Awarie sieci energetycznej i brak prądu to w Polsce niewielki problem. Zwykle nie trwają zbyt długo, często są też planowane z wyprzedzeniem. Decydując się na fotowoltaikę wiele osób myśli, że kwestia dostępności prądu z sieci w ogóle przestaje ich dotyczyć. Sądzą, że produkując własną energię, uniezależniają się od zewnętrznych dostawców. W jednych budzi to radość (hurra, wreszcie jestem niezależny!), w drugich obawy (co się stanie, jeżeli moja instalacja przestanie działać?). Tymczasem nawet sprawne panele fotowoltaiczne nie zapewnią naszemu lokum energii, jeżeli nastąpi brak prądu w sieci. Dlaczego?
Dlaczego instalacja fotowoltaiczna przestaje działać, gdy brak prądu w sieci?
W większości przypadków ludzie decydują się na zakup instalacji fotowoltaicznej on-grid, czyli podłączonej do sieci. Jak ona działa? Panele wytwarzają energię elektryczną, pobierając ją z promieni słonecznych. Prąd stały przepływa do inwertera (falownika), gdzie jest zmieniany na prąd przemienny (w oparciu o ten rodzaj prądu działają wszystkie gniazdka elektryczne etc.). Część z tego prądu trafia do domowej instalacji, część odprowadzana jest do sieci energetycznej. Kiedy dochodzi do awarii sieci, dostawca odłącza określony fragment instalacji. Na miejsce przyjeżdżają specjaliści, którzy mają za zadanie naprawić usterkę. Mogą to robić względnie swobodnie, wiedząc, że przez kable nie płynie prąd.
Kiedy dochodzi do awarii sieci, zabezpieczenie antywyspowe w instalacji fotowoltaicznej (konkretnie w inwerterze) wyłącza urządzenie. Gdyby tak się nie stało, panele fotowoltaiczne wciąż dostarczałyby prąd, który byłby przetwarzany i w przypadku nadwyżki trafił do sieci energetycznej. Niosłoby to ogromne ryzyko dla osób pracujących nad przywróceniem zasilania.
Czy istnieje instalacja fotowoltaiczna, która działa niezależnie od sieci energetycznej?
Powszechność instalacji on-grid nie oznacza, że nie istnieją dla niej alternatywy. Ludzie decydują się na podłączenie do sieci przede wszystkim z powodów ekonomicznych, ale też komfortu ciągłości dostaw energii elektrycznej. Przy fotowoltaice on-grid nie trzeba się przecież martwić o przerwę w dostawie prądu w sytuacji, gdy panele fotowoltaiczne wyprodukują zbyt mało prądu lub dojdzie do ich uszkodzenia. Niemniej, dla tych którzy cenią sobie niezależność ponad wszystko (lub po prostu nie mają innego wyboru) istnieją dwa inne rozwiązania – instalacja off-grid oraz fotowoltaika hybrydowa.
Instalacja fotowoltaiczna off-grid, czyli niech brak prądu w sieci przestanie być Twoim problemem
Fotowoltaika off-grid (inaczej: wyspowa) działa niezależnie od sieci energetycznej. Instalacja tego typu to układ zamknięty. Panele wciąż pobierają energię, a w inwerterze prąd stały zmieniany jest w przemienny, niemniej cały efekt tego procesu zostaje zatrzymany na potrzeby domowej instalacji. Co się dzieje z nadwyżką? Trafia do specjalnego magazynu energii, czyli np. akumulatora, z którego można korzystać w sytuacji braku prądu w odpowiedniej ilość z produkcji bieżącej. Może się jednak oczywiście zdarzyć, że panele fotowoltaiczne nie będą miały sposobności pobrania odpowiedniej ilości energii ze Słońca, a magazyn będzie świecił pustkami. W takim przypadku dom zostaje po prostu odcięty od prądu. W końcu działa niezależnie od zakładu energetycznego.
Instalacja fotowoltaiczna hybrydowa – rozwiązanie łączone na wypadek awarii sieci
Na granicy instalacji fotowoltaicznej on-grid oraz off-grid znajduje się instalacja hybrydowa, która łączy w sobie zalety obu rozwiązań. W normalnych warunkach pracuje podłączona do sieci. W przypadku przerwy w dostawie prądu zaś przełącza się na tryb wyspowy, czyli korzystający wyłącznie z paneli fotowoltaicznych i magazynu energii, bez ingerencji zewnętrznej sieci. By stworzyć taki system hybrydowy, potrzebne są dwa inwertery (sieciowy oraz wyspowy) lub jeden hybrydowy. System hybrydowy pozwala nie tylko na niezależność w przypadku braku prądu, ale też na korzystanie z przywilejów prosumenta w okresie zimowym, kiedy część instalacji fotowoltaicznych nie produkuje wystarczającej ilości energii. A jak wygląda dzienny cykl pracy podobnej instalacji?
- Poranek – Słońce jeszcze nie wzeszło, instalacja pv dostarcza mało energii, więc na potrzeby domu wykorzystywany jest zarówno prąd z paneli, jak i z zakładu energetycznego. Magazyn energii nie jest ładowany.
- Południe – instalacja pv pracuje pełną parą. Energii starcza nie tylko dla domu, ale też, by zasilić akumulatory.
- Popołudnie – nadwyżki wypełniają możliwości akumulatorów po brzegi. Przy pomocy inwertera prąd stały wciąż jest jednak zamieniany na przemienny. Te nadwyżki z pracy instalacji pv przekazywane są już do sieci energetycznej.
- Wieczór – wydajność instalacji fotowoltaicznych maleje. Dom zaczyna wykorzystywać akumulatory i pobierać z nich energię elektryczną.
- Noc – w nocy urządzenia w domu potrzebujące energii elektrycznej korzystają z magazynów aż do chwili ich całkowitego opróżnienia. Dopiero po rozładowaniu akumulatorów dochodzi do poboru energii z sieci.
Czy warto inwestować w instalacje fotowoltaiczne, które działają w przypadku awarii prądu?
W niektórych przypadkach decydowanie się na instalację off-grid nie wynika z sympatii lub antypatii do prądu z sieci zewnętrznej. Nierzadko inwestorzy nie mają po prostu innego wyjścia. W Polsce wciąż funkcjonują miejsca, dla których brak prądu jest zjawiskiem permanentnym – dostępu do sieci brakuje na niektórych kempingach, w domkach położonych na odludziu. Zdecydowanie się na niezależną instalację fotowoltaiczną to często zwyczajnie jedyna opcja.
Trzeba jednak przyznać, że również niezależność od prądu z sieci tak po prostu wydaje się kusząca. Dlaczego więc wśród właścicieli paneli fotowoltaicznych dominują systemy on-grid? Kiedy nie wiadomo, o co chodzi, zwykle chodzi o… tak, pieniądze. Z jednej strony tego typu systemy wymagają po prostu dodatkowych urządzeń (magazyny energii), z drugiej zaś zwiększonej liczby paneli. Ważną kwestią jest też spadek cen akumulatorów. Eksperci zapowiadają, że te będą coraz tańsze i inwestowanie w nie teraz jest po prostu alogicznym rozwiązaniem.
O ile latem w Polsce standardowa fotowoltaika bez problemu wyprodukuje prąd z solidną nadwyżką, o tyle zimą będzie już dużo gorzej. Warto przy tym pamiętać, że instalacje off-grid nie umożliwiają przechowywania nieskończonych nadwyżek prądu. Latem część energii jest po prostu marnotrawiona – część wypełnia magazyny, część zostaje zużyta w domowej instalacji, ale pozostała nadwyżka? Znika niewykorzystana. Co więcej, osoby korzystające z off-grid nie są prosumentami. Nie są podłączone do sieci, więc w przypadku braku prądu w okresie zimowym, zwyczajnie nie mają skąd go wziąć – zarówno odpłatnie, jak i w formie wyrównania za okres letniej nadwyżki.
