W modelu prosumenckim jesteśmy jednocześnie producentami i konsumentami prądu. Wszelkie nadwyżki wygenerowanej energii możemy oddać do sieci, po czym odebrać je nocą lub zimą. Prosument zyskuje w ten sposób niezależność względem zewnętrznych dostawców. Należy mieć jednak świadomość, że instalacje fotowoltaiczne wciąż są połączone z zakładem, co oznacza że nagła awaria sieci może mieć negatywny wpływ na działanie systemu.
Spis treści
Awaria sieci a działanie instalacji fotowoltaicznej
Awarie sieci w Polsce zdarzają się niezwykle rzadko i nie trwają zbyt długo. Ewentualne przerwy w dostawie prądu są raczej planowane z wyprzedzeniem, więc możemy się do nich przygotować. W większości gospodarstw domowych znajdują się instalacje fotowoltaiczne typu on-gird, które są połączone z siecią elektroenergetyczną. Jak działają systemy on-gird? Otóż, panele fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną za pomocą promieniowania słonecznego. Wygenerowany prąd stały zostaje zmieniony na prąd przemienny w falowniku. Fotowoltaika w pierwszej kolejności zasila gospodarstwo domowe, a po wygenerowaniu nadwyżek, przekazuje je do lokalnego zakładu elektronergetycznego.
Gdy następuje awaria sieci, dostawca odłącza obszar objęty usterką. Na miejsce przyjeżdża ekipa interwencyjna, która ma za zadanie usunąć powstały problem. Aby zapewnić pracownikom zakładu bezpieczeństwo, w otaczającym ich okablowaniu nie może przepływać prąd. A zatem głównym powodem odłączenia instalacji fotowoltaicznej podczas awarii sieci jest bezpieczeństwo osób pracujących nad jej usunięciem. Odcięcie fotowoltaiki jest konieczne, ponieważ system ten działa w trybie ciągłym. Oznacza to, że panele produkują prąd, jeśli tylko mają dostęp do promieniowania słonecznego. Jeśli pracownicy z zakładu chcieliby naprawić usterkę podczas działania instalacji, mogli zostać porażeni prądem pochodzącym z elektrowni słonecznej.
Zabezpieczenia antywyspowe
Ze względu na to, że w każdej chwili może pojawić się awaria sieci, instalacja fotowoltaiczna posiada specjalne zabezpieczenia. Są to zabezpieczenia antywyspowe, które znajdują się w falowniku. Mają one za zadanie utrzymać elektrownię domową w dobrej kondycji przez długi czas. W przypadku awarii sieci, zabezpieczenie antywyspowe automatycznie wyłączają instalację. Co więcej, obowiązująca od 2014 r. Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej (IRiESD) wprowadziła zasadę, że mikroinstalacje posiadające moc od 10 do 50 kW muszą posiadać możliwość zdalnego sterowania mocą czynną. Wyłączyć fotowoltaikę można zatem nawet nie będąc na posesji, na której się ona znajduje.
Niektóre instalacje mogą funkcjonować niezależnie od sieci elektromagnetycznej. Są to systemy typu off-gird oraz systemy hybrydowe. Oba rodzaje umożliwiają produkcję zielonej energii, lecz działają w nieco inny sposób. Większość procesu przebiega tak samo, a więc moduły pobierają energię, inwerter zmienia prąd stały na zmienny, po czym zasilane są urządzenia domowe. Różnica jednak polega na tym, co dzieje się z nadwyżkami energii. Instalacje typu off gird (wyspowe) tworzą układ zamknięty. Oznacza to, że wytworzona energia zostaje zachowana w obrębie gospodarstwa domowego i „nie wychodzi na zewnątrz”. Nadwyżka zostanie przekazana do akumulatora i można z niej korzystać w sytuacji braku bieżącej produkcji (np. nocą lub zimą).
Instalacje hybrydowe
Na rynku można spotkać się również z instalacjami łączącymi cechy on-gird z off-gird. To systemy hybrydowe, które posiadają zalety obu rozwiązań. Instalacje hybrydowe w normalnych warunkach pracują z podłączeniem do zakładu elektroenergetycznego. Natomiast, gdy pojawi się awaria sieci, system automatycznie przełącza się na tryb wyspowy. Mówiąc inaczej, elektrownia zaczyna korzystać z magazynu energii, odcinając się całkowicie od operatora.
Do funkcjonowania instalacji hybrydowej potrzebne są trzy falowniki (sieciowy, wyspowy i hybrydowy). Większa ilość inwerterów zwiększa koszty całej elektrowni. W wielu przypadkach jest to jednak rozwiązanie opłacalne, gdyż zapewnia niezależność energetyczną gospodarstwa domowego w przypadku braku prądu lub wystąpienia awarii sieci. Jednocześnie systemy hybrydowe pozwalają czerpać korzyści wynikające z prosumenckiego systemu rozliczeń. Ma to szczególne znaczenie w okresie zimowym, gdy produkcja fotowoltaiki nie pokrywa zapotrzebowania energetycznego domu.
Magazyny energii a awaria sieci
Kończące się zasoby naturalne (ropa, gaz ziemny itp.) wymuszają zwiększenie udziału OZE w rynku energetycznym. Najszybszy rozwój pod tym względem odnotowuje fotowoltaika, gdyż wyróżnia się długim czasem działania oraz wysoką wydajnością. Zwiększenie popularności elektrowni słonecznych skutkuje z kolei spadkiem cen instalacji i zwiększeniem dostępności dla gospodarstw domowych. Jednocześnie systematycznie wdrażane są rządowe programy dofinansowań, dzięki którym taka inwestycja stają się coraz bardziej opłacalna.
Popularność fotowoltaiki to zdecydowanie dobra wiadomość. W końcu stajemy się bardziej ekologicznym i zróżnicowanym pod względem energetycznym krajem. Jeśli udział OZE w miksie energetycznym Polski dalej będzie rósł, mamy szansę osiągnąć ambitne cele postawione nam przez Unię Europejską. Szybki rozwój niesie jednak ze sobą pewne ryzyko – mikroinstalacje mogą wyprodukować więcej energii niż może udźwignąć infrastruktura. Gdy tworzono sieć energetyczną, nie przewidywano bowiem, że tak duża ilość energii będzie do niej wysyłana. Mówiąc inaczej, nasze zakłady nie są przystosowane do przetwarzania i magazynowania tak wielkich zasobów energetycznych.
Aby sieć elektromagnetyczna działała sprawnie, zachowując należną stabilność i bezpieczeństwo, musimy wprowadzić pewne zmiany. Po pierwsze musimy stale rozbudowywać posiadaną infrastrukturę i wdrażać nowe technologię w tym zakresie. Po drugie – powinniśmy częściej inwestować w instalacje wyspowe lub hybrydowe. Na szczęście, rozwój branży OZE powoduje, że rozwijają się również inne sektory powiązane z energią odnawialną. Idealnym tego przykładem są magazyny energii, które pozwalają przechowywać w chemicznej postaci wyprodukowane nadwyżki. Takie urządzenia stają się coraz tańsze, zwiększając popularność instalacji typu off-gird, co zdecydowanie odciąży krajową sieć energetyczną.
