Skąd wynika problem wysokiego napięcia w sieci?
W trakcie kolejnego już odcinka z serii WarsztatOZE nasi eksperci wzięli na tapet problem wyłączeń falownika i wysokiego napięcia w sieci. To problem dotykający sporą część prosumentów w Polsce. Z czego wynikają zakłócenia? Okazuje się, że nie tylko fotowoltaika jest tutaj problemem.
Redakcja GLOBEnergia
Nowa odsłona energetyki, brak zmian w systemie
Liczba mikroinstalacji w Polsce przekroczyła już 1,4 mln. Problemy z siecią pojawiają się coraz częściej, jednak to naturalne następstwo braku jej modernizacji. System energetyczny zmienia się głównie za sprawą decentralizacji i zmiany kierunku przesyłu energii. Jeszcze kilka lat temu energia była głównie generowana w blokach energetycznych i przesyłana do odbiorców w całej Polsce. Dziś to odbiorcy, stając się prosumentami fotowoltaicznymi, przesyłają część wyprodukowanej energii. To właśnie ta zmiana kierunku przesyłu, na którą nie był gotowy przestarzały system elektroenergetyczny.
Do wyłączeń dochodzi głównie na terenach wiejskich, gdzie jest dużo instalacji fotowoltaicznych i ograniczony odbiór energii. Problem pojawia się głównie na dwóch płaszczyznach. Pierwsza z nich to zbyt cienkie przekroje przewodów. Druga strona medalu to bardzo długie linie. Można wręcz powiedzieć, że sieć jest przeciągnięta, co generuje szereg problemów. Długie odcinki linii wynikają także ze sposobu lokalizowania polskich wsi. Zazwyczaj ciągną się one wzdłuż głównej drogi. Tymczasem np. w Niemczech są one bardziej skupione i nie ma potrzeby “przeciągania” sieci. Dlatego też, te ciągnące się linie energetyczne, wynikają po części z budowy naszych wsi, co nie zmienia faktu, że ubiegłe dekady minęły pod znakiem braku ingerencji w system i jego modernizacji.
Asymetria to też problem
Druga płaszczyzna tego problemu to zbyt duża asymetria w sieci. Wynika ona z niesymetrycznych poborów, szczególnie na sieciach niskiego napięcia. Duża liczba odbiorników, które posiadamy w domach, jest jednofazowa. Również w wielu budynkach, szczególnie tych budowanych w latach 80-tych czy 90-tych, typowo odbiorniki były podłączane wyłącznie do jednej fazy.
Asymetria powoduje, że występuje duży przepływ prądu przewodem neutralnym i wzrost napięcia na poszczególnych fazach. By ograniczyć wyłącznie falownika sprawdźmy, czy problem asymetrii występuje u nas lokalnie, pod naszą Wewnętrzną Linią Zasilającą (WLZ). To w dużym uproszczeniu część linii od licznika do rozdzielnicy głównej w budynku. Warto także sprawdzić cały odcinek linii, do którego podpięta jest instalacja fotowoltaiczna. Często stare przewody, albo źle dokręcone styki powodują, że wzrasta impedancja pętli zwarcia. Problem może też wynikać z zastosowania zbyt małej średnicy przewodu po stronie systemu fotowoltaicznego.
Na te negatywne przesłanki możemy zareagować, zwiększając przekroje przewodów bądź analizując poprawność wykonania całego odcinka instalacji.
Drugi aspekt problemu nie daje nam już pola do działania. Chodzi o poziom napięcia w sieci elektroenergetycznej, który trafia do nas już na podwyższonym poziomie.
Problemy instalacji elektrycznej
Największym winowajcą jest asymetryczność sieci. Każda faza powinna być tak samo obciążona i mieć takie samo napięcie. W gospodarstwach domowych z fotowoltaiką jest to praktycznie niemożliwe.
O co dokładnie chodzi? Sytuacja, jaka następuje w obrębie instalacji elektrycznej gospodarstw przypomina korek na trzypasmowej autostradzie. To tak jakby wszystkie samochody jechały jednym pasem, a dwa pozostawały puste. Do takich sytuacji dochodzi, gdy jedna faza jest przeciążona, a dwie pozostałe nie wykorzystują pełni swoich możliwości. Tak w skrócie można wyjaśnić problem asymetrii sieci.
Idea nierównego obciążenia faz.
Źródło: WarsztatOZE z Goodwe.
Takie sytuacje to bardzo częste przypadki. Doprowadzają one do wyłączeń falownika. Wystarczy, że na jednej z faz po stronie domowej instalacji elektrycznej przed uruchomieniem fotowoltaiki jest napięcie rzędu 253 V. Teraz wystarczy do takiej instalacji dodać fotowoltaikę. Klasyczny falownik wprowadza moc symetrycznie na wszystkie trzy fazy. Na jednej z faz było już wcześniej 253 V, a teraz przez dostarczenie mocy z fotowoltaiki następuje przekroczenie symbolicznego progu 253 V i wyłączenie wszystkich trzech faz.
Źródło: WarsztatOZE z Goodwe.
