Instalacje fotowoltaiczne stanowią już niemal obowiązkowy element wyposażenia domów jednorodzinnych. Wytwarzają prąd elektryczny z promieniowania słonecznego, gromadzony następnie w magazynach energii i wykorzystywany np. w godzinach nocnych.
Dlatego trudno nam sobie wyobrazić, że w słoneczny dzień, gdy panele działają z dużą wydajnością, nagle brakuje prądu w całym domu. Natychmiast zapytasz, co się dzieje? Przecież mam na dachu instalację i własny prąd ze słońca.
Sytuacja jednak nie jest tak prosta, jak może Ci się wydawać, a Twoje pytanie wynika z nieporozumień, jakie narosły wokół tzw. energetyki słonecznej. Dlatego wyjaśnimy, w jaki sposób działa fotowoltaika przy braku prądu w sieci i jak skutecznie się przed tym zabezpieczyć.
W pigułce:
- Dzięki fotowoltaice można produkować energię elektryczną z odnawialnego źródła, promieniowania Słońca, naszej najbliższej gwiazdy.
- Pozwala to zyskać niezależność energetyczną, zmniejszyć rachunki za prąd i podnieść wartość nieruchomości.
- Fotowoltaika on-grid przestaje działać przy awarii sieci energetycznej, gdy następuje wyłączenie falownika, a takie zabezpieczenie jest obowiązkowo montowane.
- Można się uniezależnić od kaprysów sieci dzięki montażowi instalacji typu off-grid, całkowicie od niej odłączonej, a prąd gromadzić w magazynach energii.
- Lepszym rozwiązaniem jest jednak instalacja hybrydowa z magazynem energii i funkcją zasilania awaryjnego (EPS/UPS), łatwa do rozbudowy i zwiększająca autokonsumpcję prądu.
Czym jest fotowoltaika i co dzięki niej zyskujesz?
Zaczniemy od przypomnienia sobie podstaw, czyli tego, czym właściwie jest ogólnie pojęta fotowoltaika. Przez to pojęcie rozumiemy nowoczesną technologię, dzięki której można przekształcać światło słoneczne bezpośrednio w prąd elektryczny.
Służą do tego panele PV, nazywane ogniwami fotowoltaiczymi albo słonecznymi, zamontowane w większości przypadków na dachu budynku. Warto również wspomnieć, dlaczego taka inwestycja jest opłacalna i jakie niesie ze sobą korzyści.
Najważniejsze, z punktu widzenia użytkownika, to:
- korzystanie z odnawialnego źródła energii (OZE), a takim jest nasze Słońce;
- działanie proekologiczne, brak emisji do atmosfery szkodliwego dwutlenku węgla i innych toksycznych związków i co za tym idzie, redukcja śladu węglowego;
- oszczędności na rachunkach płaconych za prąd pobierany z sieci publicznej;
- niezależność energetyczna, mająca niebagatelne znaczenie przy stale rosnących cenach energii, co daje jednocześnie poczucie stabilności finansowej;
- wzrost wartości nieruchomości, a zamontowana na dachu wydajna instalacja PV znacznie podniesie cenę przy jej ewentualnej sprzedaży.
Fotowoltaika a brak prądu w sieci – co przede wszystkim powinieneś wiedzieć?
Takim zaletom trudno jest zaprzeczyć, lecz wszystko to wygląda pięknie, dopóki działa bez żadnych awarii i przestojów. Wśród wielu użytkowników panuje mylne przekonanie, że ich panele zawsze będą działać autonomicznie, produkować prąd niezależnie od otoczenia.
Niestety, nic bardziej mylnego, ponieważ najczęściej montowana w naszym kraju instalacja słoneczna jest typu on-grid. Oznacza to jej stałe podłączenie do sieci energetycznej i synchronizację z nią.
Wyprodukowane, przede wszystkim latem, nadwyżki prądu są oddawane do sieci i w razie potrzeby można je odebrać, co ma miejsce zazwyczaj jesienią lub zimą. O ile same panele są niezależne, to inwerter, czyli falownik jest bezpośrednio podłączony do sieci.
W chwili, gdy wystąpi w niej awaria lub planowane prace konserwacyjne, to inwerter ze wmontowanym zabezpieczeniem antywyspowym (anti-islanding protection) automatycznie się wyłącza i instalacja przestaje wytwarzać prąd.
Dlaczego zabezpieczenie antywyspowe jest obowiązkowe?
Każdy falownik w instalacjach typu on-grid musi mieć takie zabezpieczenie, co regulują przepisy obowiązujące w naszym kraju. Ma to na celu przede wszystkim ochronę pracowników dokonujących napraw sieci przed ryzykiem porażenia prądem, który byłby przesyłany także z Twojej instalacji PV.
Kolejny powód montażu zabezpieczenia to ochrona samej instalacji, która przy niestabilności przepływu energii także mogłaby ulec poważnemu uszkodzeniu, jak i podłączony do niej sprzęt AGD czy RTV.
Jakie mity narosły wokół braku prądu w sieci?
Warto jednocześnie raz na zawsze rozprawić się z mitami, jakie narosły wokół działania fotowoltaiki w sytuacji braku prądu w sieci. Możesz się zetknąć między innymi z takimi mylnymi twierdzeniami jak:
- falownik musi produkować energię, bo świeci słońce: wcale nie musi, ponieważ do pracy potrzebuje zewnętrznego źródła zasilania, czyli prądu z sieci publicznej, a jak go nie ma, to po prostu się wyłącza;
- można uruchomić falownik ręcznie, pomijając wbudowane zabezpieczenia: owszem, można, lecz producenci wskazują, że jest to wręcz skrajnie nieodpowiedzialne i niebezpieczne, niesie ze sobą ryzyko porażenia prądem, pożaru instalacji i odpowiedzialności prawnej.
Można więc powiedzieć, że jeśli masz instalację on-grid, to każda awaria sieci przesyłowej oznacza dla Ciebie brak zasilania, a instalacja słoneczna będzie w tym momencie po prostu bezużyteczna.
W jaki sposób uniezależnić się od sieci i mieć prąd podczas jej awarii?
Nie oznacza to oczywiście, że przy braku prądu podczas awarii np. transformatora czy sieci przesyłowej albo w trakcie wichury masz siedzieć w całkowitych ciemnościach. Istnieją na szczęście rozwiązania, które możesz wdrożyć, aby uniezależnić się od kaprysów sieci energetycznej.
Trzeba zainwestować w jeden z dwóch najczęściej najskuteczniejszych sposobów zabezpieczenia swojego domu przed brakiem zasilania:
I. Instalację fotowoltaiczną typu off-grid
Czyli całkowicie odłączoną od sieci, dzięki której możesz zyskać pełną odporność na braki energii przesyłanej z sieci. System off-grid, nazywany także wyspowym, działa w pełni autonomicznie, a wytworzony przez panele prąd nie trafia do sieci.
Na bieżąco zasila domowe urządzenia, można go też gromadzić w odpowiednio pojemnych magazynach energii do wykorzystania np. w nocy lub podczas pochmurnych dni, gdy wydajność instalacji spada. Typowa instalacja składa się z następujących komponentów:
- paneli fotowoltaicznych (PV), produkujących prąd z promieniowania Słońca;
- inwertera, czyli wspomnianego już falownika, zamieniającego prąd stały (DC) na zmienny (AC), ładującego akumulatory i sterującego przepływem energii;
- magazynu energii, najważniejszej części systemu wyspowego, a obecnie używa się trwałych i żywotnych baterii litowo-jonowo-fosforanowych (LiFePO4).
Do kluczowych zalet takiego rozwiązania możemy zaliczyć:
- uzyskanie prawie 100% niezależności energetycznej, niższe rachunki i brak stałych opłat za przesył prądu;
- odporność na blackouty, najczęściej awarie po stronie zewnętrznego dostawcy prądu;
- uniwersalność zastosowania, sprawdzającego się nawet w odległych lokalizacjach z dala od infrastruktury energetycznej.
Niestety, ma ono również pewne wady, które musisz poznać, zanim się na nie zdecydujesz:
- wysokie koszty magazynowania energii, konieczność zakupu rozbudowanego magazynu o dużej pojemności;
- ryzyko niedoborów prądu, zwłaszcza gdy znacząco wzrasta jego zużycie;
- brak możliwości oddania do sieci nadwyżek energii, które nie mieszczą się w magazynach.
II. Instalację hybrydową z magazynem energii
Stanowiący połączenie standardowej instalacji on-grid z pojemnymi magazynami energii i funkcją zasilania awaryjnego (EPS/UPS). Różnicą w stosunku do poprzedniej instalacji są magazyny energii i falownik (inwerter) hybrydowy, łączący funkcję typowego falownika sieciowego (on-grid) oraz wyspowego (off-grid).
Sprawnie zarządza przepływem energii od paneli do domowych urządzeń elektrycznych, magazynu energii i sieci publicznej. Konieczny jest również montaż inteligentnego licznika dwukierunkowego, na bieżąco monitorującego zużycie prądu.
Zalety takiej instalacji wskazywane przez użytkowników to:
- wyższa autokonsumpcja, większe zużycie energii na własne potrzeby, co pozwala optymalizować koszty;
- pewność ciągłości działania niezbędnych urządzeń domowych w czasie awarii sieci;
- wygoda użytkowania, cały system po prawidłowej konfiguracji jest praktycznie bezobsługowy;
- łatwa rozbudowa, możliwość dołożenia kolejnych modułów PV i akumulatorów do magazynu energii.
Co wybrać? Podsumowanie
Jak jasno widać na powyższych przykładach, zachowanie instalacji fotowoltaicznej podczas awarii sieci bezpośrednio zależy od tego, na jaki jej rodzaj się zdecydujesz. Jeśli wybierzesz instalację off-grid, to zyskasz pewną niezależność, lecz musisz jednocześnie przygotować się na spore nakłady finansowe.
Naszym zdaniem lepszym rozwiązaniem będzie nowoczesna instalacja hybrydowa z magazynem energii, niezawodna i zawsze sprawdzająca się w sytuacjach kryzysowych.
