do niebezpiecznych wartości, uszkadzając najbardziej wrażliwą elektronikę w naszych domach – tłumaczy Piotr Trojanowski, kierownik realizacji w terenie w firmie Columbus Energy S.A.
Co zrobić, gdy problem się powtarza?
Sporadyczne i chwilowe wyłączenia inwertera mogą okazać się niezauważalne przez użytkowników fotowoltaiki. Problem pojawia się, gdy czas wyłączenia się przedłuża lub gdy często dochodzi do takich sytuacji. Wtedy w pierwszej kolejności należy zgłosić sprawę do zakładu energetycznego, który powinien podjąć niezwłoczne działania w sprawie obniżenia napięcia w sieci.
Zakład energetyczny w takiej sytuacji powinien obniżyć napięcie o kilka Volt na najbliższej sieci transformatorowej. W dłuższej perspektywie niezbędne będzie także wykonanie modernizacji sieci. Na szczęście operatorzy sieci dystrybucyjnych w końcu dostrzegli problem i zaczęli działania w tym zakresie. Czasem, w bardziej skomplikowanych przypadkach zakład energetyczny decyduje się także na instalację analizatora parametrów sieci, który pozwala na weryfikację i ustalenia przyczyn problemu – mówi Piotr Trojanowski.
Zgłaszając problem do zakładu energetycznego, warto załączyć raport pomiarowy (odczyty z falownika, pomiary pętli zwarcia i stanu pracy) oraz dane pokazujące przekroczenia dopuszczalnych wartości napięcia. W tym zakresie można zwrócić się o pomoc do firmy, która dostarczała nam fotowoltaikę.
Dużą rolę w poprawnym działaniu fotowoltaiki odgrywa firma, która dostarcza fotowoltaikę. Ekipa instalatorów zawsze powinna zadbać o dobrze wykonany montaż i poprawne przyłączenie instalacji do obiektu, dzięki temu unikamy najczęstszych problemów z pracą urządzeń i instalacji PV. Przypadkowy i nieświadomy montaż bardzo często kończy się dużą ilością problemów oraz niską produkcją energii elektrycznej w okresie najbardziej korzystnym dla instalacji fotowoltaicznych – dodaje Piotr Trojanowski.
Pomocna autokonsumpcja
Oprócz niezbędnych kroków, o które powinien zadbać zakład energetyczny, także sami właściciele fotowoltaiki mogą podjąć pewne działania, które zniwelują problem przeciążenia sieci, a dodatkowo pozwolą racjonalnie gospodarować kosztowną energią. Mowa tutaj o autokonsumpcji. Zużywając więcej prądu na własne potrzeby, mniej przekazujemy do sieci i tym samym nie przyczyniamy się do jej przeciążenia. Jak to zrobić? Korzystając ze sprzętów domowych wtedy, kiedy uzyski energii są największe. Często instalacja pracuje najefektywniej w godzinach południowych, gdy jesteśmy poza domem. W takiej sytuacji można użyć funkcji planowania pracy urządzeń, np. pralki czy zmywarki. Autokonsumpcję zwiększa także pompa ciepła czy ładowanie samochodu elektrycznego w domu.
Dobrym pomysłem, do którego namawia NFOŚiGW planując dotację tych urządzeń w najnowszym programie “Mój Prąd”, są przydomowe magazyny energii. Zamiast oddawać nadwyżki do sieci i potem odbierać tylko 70 lub 80 proc. przekazanych kilowatogodzin, można gromadzić je we własnym magazynie i korzystać z nich w dowolnym momencie. Magazyn ponadto jest bezcennym zabezpieczeniem w sytuacjach przerw w dostawie energii elektrycznej.
