Prosumenci zaczynają generować problemy dla sieci, ale jest rozwiązanie
Podłączanie dużej ilości mikroinstalacji fotowoltaicznych do nieprzygotowanej na to sieci niskiego napięcia może generować nieoczekiwane problemy, o których coraz częściej informują spółki dystrybucyjne. Dla prosumenta konsekwencją takiej sytuacji może być wyłączenie mikroinstalacji, natomiast dla operatora oznacza to problemy związane z bezpieczeństwem sieci. Rynek zaczyna już jednak oferować produkty, które mogą rozwiązać ten problem. Jedno z nich przedstawiła firma MMB Drives sp. z o.o.
Jak mówi Zbigniew Krzemiński z firmy MMB Drives, w przypadku dużego nagromadzenia instalacji fotowoltaicznych podłączonych na danym odcinku systemu dystrybucyjnego może dochodzić do wyłączeń mikroinstalacji, a to generuje straty dla prosumentów.
– Podłączanie mikroinstalacji fotowoltaicznych do sieci niskiego napięcia generuje nieoczekiwane problemy. Podczas wprowadzania energii do sieci napięcie w jednej z faz znacznie się podnosi i przekracza dopuszczalne wartości. Mikroinstalacja zgodnie z kodeksem sieci wyłącza się i problem znika. Energia nie jest wprowadzana do sieci, prosument nie otrzymuje za nią bonifikaty i ponosi straty. W skrajnych przypadkach mikroinstalacja traci sens ekonomiczny – komentuje Zbigniew Krzemiński.
– Przyczyna jest znana. Sieci obliczane są na przesyłanie energii w jedną stronę i nie są dostosowane do instalowania mikroinstalacji. To jest powszechnie powtarzany pogląd i prowadzi do postulatów ograniczania instalowania fotowoltaiki. Wystarczy jednak popatrzeć na sieć z innej strony. Moc instalacji fotowoltaicznych jest zbliżona do mocy odbiorów. Jeżeli energia jest tylko pobierana, to sieć działa prawidłowo, ale jeżeli pojawia się wprowadzanie energii, to pomimo zbliżonej mocy źródeł wzrosty napięcia przekraczają dopuszczalne granice – dodaje ekspert firmy MMB Drives.
Jak ten problem może zostać rozwiązany? Odpowiedzią jest modernizacja i rozbudowa linii, do której są podłączane instalacje fotowoltaiczne. – Najprościej wybudować druga linię, do której będą podłączone tylko instalacje fotowoltaiczne. Napięcia na odczepach transformatorów zostanie ustawione na obniżonej wartości i problem zniknie. Albo zwiększyć przekroje przewodów, i to znacznie – mówi Zbigniew Krzemiński.
Jednak koszty takiej przebudowy sieci będą ogromne, a korzyści dla operatora prawie żadne, bo i tak zainwestuje w infrastrukturę, a energii więcej nie sprzeda.
MMB Drives przygotowało inne, mniej kosztowne rozwiązanie, które ułatwi integrację kolejnych prosumentów z siecią dystrybucyjną, bez narażania jej na awarie.
Gdzie szukać paneli fotowoltaicznych?
Poniżej przedstawiamy ranking serwisu Oferteo.pl dotyczący 18 343
firm instalujących panele fotowoltaiczne, najlepszych w 2020 roku w
poszczególnych miastach:
Firma proponuje zastosowanie regulatorów napięcia sieci z funkcjonalnością symetryzacji prądów.
Jak informuje Zbigniew Krzemiński, można to zrobić tylko za pomocą układów energoelektronicznych przetwarzających dostarczaną energię elektryczną na inne prądy i napięcia.
– Wydaje się, że wystarczy zainstalować transformatory o specjalnej konstrukcji, których producenci zapewniają, że będą symetryzować prądy i regulować napięcia przez przełączanie odczepów za pomocą łączników tyrystorowych. W niewielkim zakresie rzeczywiście taka metoda daje efekty. Jeżeli jednak sytuacja jest bardziej skomplikowana i energia w jednej fazie płynie w przeciwnym kierunku niż w pozostałych, transformatory nie zapewnią ani regulacji napięcia, ani symetryzacji prądów. Potrzebny jest do tego układ aktywnie przetwarzający energię, wyposażony w niewielki magazyn energii – zapewnia ekspert.
Energoelektroniczny regulator napięcia z funkcjonalnością symetryzacji prądów działa inaczej niż układy transformatorowe. Przy jednakowym kierunku przepływu energii w fazach jego działanie jest podobne do układów transformatorowych przy dużo większej dokładności regulacji.
– Istotna różnica pojawia się, jeżeli w jednej fazie energia przepływa w innym kierunku niż w pozostałych. Taka sytuacja może się wystąpić, jeżeli np. za pomocą trójfazowego falownika jest wprowadzana do sieci energia z fotowoltaiki przy mocy 3 kW, a w jednej fazie jest włączona płyta indukcyjna i żelazko o łącznej mocy 2 kW. Łatwo policzyć, że jednocześnie w jednej fazie pobierana jest z sieci energia przy mocy 1 kW i wprowadzana do sieci przy mocy 1 kW w każdej dwóch pozostałych faz. Energia przepływa przez całą sieć w tą i z powrotem, a bilans wyrównuje się w transformatorze SN/nn lub gdzieś w sieci SN – wskazuje Zbigniew Krzemiński.
Przy zastosowaniu regulatora symetryzującego prądy energia w poszczególnych fazach jest bilansowana w wybranym punkcie sieci. Następuje wyrównanie prądów w fazach płynących pomiędzy regulatorem a transformatorem przez pobieranie energii z dwóch faz i oddawanie do trzeciej lub odwrotnie. Prosument zasila sąsiada posiadającego jednofazowe odbiorniki. Spada obciążenie sieci pomiędzy regulatorem a transformatorem i zmniejszają się spadki napięć. Fotowoltaika może działać bez wyłączeń.
Symetryczne prądy płynące przez sieć obniżają straty energii na odcinku pomiędzy transformatorem a regulatorem, a przede wszystkim nie płynie prąd w przewodzie neutralnym. Regulator ma zapewnić stabilizację napięcia w punkcie jego podłączenia i kompensację mocy biernej.
MMB Drives zapewnia, że odpowiednio rozmieszczone regulatory napięcia lub tylko symetryzatory prądów w istotny sposób poprawią jakość energii dostarczanej odbiorcom. Stabilne, symetryczne napięcie zapewni prawidłową pracę odbiorników, zwłaszcza silników indukcyjnych, a także przyczyni się do zmniejszenia strat w sieci i u odbiorców.
Jak tłumaczy Zbigniew Krzemiński, efekty pracy regulatora napięcia z symetryzacją prądów w sieci są łatwe do wyjaśnienia na poziomie podstaw elektrotechniki z wykorzystaniem czarnej skrzynki, do której podłączone są przewody łączące z siecią. W rzeczywistości działanie regulatora jest bardziej złożone i opiera się na zaawansowanej technologii układów energoelektronicznych z elementami najnowszej generacji.
Regulator przetwarza energię małymi porcjami, pobierając i dostarczając ją w ściśle określonej ilości i w zadanym czasie. Niezbędne są do tego obliczenia realizowane za pomocą bardzo szybkiego procesora z wykorzystaniem złożonej teorii i skomplikowanych algorytmów. Jak wnioskuje Zbigniew Krzemiński, regulator jest więc produktem high‑tech.
Ekspert MMB Drives podkreśla też wagę ekonomiki proponowanego rozwiązania. Koszty zakupu i zainstalowania regulatora napięcia mają być o kilkadziesiąt procent niższe od kosztów budowy lub przebudowy sieci. Po zainstalowaniu regulatora następuje zmniejszenie strat w linii zasilającej, porównywalne do osiągalnego przez zwiększenie przekrojów przewodów, przy czym konkretne efekty ekonomiczne będą zależeć od parametrów sieci i przesyłanej energii.
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
