Jeszcze dwa lata temu nie było tego problemu – nawet przy rosnącej popularności instalacji fotowoltaicznych.
Niestety w ciągu dosłownie roku sytuacja się zmieniła – coraz częściej właściciele przydomowych elektrowni borykają się z tym problemem. Zanim jednak przejdę do propozycji rozwiązań, chciałbym wyjaśnić skąd w ogóle bierze się to za wysokie napięcie i kiedy tak naprawdę jest ono za wysokie.
207 V ↔ 230 V ↔ 253 V
„Normalny” prąd dostarczany do odbiorców może mieć wg norm zakres 230 V z odchyłem +/- 10%.
Oznacza to, że prąd w gniazdku, który my zazwyczaj określamy jako 230 V, potrafi wahać się w zakresie od 207 V do 253 V – każda wartość w tym zakresie jest prawidłowa. Operator energetyczny jest zobowiązany do zachowania parametrów napięcia właśnie w tym zakresie.
Kiedy w takim razie dochodzi do przekroczenia wartości tego napięcia?
W zasadzie taka sytuacja ma miejsce tylko wtedy, gdy do sieci podłączone są mikroinstalacje fotowoltaiczne. Może się oczywiście zdarzyć błąd po stronie operatora, ale trafia się to bardzo rzadko.
Instalacja fotowoltaiczna podłączona do sieci energetycznej (tzw. instalacja on-grid), żeby wprowadzić prąd do sieci, musi pokonać pewną barierę – jest nią właśnie napięcie. Jeśli np. operator dostarcza prąd o napięciu 230 V, to Twoja instalacja produkuje prąd o napięciu np. 230,5 V i dzięki temu jest on „przepychany” na drugą stronę licznika energii do sieci energetycznej.
Pół volta to niedużo – do 253 V jest jeszcze daleko. Skąd w takim razie bierze się to wysokie napięcie?
W uproszczeniu z ładnej pogody i z dużej ilości instalacji fotowoltaicznych. Wyobraź sobie taką sytuację, że operator, żeby zaspokoić zapotrzebowanie określonej grupy odbiorców, musi dostarczyć napięcie o mocy 235 V. Jest ono w normie oraz daleko od wysokiego.
Do sieci podłączona jest Twoja instalacja oraz kilkanaście instalacji Twoich sąsiadów. Przy ładnej pogodzie każda z tych instalacji produkuje prąd na maksymalnym poziomie swoich możliwości i każda próbuje wprowadzić prąd do sieci. W tym przypadku niestety nie wystarczy podnieść napięcia o 0,5 V, żeby osiągnąć ten cel. Napięcie podnosi zarówno Twój falownik oraz wszystkie pozostałe, które są do sieci podłączone. Oznacza to, że gdy Twój falownik podniesie napięcie, to falownik sąsiada musi na to zareagować i podnieść to napięcie jeszcze bardziej. Wówczas Twój falownik reaguje na tę reakcję i robi to samo.
235 V → 237 V → 244 V → 249 V → 253 V → ???
Następuje bardzo szybkie podniesienie napięcia w całej sieci i błyskawicznie dochodzi ono do górnej granicy normy, czyli właśnie tych 253 V. Po przekroczeniu tego poziomu musi nastąpić jakieś działanie związane z bezpieczeństwem instalacji, żeby nie dopuścić do uszkodzeń urządzeń elektrycznych/elektronicznych.
Reakcja może być albo po stronie mikroinstalacji (falownika), albo po stronie sieci. Sieć energetyczna nie jest w stanie na bieżąco reagować na podnoszące się napięcie, z różnych powodów, jako główny uważany jest ten, że jest po prostu przestarzała, przystosowana do tego, że prąd płynie w jedną stronę – od dużego wytwórcy do mniejszych odbiorców. Nie jest przygotowana na rozproszone źródła energii, jakimi są mikroinstalacje fotowoltaiczne. W związku z tym pozostaje reakcja po stronie Twojej mikroinstalacji, która polega na tym, że falownik przestaje po prostu produkować prąd. Wykres produkcji prądu przez taką instalację wygląda np. tak:
Wysokie napięcie jest problemem również dla operatora, ale tak naprawdę większe niedogodności z tego tytułu odczuwa klient końcowy – zarówno ten, który produkuje prąd i ma z tą produkcją problemy, jak i ten, który tylko ten prąd odbiera. To dlatego, że gdy prąd ma za wysokie napięcie, to jest zagrożeniem dla urządzeń elektrycznych/elektronicznych nie tylko w domu, który ma fotowoltaikę, ale również dla innych, które jej nie mają ale są podłączone do tej samej sieci.
Na różnych forach internetowych można znaleźć wpisy o tym, że komuś np. „wariuje” płyta indukcyjna z powodu wysokiego napięcia, a on przecież nie ma instalacji fotowoltaicznej.
A dlaczego u sąsiada działa, a u mnie nie?
To pytanie często zadają osoby, które czują się poszkodowane przez to, że jest za wysokie napięcie w sieci. Powody mogą być różne, np. takie:
- większy przekrój przewodu AC – jeśli jest większy, to falownik nie musi podnosić napięcia tak wysoko
- krótsza odległość od falownika do licznika – im jest krótsza, to, podobnie jak wyżej, falownik nie musi tak wysoko podnosić napięcia
- Twoja niedziałająca instalacja…
Ten ostatni punkt wydaje się zaskakujący, ale… tak naprawdę moim zdaniem on ma tu największe znaczenie.
Popatrz na to jak na wyścig – Twoja instalacja oraz wszystkie w okolicy ścigają się o to, która pierwsza wprowadzi prąd do sieci. Jeśli z jakiegoś powodu Twoja instalacja się wyłączyła (np. z pierwszych dwóch powodów z powyższej listy), to wypadła z wyścigu. Wszyscy pozostali zawodnicy nie muszą już się tak spieszyć. Gdy Twój falownik się wyłączył, to przestaje podnosić napięcie, więc wszystkie pozostałe falowniki mają łatwiej, bo same nie muszą już podnosić go jeszcze bardziej. Dlatego instalacja u sąsiada pracuje, a u Ciebie już nie.
Wypadłeś z wyścigu i praktycznie nie masz szans do niego dołączyć – Twój falownik już się nie włączy, albo będzie się co chwilę włączał i wyłączał (stąd ten charakterystyczny „grzebień” na wykresie, który pokazałem wyżej.
Możesz liczyć tylko na litościwego sąsiada, który uzna, że już naprodukował wystarczająco dużo prądu i może wyłączyć swoją instalację, żebyś Ty teraz coś z tego miał 😊
Jakie są możliwości poradzenia sobie z tym tematem? Poruszymy to w kolejnych artykułach tego bloga.
