Wyłączenia fotowoltaiki, za wysokie napięcie w sieci, jak się bronić.

[marxxx]

Wyłączenia fotowoltaiki, za wysokie napięcie w sieci, jak się bronić.
Wesołych świąt bez wyłączeń fotowoltaiki. 
https://youtu.be/CZtz5VIBbes

Fotowoltaika w Polsce stała się bardzo popularna, wysokie ceny prądu sprawią że pomimo zmiany sposobu rozliczania z ilościowego na kwotowy instalacji nadal przybywa , z tym że w trochę wolniejszym tempie niż dwa lata temu. Na koniec 2023r zainstalowane było ok 16GW mocy, a 5GW więcej niż rok wcześniej. Jednak dyrektywa budynkowa nażuca obowiązek montażu fotowoltaiki na każdym domu oddawanym do użytku już od 2028r. Jednak do tak gwałtownego przyrostu mocy w fotowoltaice nie zdążyły się przygotować sieci energetyczne które były projektowane do przesyłu energii od elektrowni poprzez sieci wysokiego i średniego napięcia w kierunku odbiorcy końcowego i sieci niskich napięć. Jednak rozwój energetyki rozproszonej sprawił że w słoneczne dni energie trzeba kierować w przeciwnym kierunku. W dzielnicach w których fotowoltaika jest popularna pojawił się problem wysokich napięć i w konsekwencji wyłączanie się mikroinstalacji fotowoltaicznych. Sytuacja z roku na rok będzie jeszcze gorsza, przerwy w ciągu dnia będą coraz dłuższe, a problem zacznie się już w ostatnim miesiącu zimy i potrwają do późnej jesieni. Częste wyłączanie mikroinwertera ma negatywny wpływ na jego żywotność, a dodatkowo nie mamy własnej produkcji akurat w czasie kiedy powinna być najwyższa.
Jak się przed tym chronić, co zrobić aby nasze instalacje w słonecznie dni produkowały prąd a nie tylko szpeciły dachy. O tym w dalszej części, oglądajcie do końca.

[retrofood]

2 minuty temu, marxxx napisał:

 Jak się przed tym chronić, co zrobić aby nasze instalacje w słonecznie dni produkowały prąd a nie tylko szpeciły dachy. 

 

Zużywać! Tego nikt nie jest w stanie zabronić.

[marxxx]

tak, autokonsumpcja jest  najbardziej opłącalna, 

[marxxx]

Sposoby na wyłączenia fotowoltaiki. Jak skutecznie obniżyć napięcie w instalacji PV

Marzec jest pierwszym miesiącem w roku kiedy fotowoltaika pokazuje swoją moc. Niesie to za sobą poważne konsekwencje.  Wyraźnie wzrasta napięcie w sieci, ale za to spada  cena energii od prosumentów w net-billingu (RCE)    Obydwa zjawiska są niekorzystne dla posiadaczy paneli fotowoltaicznych. Zjawiska te będą tylko narastać, ponieważ nowa dyrektywa budynkowa narzuca obowiązek montażu fotowoltaiki na każdym domu oddawanym do użytku już od 2030r. Jednak do tak gwałtownego przyrostu mocy w fotowoltaice nie zdążyły i raczej do 2030 roku nie zdążą przygotować się sieci energetyczne które były projektowane do przesyłu energii od elektrowni poprzez sieci wysokiego i  średniego napięcia do sieci niskich napięć i odbiorcy końcowego. i Jednak rozwój energetyki rozproszonej sprawił że w słoneczne dni energie trzeba kierować w przeciwnym kierunku. W dzielnicach w których fotowoltaika jest popularna pojawił się problem wysokich napięć i w konsekwencji wyłączanie się mikroinstalacji fotowoltaicznych. Sytuacja z roku na rok będzie jeszcze gorsza, przerwy w ciągu dnia będą coraz dłuższe, a problem zacznie się już w ostatnim miesiącu zimy i potrwają do późnej jesieni. Częste wyłączanie mikroinwertera ma negatywny wpływ na jego żywotność, a co gorsze nie mamy własnej produkcji akurat w czasie kiedy powinna być najwyższa.
Jak się przed tym chronić, co zrobić aby nasze instalacje w słonecznie dni produkowały prąd a nie tylko szpeciły dachy. O tym w dalszej części.

Wersja dla nie lubiących czytać:

Sposoby na wyłączenia fotowoltaiki. Jak skutecznie obniżyć napięcie w instalacji PV

Optymalny  poziom napięcia w sieci, powinien wynosić  230V i może wahać się maksymalnie o 10%, czyli w przedziale 207-253V. Zgodnie z tymi parametrami ustawiane są również falowniki, czyli główne urządzenia w instalacjach fotowoltaicznych, które przetwarzają prąd.
Falownik wyłączy się jeżeli  napięcie w sieci przez 10 minut przekracza  253 V , a wyłączy się natychmiast jak przekroczy 264V natychmiast. Falownik trójfazowy wyłączy sią nawet jeśli napięcie choćby jednej z trzech faz przekroczy dopuszczalną normę. 

Problem ten powstaje najczęściej, gdy wiele instalacji PV jest podłączonych do jednej linii energetycznej. Nasila się on podczas słonecznej pogody, kiedy panele fotowoltaiczne produkują najwięcej energii. Jeżeli moc zainstalowana fotowoltaiki w obrębie stacji tansformatorowej znacznie przekracza moc transformatora, to problemy są niemal pewne.

Ponadto problem występuję często w domach, które są daleko od transformatorów i w mniejszych miejscowościach.

 

 

Co możemy zrobić z problemem wysokich napięć?

Jeżeli napięcie w sieci jest stale wysokie to można zgłosić problem do ZE, wysyłając specjalny druk RPV.
Może to skutkować obniżeniem napięcia na transformatorze, jednak jeżeli napięcie za transformatorem już jest większe niż zadane, to zabieg ten nie przyniesie spodziewanego efektu.  Po drugie transformatory teoretycznie są dwukierunkowe,  ale nie we wszystkich przypadkach tak jest. 

Całkowite rozwiązanie problemu zazwyczaj wymaga wymiany transformatora na trafo o większej mocy, montaż większej ilości transformatorów na danym obszarze, a czasem i wymianę przewodów na grubsze. 
Jak wiemy Operatorzy Systemów Dystrybucyjnych (OSD) mają ograniczone budżety, więc zazwyczaj pozostaje nam samodzielnie poradzić sobie z problemem.  Mamy tu kilka opcji do wyboru. 

 

 

Najprościej jest  zwiększyć autokonsumpcję produkowanej energii.

W tym celu musimy zmienić swoje przyzwyczajenia. Wiele urządzeń elektrycznych uruchamiamy często wieczorem lub po zachodzie słońca.   Obecnie większość takich urządzeń jak zmywarki, pralki, suszarki do ubrań, bojlery, systemy nawadniania,  pompy ciepła czy klimatyzatory wyposażona jest w programatory czasowe lub timery pozwalające uruchomić urządzenie po określonym czasie. W naszym przypadku celujemy w godziny w których napięcie w sieci zbliża się do krytycznego. Wówczas inwerter będzie miał mniej energii (nadwyżki) do „wypchnięcia” na zewnątrz, a więc napięcie nie będzie tak intensywnie podbijane.

Ponadto w domu mamy wiele urządzeń na baterie które należy ładować, jak np odkurzacze automatyczne, laptopy, tablety, latarki,  elektronarzędzia, rowery elektryczne i powoli pojawiają się samochody elektryczne.  Większość z nas w godzinach południowych jest albo w pracy albo w szkole, więc powstaje problem z włączeniem  ładowarek. 
Tutaj z odsieczą przychodzą systemy zarządzania energią, a zwłaszcza  inteligentne gniazdka, które możemy zaprogramować aby włączały przesyłanie prądu o dowolnej porze, możemy też sterować nimi zdalnie.  Gniazdka te pozwalają także na automatyzację, czyli możemy określić warunki w jakich zostanie uruchomiony przepływ prądu. Można np zadać warunek że prąd zaczyna lub przestaje płynąć po osiągnięciu określonego napięcia np 250V.  

 Link do takiego gniazdka podam w opisie filmu.

Warto też do autokonsumpcji prądu w szczycie produkcji namówić sąsiadów, bo tylko wtedy to przyniesie wyraźny spadek napięcia w sieci i zwiększy produkcję prądu przez nasze instalacje.

 

 

Co jeżeli nawet to nie pomaga? 
Wtedy rozsądne będzie obniżenie napięcia w sieci przez włączenie funkcji Q(U) i P(U) w inwerterze.
Wiele inwerterów ma funkcję Q(U) oraz P(U) [czytaj - "Q od U" i "P od U"]. Gdy uruchomiona i właściwie skonfigurowana, powoduje ona, że po przekroczeniu 250 V, falownik zmniejsza moc (konkretnie moc czynną wytwarzając w zamian nieco mocy biernej). Skutkiem tego falownik nie sięga granicy 253 V i dalej działa. Pomimo że instalacja działa z nieco mniejszą mocą, to i tak lepsze niż ciągłe wyłączanie i włączanie się całej instalacji.

Bardziej radykalnym krokiem jest włączenie elektrycznego grzejnika także za pomocą inteligentnego gniazdka które uruchomi go tylko jak napięcie będzie na maksymalnym poziomie.  W ten sposób zmarnujemy część energii, ale możemy uchronić instalację przed wyłączeniem. Tutaj ważne jest zdiagnozowanie najbardziej obciążonej fazy. 

Coraz popularniejszym rozwiązaniem jest magazynowanie nadwyżek energii w akumulatorach. Dzięki temu nie obciążamy sieci niezużytą energią a odebrać ja możemy w dowolnym momencie.

Minusem rozwiązania są ceny akumulatorów do magazynowania energii, koszt baterii o pojemności 10 kWh to ok 20 tysięcy złotych. Cenę obniżymy dotacjami np z programu Mój Prąd. Ceny akumulatorów w długoletniej perspektywie spadają o ok 20% rocznie. W chwili obecnej z ekonomicznego punktu widzenia magazyny energii są mało opłacalne, ale za lat kilka ich zakup może być bardzo opłacalny, a nawet niezbędny w przypadku przeciążonej sieci energetycznej. Na każdy kWp instalcji PV niezbędne jest minimum 1 kWh pojemności magazynu energii.  Plusem instalacji hybrydowej jest to iż w przypadku awarii sieci nasza instalacja się nie wyłączy, będzie nadal zasilała nasze urządzenia elektryczne.

Taniej wychodzą magazyny ciepła.  Woda w bojlerze o odpowiedniej pojemności może być zagrzewana gdy napięcie zbliża się do krytycznego. Tu znów korzystamy z inteligentnych gniazdek. 

Podobną funkcję spełnia klimatyzacja którą możemy uruchamiać w szczycie produkcji prądu, aby po powrocie domowników do domu była już optymalna temperatura. 

Nietypowym rozwiązaniem, które może się sprawdzić w niektórych przypadkach jest zastąpienie falownika trójfazowego  trzema falownikami  jednofazowymi podpiętymi do trzech różnych faz. 
Jak wiadomo falownik trójfazowy wyłączy się jeżeli napięcie na dowolnej fazie przekroczy normę. Takie rozwiązanie ma wiele zalet:

Różnice napięć między fazami przestają mieć znaczenie – każdy falownik działa niezależnie.
W razie awarii/wyłączenia falownika 2/3 instalacji wciąż działa.
W razie zaniku jednej fazy pozostałe dwa inwertery działają.

Minusem jest wyższy koszt instalacji: trzy osobne falowniki kosztują więcej niż jeden trójfazowy, ponadto dochodzi zwielokrotnione okablowanie i zabezpieczenia.
Podobny efekt osiągniemy montują mikroinwertery podpięte do różnych faz. 
 

Jeżeli jesteśmy przed montażem instalacji fotowoltaicznej, to musimy zadbać o wydłużenie czasu własnej produkcji prądu za pomocą instalacji Wschód zachód, co pozwoli rozciągnąć swoją produkcję prądu poza czas szczytu produkcji z większości instalacji w okolicy które zazwyczaj są skierowane na południe. Do przekroczenia dopuszczalnego napięcia nie dochodzi ranem ani wieczorem, a w południe. Należy przyjąć że już wkrótce od godziny 10 do 14 a w niektórych miejscach nawet przez 8 godzin na dobę, i to aż przez ponad pół roku sieć będzie przeciążona i większość instalacji PV będzie wyłączona.  Dodatkowym plusem tego rozwiązania jest wzrost własnej autokonsumpcji poprzez własny prąd od wschodu słońca, aż do zachodu, a nie tylko w południe kiedy jesteśmy w pracy. W nowym systemie rozliczeniowym zwanym netbilingiem taki układ paneli jest niemal konieczny.

Obecnie ceny paneli Fotowoltaicznych niesamowicie spadły. Można już nabyć zestaw 10kWp wraz z falownikiem za około 10 tyś zł. Warto też wiedzieć że mała instalacja 3,3kWp wraz z montażem to koszt 15-18 tyś zł, zaś instalacja o 3 krotnie większej mocy (10kWp) kosztuje niecałe 2x więcej, czyli około 30 tys zł. Koszt kwp w małej instalacji to około 6 tys złotych, zaś w dużej to około 3000zł. Duże instalacje 50 kWp to koszt około 100 tys zł, więc koszt kWp to zaledwie 2000zł.

Instalatorzy proponują obecnie drogie  małe instalacje argumentując to bardzo wysoka  autokonsumpcją co pozwoli szybko zwrócić koszt inwestycji.  Jest to prawda, ale niestety taka instalacja nie obniży znacznie naszych rachunków. Montując jeden panel 300W w domu o dużych rachunkach za prąd osiągniemy niemal 100% autokonsumpcje, szybki zwrot inwestycji, jednak nie zauważymy tego w rachunkach za prąd. 

Warto więc pomyśleć o instalacji o dużo większej mocy niż proponują o obecnie monterzy. Zaletą będzie duży wzrost produkcji prądu w miesiącach o słabym nasłonecznieniu, oraz w pochmurne dni i zaraz po wschodzie i przed zachodem słońca. Jak wiemy w samo południe jest duże ryzyko że wyłączone zostaną zarówno małe jak i duże instalacje PV. taki układ pozwoli też na sprzedaż prądu w lepszych cenach, bo jak wiadomo w południe są one bardzo niskie. 

Oczywiście nie polecam zmiany ustawień falowników podnosząc górny próg napięcie, ponieważ jest to szkodliwe dla urządzeń elektrycznych podpiętych do sieci w naszej okolicy.  
Jestem ciekaw czy macie jakieś własne sposoby na obniżenie napięcia w sieci.

Edytowano 11 kwietnia przez marxxx (zobacz historię edycji)