Dlaczego fotowoltaika wyłącza się w słoneczne dni? Oto możliwe wyjaśnienia

Wielu użytkowników systemów fotowoltaicznych może zauważać, że ich instalacje czasem przestają działać, nawet przy sprzyjającej, słonecznej pogodzie. Istnieje kilka powodów, dla których fotowoltaika może się wyłączać.

Instalacje fotowoltaiczne osiągają maksymalne wydajności w określonych godzinach dnia. W zależności od lokalizacji elektrowni słonecznej i pory roku, szczyt produkcji przypada zwykle między godziną 11:00 a 16:00. Niestety, w tych godzinach wiele osób jest nieobecnych w domu, co skutkuje niską konsumpcją wyprodukowanej energii.

W miejscach o dużej liczbie instalacji fotowoltaicznych można zaobserwować, że w godzinach szczytowej produkcji instalacje te nie generują energii. Jest to wynikiem podwyższonego napięcia w sieci elektroenergetycznej. Falowniki mają zabezpieczenia, które uniemożliwiają generowanie nadwyżki energii, gdy wartość napięcia na poszczególnych fazach jest zbyt wysoka.

Liczba instalacji fotowoltaicznych w Polsce rosła lawinowo w ciągu ostatnich lat. Niestety, tempo modernizacji sieci elektroenergetycznych nie nadąża za tym wzrostem. Skutkuje to nadmiernym wzrostem napięcia elektrycznego w sieci w korzystnych warunkach pogodowych.

Dalsza część artykułu znajduje się poniżej materiału wideo.

Kiedy średnia wartość napięcia w sieci osiąga 253 V, falownik wyłącza się po dziesięciu minutach. Jeśli napięcie przekroczy 264 V, wyłącza się od razu. Wystarczy, że napięcie jest zbyt wysokie na jednej z trzech faz.

W marcu 2023 r. URE opublikowało raport na temat problemów z wyłączającymi się instalacjami fotowoltaicznymi w Polsce. Autorzy raportu wskazują na możliwe przyczyny tych problemów, takie jak:

• duża liczba i wysoka moc mikroinstalacji zasilanych z jednej stacji transformatorowej,
• duża odległość mikroinstalacji od stacji zasilającej SN/nN,
• wysoka impedancja linii (małe przekroje przewodów, długie odcinki obwodów),
• niskie zapotrzebowanie na energię w okresach największej produkcji (godziny największego nasłonecznienia),
• rozbudowa istniejących mikroinstalacji bez poinformowania operatora systemu dystrybucyjnego (OSD).

W zależności od sytuacji, niektórym prosumentom udaje się zmniejszyć negatywne skutki wyłączających się instalacji fotowoltaicznych. Niemniej jednak, często nie są to tanie rozwiązania i czasem mogą być nieopłacalne. Najbardziej efektywnym sposobem na ten problem jest inwestycja w magazyn energii. Pozwala on na ładowanie, gdy produkcja energii przewyższa zużycie, a rozładowywanie w czasie mniejszej produkcji energii.

Jeśli inwestycja w magazyn energii jest zbyt kosztowna, warto pomyśleć o zmianie codziennych nawyków. Urządzenia powinny być używane w godzinach największej produkcji energii. Przykładowo, prasowanie, pranie czy gotowanie najlepiej planować na godziny szczytowej produkcji, co pozwoli na zmniejszenie ilości energii oddawanej do sieci i tym samym zmniejszy wzrost napięcia w sieci.

Jeśli problemem jest zbyt wysokie napięcie tylko na jednej fazie, doraźnym, aczkolwiek nieoczywistym rozwiązaniem, może być uruchomienie dodatkowego obciążenia na tej fazie. Właśnie takie urządzenia jak elektryczne grzałki czy bojlery świetnie się tu sprawdzają.

Należy jednak pamiętać, że aby całkowicie wyeliminować problem wyłączających się instalacji fotowoltaicznych, konieczne są działania systemowe. Operator sieci dystrybucyjnej (OSD) jest odpowiedzialny za wartość napięcia w sieci i po otrzymaniu zgłoszenia o jego nieprawidłowych wartościach powinien podjąć kroki mające na celu jego obniżenie.

Doraźne rozwiązania mogą nie zawsze przynieść oczekiwane rezultaty. Istnieją sytuacje, w których odbiorcy mają zbyt niskie napięcie, podczas gdy ci, znajdujący się na końcu obwodu, nadal doświadczają zbyt wysokiego napięcia, szczególnie w okolicach, w których działa wiele instalacji fotowoltaicznych. Dlatego OSD powinien również planować modernizację i przebudowę sieci.

Kroki, które można podjąć, to m.in. montaż transformatorów o większej mocy, wymiana przewodów na te o większym przekroju, skrócenie pętli obwodów w sieciach niskiego napięcia, budowa magazynów energii, zapewnienie możliwości zdalnego sterowania pracą instalacji fotowoltaicznych oraz montaż urządzeń kompensujących.