Prosumenci w Polsce mają największy udział w rynku fotowoltaicznym. Sprzyjające przepisy wpłynęły na gwałtowny rozwój instalacji prosumenckich w ostatnich latach. Należy jednak zwrócić uwagę, że skumulowane źródła energii fotowoltaicznej mogą wywoływać niepożądane zjawiska w sieci elektroenergetycznej. Rozwiązaniem jest zastosowanie nowoczesnych technologii.
Duża liczba przyłączeń nowych mikroinstalacji PV do sieci energetycznej może spowodować wzrost napięcia w sieci. Prawnie dopuszczalne limity według regulacji operatorów systemów dystrybucyjnych wskazują, że napięcie w sieci niskiego napięcia ma wynosić 230 V z dopuszczalnym odchyleniem 10% w górę lub w dół. Zakres dopuszczalnego napięcia wynosi zatem od 207 do 253 V. Teoretycznie na takie wartości powinny być przygotowane wszystkie urządzenia przyłączone do sieci.
Niepożądane zjawisko
Moduły fotowoltaiczne w instalacji PV generują prąd stały, który przed wprowadzeniem do sieci jest zmieniany w prąd przemienny za pomocą falownika. Zdarza się, że w jednej lokalizacji pracuje wiele instalacji prosumenckich, które oddają energię do sieci w tym samym czasie, a każdy z falowników próbuje wprowadzić do sieci prąd.
Zgodnie z podstawowymi prawami fizyki, sieć stawia temu pewien opór (w przypadku prądu przemiennego określany jako impedancja). Z prawa Ohma wynika, że wzrost prądu przy pewnym oporze skutkuje wzrostem napięcia. Jeśli w odnodze sieci pojawiają się źródła o mocy wielu kilowatów, to napięcie w niej będzie rosło, a jeśli moc (a więc i prąd) będzie odpowiednio wysoka, to napięcie przekroczy limit 253 V, co spowoduje wyłączenie się falownika, a cała instalacja zostanie odcięta od sieci. Gdy napięcie spadnie poniżej 253 V, falownik oraz cała instalacja fotowoltaiczna ponownie się uruchomią. Zjawisko to powoduje, że pojedyncze profile produkcji domowych instalacji PV nie są ciągłe, co można zaobserwować na wykresach obrazujących poziom generacji.
Warto zaznaczyć, że zjawisko odłączania się falownika jest spowodowane czynnikami zewnętrznymi, pochodzącym z sieci tylko wtedy, gdy domowa instalacja jest poprawnie zainstalowana i skonfigurowana. Może się bowiem okazać, że przyczyną nieprawidłowości są błędy instalatorskie, np. kable o zbyt małym przekroju w stosunku do mocy modułów, co skutkuje wzrostem napięcia.
Sposoby rozwiązania problemu
Jedną z możliwości jest modernizacja sieci przez OSD. Jednak przystosowanie sieci energetycznej do dwukierunkowego przesyłu energii wymaga czasu i olbrzymich nakładów finansowych. Ocenia się, że jedne z największych wydatków, towarzyszących całej transformacji energetycznej, to właśnie nakłady na modernizację, automatyzację i cyfryzację sieci. Przykładem rozwiązania jest zainstalowanie transformatora, w którym automatyka pozwoli w razie potrzeby nieco obniżać napięcie. Wtedy nadwyżka energii z końcówki sieci będzie mogła popłynąć w drugą stronę, w kierunku sieci średniego napięcia.
Druga możliwość, dużo łatwiejsza do wprowadzenia w życie, to zwiększenie autokonsumpcji w czasie występowania największego poziomu promieniowania słonecznego, a co za tym idzie, największego poziomu produkcji energii fotowoltaicznej. Wymaga to zaplanowania i zaprogramowania pracy domowych urządzeń właśnie w tym czasie. Przy instalacji dobranej odpowiednio do potrzeb inwestora, eksport energii do sieci nie występuje. Kolejnym sposobem jest magazynowanie nadwyżek wyprodukowanej energii elektrycznej, aby później wykorzystać je w dowolny sposób. Trzecią metodą jest skorzystanie z funkcji wysokiej jakości falownika fotowoltaicznego.
Korzyści z zastosowania nowoczesnych falowników
Wysokiej jakości falowniki fotowoltaiczne mogą korzystnie wpłynąć na pracę sieci elektroenergetycznej poprzez generację tzw. mocy biernej zgodnie z wymaganiami operatorów sieci dystrybucyjnej. Zastosowane rozwiązania w nowoczesnych urządzeniach mogą w taki sposób przesunąć w czasie przebiegi napięcia i natężenia, że opór, jaki sieć stawia wprowadzanej energii, nieco zmaleje, jednak kosztem pewnego ograniczenia produkcji. Największą korzyścią jest to, że instalacja nadal wytwarza energię.
Dostępne na rynku polskim falowniki Huawei SUN2000 posiadają dodatkową funkcję Voltage Rise Suppression, która zapobiega istotnemu podnoszeniu napięcia. Nie tylko potrafią zarządzać mocą bierną, lecz także działać w warunkach, kiedy sama generacja mocy biernej w niczym by nie pomogła i instalacja tak czy inaczej zostałaby wyłączona.
Dzięki Voltage Rise Suppression falownik ten potrafi skutecznie zarządzać wytwarzaniem energii przez moduły fotowoltaiczne, tak aby instalacja fotowoltaiczna nie została wyłączona. Funkcja aktywuje się automatycznie w momentach, gdy jest potrzebna. Falownik Huawei pozwala więc uzyskać maksimum możliwych korzyści, zanim poprawi się kondycja sieci elektroenergetycznej oraz zanim zainwestujemy w magazyn energii. Co ciekawe, model SUN2000 potrafi ładować domowy magazyn typu LUNA2000 tego samego producenta także w warunkach zbyt wysokiego napięcia w sieci, co jest unikalną zdolnością na rynku.
artykuł sponsorowany
