Dlaczego falownik się wyłącza – czyli jak usprawnić fotowoltaikę

Instalacje fotowoltaiczne stały się stałym elementem polskiego krajobrazu. Dotacje do fotowoltaiki oraz chęć oszczędzania sprawiły, że w Polsce jest już kilkaset tysięcy instalacji fotowoltaicznych.

Perspektywa produkcji darmowego prądu jest niezwykle kusząca. Entuzjazm inwestorów mogą jednak schłodzić potencjalne problemy z wahaniami napięcia w sieci.

Zbyt wysokie napięcie w sieci energetycznej powoduje wyłączanie się falownika. Pomimo pięknej pogody fotowoltaika może więc nie spełniać swojej roli.

Za wysokie napięcie w sieci

Zakłady energetyczne już w 2021 roku zwróciły uwagę na duże wahania napięcia w sieci energetycznej. Instalacja fotowoltaiczna wytwarza energię, która w pierwszej kolejności jest wykorzystywana przez działające urządzenia w domu. Niewykorzystany nadmiar jest zliczany przez licznik dwukierunkowy i oddawany do lokalnej sieci energetycznej.

Falownik fotowoltaiczny aby „wyeksportować” prąd, musi podnieść napięcie w stosunku do tego które panuje w lokalnej sieci. W czasach gdy w okolicy była np. jedna instalacja fotowoltaiczna a pozostałe domy czerpały energię z sieci, wystarczyło aby falownik nieznacznie podniósł napięcie.

Jeżeli natomiast w okolicy jest wiele instalacji fotowoltaicznych, a pobór sieci jest niewielki, okazuje się, że jest nadprodukcja prądu którego nie da się w danym momencie wykorzystać.

Limit sieci domowej to 253 V i do takiego napięcia falownik może bezpiecznie działać. Powyżej tej wartości falownik wyłącza się ze względów bezpieczeństwa.

Co zrobić z wyłączającym się falownikiem fotowoltaicznym?

Zbyt wysokie napięcie w sieci trzeba zgłosić

W przypadku gdy falownik często się wyłącza z powodu zbyt wysokiego napięcia, należy tę sprawę zgłosić do zakładu energetycznego. To operator jest właścicielem sieci i jest odpowiedzialny za rozwiązywanie tego typu problemów. Zakład energetyczny powinien zamontować urządzenie pomiarowe które przez kilka dni będzie sprawdzać wysokość napięcia w lokalnej sieci. Na tej podstawie, następnie zakład energetyczny obniża następnie napięcie na danej nitce sieci. Jednorazowy pomiar nie jest miarodajny ponieważ odbywa się często w godzinach popołudniowych i wieczornych gdy konsumpcja energii jest większa a produkcja prądu z fotowoltaiki mniejsza.

Zwiększona autokonsumpcja sposobem na wyłączającą się fotowoltaikę

Falownik podnosi napięcie w domowej sieci aby niewykorzystany nadmiar wprowadzić do lokalnej sieci energetycznej. W sytuacji gdy falownik notorycznie wyłącza się z powodu wysokiego napięcia rozwiązaniem może być zwiększona autokonsumpcja. Oczywiście nie ma mowy o marnowaniu energii.

Aby obciążyć falownik w momencie wysokiej produkcji energii przez fotowoltaikę, można zaprogramować urządzenia które będą wykorzystywać nadmiar prądu. Pralka czy zmywarka na pewno ma prosty programator czasowy który można ustawić na godziny południowego szczytu. Dostępne są już proste programatory które pozwalają na automatycznie włączanie urządzeń po wykryciu podwyższonego napięcia w sieci. W ten sposób można na przykład włączać boiler.

Latem dobrym rozwiązaniem może być włączanie klimatyzacji. W ten sposób energia zostanie od razu spożytkowana a po powrocie z pracy na domowników czekać będzie komfortowa temperatura. Zwiększona autokonsumpcja pozwala lepiej wykorzystać wyprodukowaną energię ponieważ automatyczne włączenie urządzeń zapobiega wyłączaniu się falownika.

Wysokie napięcie w sieci? Naładuj magazyn energii lub samochód elektryczny

Sposobem na notoryczne wyłączanie się falownika, spowodowane wysokim napięciem w sieci jest wykorzystanie energii do ładowania magazynu. Magazynować można zarówno energię elektryczną jak i ciepło.

Ładowanie magazyny energii

W przypadku dużej instalacji rozwiązaniem może być montaż magazynu energii w postaci akumulatorów. Takie rozwiązanie pozwala ładować akumulatory nadmiarem prądu i jednocześnie zmagazynowaną energię wykorzystywać np. nocą lub podczas chwilowego zachmurzenia. Dzięki temu można przez cały czas korzystać z energii wyprodukowanej przez fotowoltaikę. Minusem tego rozwiązania są dosyć duże koszty związane z zakupem samego magazynu energii oraz falownika hybrydowego.

Bufor ciepła i fotowoltaika

Alternatywą jest magazynowanie energii w postaci ciepła. Wystarczy dodać do systemu ogrzewania bufor ciepła o pojemności dostosowanej do zapotrzebowania budynku. W przypadku nowo wybudowanych budynków przeważnie będzie bufor o pojemności około 1000L. Grzałka wbudowana w bufor może włączać się w momencie gdy falownik podnosi napięcie do maksymalnego poziomu. W ten sposób energia elektryczna jest wykorzystana do ogrzewania wody, która następnie służy do ogrzewania domu i ciepłej wody użytkowej. Takie rozwiązanie może bardzo skutecznie dogrzewać dom. Zwłaszcza wczesną wiosną nie brakuje słonecznych dni, gdy produkcja energii jest duża a jednocześnie nocą konieczne jest ogrzewanie domu.

Naładuj elektryka nadmiarem energii z fotowoltaiki

Ciekawym rozwiązaniem które może w dużym stopni rozwiązań problemy energetyczne są samochody elektryczne i hybrydy plug in. Baterie trakcyjne w samochodach hybrydowych plug in -czyli takich w których można naładować baterię – mają pojemność od 10 kWh do 20 kWh. Pojemność baterii samochodów elektrycznych jest jeszcze większe bo wynosi od 40kWh do ponad 80 kWh. Nadmiar prądu z fotowoltaiki można więc wykorzystać do ładowania samochodu i darmowej jazdy.

Oczywiście prawdziwy jest argument, że produkcja energii z fotowoltaiki jest największa w ciągu dnia, gdy większość z nas jest w pracy. Warto jednak pamiętać o tym, że zwiększająca się liczba samochodów elektrycznych stanie się wkrótce dużym konsumentem energii. Wiec Tesla podłączona u sąsiada będzie wykorzystywać energię z kilku sąsiadujących instalacji fotowoltaicznych. W dodatku rynek pracy uległ w ostatnich latach dużym zmianom. Coraz więcej osób pracuje zdalnie lub w systemie hybrydowym. W takiej sytuacji samochód elektryczny można podłączać np. co drugi dzień aby podładować baterię przy bardzo dużej produkcji z fotowoltaiki.

Modernizacja sieci i autokonsumpcja

Kluczem do efektywnej produkcji energii elektrycznej z fotowoltaiki jest z jednej strony, modernizacja sieci i dostosowanie jej do nowych warunków, z drugiej strony prosumenci muszą zwiększyć autokonsumpcję. Sposobów na wykorzystanie nadmiaru energii jest wiele. Należy pamiętać, że lepiej wykorzystać energię na ogrzewanie lub chłodzenie niż bezpowrotnie ją tracić przez przeciążony falownik.