Instalacja fotowoltaiczna a wzrost napięcia sieci

Jedna z najczęściej pojawiających się awarii instalacji fotowoltaicznych. Sytuacja przedstawia się następująco: domowa instalacja fotowoltaiczna. W momencie kiedy generuje dużą moc, wyłącza się żeby po chwili włączyć się ponownie. Lub maksymalna moc jest ograniczana. Zjawisku towarzyszy bardzo duży wzrost napięcia fazowego sieci. Najczęściej sytuacja występuje przy instalacjach jednofazowych. Problem występuje tylko w dni słoneczne. Zimą nie ma problemu, ponieważ instalacja osiąga małą moc. Najczęściej pojawiające się odpowiedzi ze strony niektórych firm instalacyjnych są następujące: „Instalacja znajduje się zbyt blisko transformatora”, „Napięcie zasilania jest zbyt wysokie”, „Sieć energetyczna po stronie dostawcy jest kiepska”. Żeby jednak poznać prawdziwą przyczynę, wystarczy wykonać pomiary. Jeżeli wykonawca tego nie zrobi, to powyższe odpowiedzi są wróżeniem z fusów. Mianowicie należy wykonać pomiar impedancji pętli zwarciowej pomiędzy L i N w punkcie przyłączenia instalacji fotowoltaicznej. Następnie należy zinterpretować wynik i w razie konieczności wykonać kolejne pomiary.

Impedancja pętli zwarciowej, co to jest?

Pomiary impedancji pętli zwarciowych zazwyczaj wykonuje się w celu sprawdzenia skuteczności działania zabezpieczeń przeciwporażeniowych, które mają za zadanie spowodować samoczynne wyłączenie zasilania w chwili zwarcia. Pomiar taki pozwala zmierzyć jaka jest impedancja obwodu zasilającego pomiędzy mierzonymi punktami. Tak więc, pomiar impedancji pętli zwarciowej pomiędzy przewodem fazowym a neutralnym daje nam odpowiedź ile wynosi impedancja obwodu w przypadku zwarcia punktu L i N. Impedancja ta uwzględnia: impedancję przewodów, straty na połączeniach, na zabezpieczeniach, na transformatorze.

Pomiary impedancji pętli zwarciowej wykonuje się specjalnymi miernikami dostosowanymi do tego celu.

Impedancja pętli zwarcia, a maksymalna moc instalacji fotowoltaicznej

W Polsce dopuszczalne wahania napięcia fazowego wynoszą +/-10%. Znamionowe napięcie fazowe wynosi 230V, a więc maksymalne napięcie wynosi 253V.

Inwertery fotowoltaiczne posiadają wbudowane zabezpieczenia dostosowane do tych wymagań. Otóż, jeżeli napięcie sieci wzrośnie do wartości 253V, inwerter powinien zmniejszyć swoją moc lub się wyłączyć. W zależności od modelu inwertera, może on reagować na wzrost napięcia wcześniej bądź później.

W przypadku gospodarstw domowych, dla uproszczenia możemy przyjąć cosfi = 1. Znając impedancję sieci zasilającej, oraz maksymalny wzrost napięcia, można wyznaczyć maksymalną moc instalacji fotowoltaicznej jaką można podłączyć w danym punkcie.

Wzrost napięcia można wyznaczyć ze wzoru:

Gdzie: Z – impedancja sieci, I – natężenie prądu płynącego w sieci przy danej mocy

Gdzie: P – szukana maksymalna wartość mocy instalacji fotowoltaicznej przypadająca na 1 fazę, U – napięcie fazowe, przy którym występuje moc P

Przyjmujemy maksymalne napięcie fazowe sieci 250V, dla którego wyznaczymy maksymalną moc instalacji fotowoltaicznej. Napięcie nominalne należy zmierzyć.

Przykład:

Pomiar impedancji sieci wykazał wartość 0,9 Ohm. Napięcie fazowe wynosi 230V.

Maksymalna moc instalacji fotowoltaicznej na jedną fazę, przy której napięcie fazowe wzrośnie do 250V wynosi:

Maksymalna moc instalacji fotowoltaicznej trójfazowej dla tej sieci wynosi 3 x 5,56 = 16,68 [kW]

Powyższe obliczenia pokazują nam jaka jest maksymalna moc, którą możemy wysłać do sieci w danym punkcie w chwili kiedy w instalacji nie występuje żaden pobór energii.

Jak zinterpretować wyniki pomiarów?

Jeżeli w punkcie przyłączenia instalacji fotowoltaicznej, impedancja sieci jest zbyt wysoka żeby przesłać przez sieć daną moc, to należy postawić sobie następujące pytanie:

Czy instalacja jest przyłączona w punkcie najbliżej punkty przyłączenia odbiorcy?

  • Jeśli nie, to najlepiej wykonać kolejny pomiar bliżej tego punktu. Jeżeli impedancja będzie mniejsza, tzn. że problemem jest obwód zasilający inwerter od tego punktu do inwertera.
  • Jeżeli odpowiedź brzmi „tak” tzn. że problem rzeczywiście występuje po stronie dostawcy energii.

Powyższy tekst przedstawia uproszczony sposób sprawdzenia, czy sieć elektryczna jest przystosowana do podłączenia instalacji fotowoltaicznej o określonej mocy. Przyjęto w nim cosfi=1, który jest charakterystyczny dla większości gospodarstw domowych. W pozostałych przypadkach, w obliczeniach należałoby wziąć również pod uwagę cosfi. W sieci elektrycznej, o charakterze nierezystancyjnym występują również inne przyczyny powodujące wahania napięcia. Każdorazowo, jednak interpretacja wyników pomiarów i obliczeń może być wykonana tylko przez doświadczonego inżyniera. Nie wystarczy poprzestać na opinii, że „sieć klienta nie jest przystosowana do przesłania takiej mocy” jeżeli taka moc została już zainstalowana. Po naszej stronie, jako elektryków, leży wykazanie jakie prace należy wykonać, żeby sieć usprawnić oraz ewentualnie te prace wykonać.

Bibliografia:

  • Henryk Markiewicz, Instalacje Elektryczne, WNT, Warszawa 2017
  • Bogdan Szymsński, Instalacje fotowoltaiczne, Kraków 2018
(Visited 20 696 times, 1 visits today)

18 myśli na temat “Instalacja fotowoltaiczna a wzrost napięcia sieci

  1. U mnie było źle do tego stopnia, że cała instalacja padła i musiałem wymienić wszystko łącznie z kostkami elektrycznymi. Na szczęście nie stało się nic poważniejszego i teraz wszystko działa. Dobrze, że zwróciłeś uwagę na ten problem.

  2. Instalacja dosyć skomplikowana. Bardzo istotny element który ciężko przewidzieć. Też miałem awarię instalacji i muszę powiedzieć – nieprzyjemna sprawa..

  3. Niestety każda, nawet najlepsza instalacja fotowoltaiczna może ulec awarii. Tego typu konstrukcje przewidziane są na 25 lat pracy, więc przez ten czas może zdarzyć się wszystko. Dlatego właśnie firmy posiadają swoich serwisantów, którzy w razie problemów będą starać się naprawić usterkę.

  4. Nie na na świecie nic gorszego niż awaria instalacji. To jedna z najgorszych rzeczy, jaka mi się przytrafiła. Trzeba czekać i mieć nadzieję..

  5. Takie instalacje są raczej niebezpieczne. Zabezpieczenie ich to absolutna konieczność!

  6. Ja mam ten sam problem.
    Instalacja jest na końcówce linii, jeden sąsiad jest za mną jako ostatni. Te dwa domy mają instalacje o mocy 6kVp (moja) i 10 kWp (sąsiada). W słoneczne dni napięcie wzrasta do poziomu 257 V (na różnych fazach) i mój falownik się wyłącza. Czasami na kilka minut, czasami na kilka godzin na dzień.
    Mi się wydaję że po prostu napięcie sieci jest zbyt wysokie. Nawet w nocy oscyluje w granicach 240-250 V. Mój kolega miał podobny problem i po złożeniu wniosku Tauron obniżył napięcie na transformatorze i to rzwiązało problem. Ja kilka dni temu złożyłem podobny wniosek i czekam na jakąś odpowiedź.

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Tak, to możliwe. Jeden tylko mój klient złożył podobny wniosek, ale Enea go odrzuciła twierdząc że “napięcie znajduje się w granicach normatywnych”.

    • Witam p. Wojtku czy była by możliwość aby podesłał Pan na email emikrob@interia.pl wzór takiego wniosku o obniżenie napięcia, bo niestety również mam ten problem i również jestem ostatnim odbiorcą na linii 🙁

  7. Ja niedawno (tydzień temu) zacząłem logować napięcie na 3 fazach osobnym miernikiem nie tym z invertera gdyż ten się wyłącza z systemem na noc a poza tym jest niedokładny w momencie włączania i wyłączania falownika.
    Można podglądnąć kilka wykresów na mojej stronie: https://solar.jakubas.eu/v2
    https://solar.jakubas.eu/v2?date=2020-04-11
    Kilka innych przykładów z dni:
    https://solar.jakubas.eu/v2?date=2020-04-12
    https://solar.jakubas.eu/v2?date=2021-03-28
    https://solar.jakubas.eu/v2?date=2021-04-02
    https://solar.jakubas.eu/v2?date=2021-04-05

  8. Ja mam podobny problem instalacja gruntowa 16.70kv ipedancja na poszczegulnych fazach 0.89 ,0.91 , 0.93 moc vat na poszczegulnych fazach to jest w nocy średnio 225-235 v a w dzień 240-247 v po załaczenu falownika prąd w sieci podnosi sie 10-15 v i falownik sie rozłancza jak wyprodukuje 50kw na dzień to jest dobrze jak była mieżona impedancja przy falowniku podnosiła się do 1-1.13na poszczegulnych fazach i niewiadomo co jest czy to jest wina falownika. dodam jeszcze że transformator do kturego jesteśmy podłaczeni jes 1 kilometr od mojego domu a linie energetyczne były wymieniane jakieś 7 lat temu i u nas od słupa do licznika

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Pytanie jaka jest impedancja linii na przyłączu energetycznym i jaka jest przy falowniku. Wtedy można z wzorów wyliczyć sobie jaką moc możemy przesłać w obu tych punktach. Możliwe, że problem leży w zbyt małych przekrojach przewodów zasilających instalację fotowoltaiczną.

  9. Tę impedancję przecież Łukasz podał: “jak była mieżona impedancja przy falowniku podnosiła się do 1-1.13na poszczegulnych fazach” i szczerze to ja czarno widzę taką impedancję przy instalacji o mocy 16.7 kW. Ewidentnie instalator olał temat opomiarowania PRZED zarobieniem sobie na montażu i ucieczce w siną dal.

  10. Czyli przed założeniem instalacji najlepiej wykonać niezbędne pomiary? I na ich podstawie dobrać moc i rodzaj (jedno lub trójfazową)?

    • mgr inż. Maciej Dolata

      Nie do końca… Pomiary warto wykonać, ale w celu sprawdzenia czy sieć jest przystosowana do przyłączenia projektowanej mocy. Zazwyczaj przy mocach do 6kW nie ma większego problemu.

  11. Witam, ja chcę założyć instalacje 6kw napięcia na 3 fazach są o parametrach od 245 do 251 Volt.
    Kazałem sobie założyć analizator, żeby Tauron określił się na moją planowaną instalację. Teraz czekam na odpowiedź i mam pytanie: Czy mogę założyć instalacje 3 fazową on grid czy lepiej 1 fazową hybrydę z akumulatorami o mocy 3,6kw iwerter z akumulatorami 5kwh gdy Tauron napisze że mieści się w normie

  12. Steaven Seagal

    Nie spojrzałem nigdy od tej strony, a to nie jest tak, że jeżeli mamy moc przyłączeniową 14kW to instalację możemy zrobić do 14kW? Bo co za różnica czy 14kW pociągniemy czy wepchniemy w sieć? Pozdrawiam

Dodaj komentarz

Nazwa *
Email *
Witryna internetowa