Dlaczego panele fotowoltaiczne się wyłączają? Sekrety fotowoltaiki

Fotowoltaika, jako ekologiczne i oszczędne źródło energii, zyskuje na popularności na całym świecie, w tym również w Polsce. Dzięki instalacjom fotowoltaicznym możliwe jest przekształcanie promieni słonecznych w energię elektryczną, co pozwala zmniejszyć rachunki za prąd oraz zwiększyć niezależność energetyczną. Jednak wielu użytkowników systemów PV (ang. photovoltaic) spotyka się z problemem, że ich panele fotowoltaiczne czasami wyłączają się w słoneczny dzień, mimo że mogłyby produkować energię. Dlaczego tak się dzieje i co powoduje, że fotowoltaika się wyłącza?

Jak działa instalacja fotowoltaiczna?

Instalacja fotowoltaiczna składa się z paneli, które zamieniają promieniowanie słoneczne na prąd stały (DC), oraz z falownika (inwertera), który przekształca prąd stały na prąd zmienny (AC), używany przez urządzenia elektryczne w domu. System może także być podłączony do sieci energetycznej, co pozwala na przesyłanie nadwyżek energii do sieci, gdy nie ma zapotrzebowania na całą wytworzoną energię w gospodarstwie domowym. Dzięki temu użytkownik, zwany prosumentem, może odzyskać część energii oddanej do sieci w późniejszych godzinach.

Jednak fotowoltaika nie zawsze działa nieprzerwanie. Czasami falownik wyłącza się, powodując przerwanie produkcji energii, nawet jeśli panele są w pełni nasłonecznione. Istnieje kilka głównych powodów, dlaczego instalacja PV może przestać działać.

Zbyt wysokie lub zbyt niskie napięcie w sieci

Jednym z najczęstszych powodów, dla których fotowoltaika wyłącza się w ciągu dnia, jest napięcie w sieci elektrycznej, które może być zbyt wysokie lub zbyt niskie. Systemy fotowoltaiczne są projektowane tak, aby działały w określonych zakresach napięcia. Kiedy napięcie w sieci energetycznej przekracza dopuszczalny poziom (przekracza zazwyczaj 253 V), falownik automatycznie wyłącza się, aby uniknąć uszkodzenia urządzeń oraz przeciążenia sieci. Wyłączenie falownika ma na celu ochronę zarówno samego urządzenia, jak i sieci przed poważnymi awariami.

Problem z napięciem w sieci staje się coraz bardziej powszechny w godzinach szczytu produkcji energii, czyli w słoneczne dni, gdy wielu prosumentów jednocześnie przesyła nadwyżki energii do sieci. Polska infrastruktura energetyczna, nie zawsze jest dostosowana do dużej ilości energii wytwarzanej przez instalacje prosumenckie, co powoduje skoki napięcia i wyłączanie falowników.

Problemy z falownikiem lub instalacją PV

Nieprawidłowa konfiguracja lub awaria samego falownika może również powodować wyłączanie się instalacji fotowoltaicznej. Falownik jest kluczowym elementem systemu PV, odpowiedzialnym za przekształcanie prądu stałego na zmienny. Jeśli falownik jest źle skonfigurowany, np. ma ustawione nieodpowiednie parametry napięcia, może dochodzić do jego wyłączenia.

Również problemy z samą instalacją PV, takie jak wadliwe połączenia kablowe, mogą wpływać na działanie systemu. Warto regularnie kontrolować stan techniczny instalacji, aby unikać problemów z wydajnością i działaniem.

Zbyt wysokie temperatury i ochrona przed przegrzaniem

Panele fotowoltaiczne są odporne na trudne warunki pogodowe, ale ekstremalne temperatury mogą wpływać na ich wydajność. Wysokie temperatury, zwłaszcza w miesiącach letnich, mogą prowadzić do przegrzania paneli i falownika, co z kolei powoduje automatyczne wyłączanie systemu. Nowoczesne falowniki są wyposażone w systemy ochrony przed przegrzaniem, które wyłączają urządzenie, gdy temperatura osiąga niebezpiecznie wysoki poziom. To działanie zabezpiecza instalację przed uszkodzeniem, ale również chwilowo przerywa produkcję energii.

Aby zapobiec tego rodzaju problemom, warto zainstalować falownik w dobrze wentylowanym miejscu, z dala od bezpośredniego nasłonecznienia.

Zbyt duże natężenie prądu

W godzinach największego nasłonecznienia, zwłaszcza w letnie, słoneczne dni, panele fotowoltaiczne mogą produkować bardzo dużo energii, co prowadzi do wzrostu natężenia prądu w instalacji. Jeśli instalacja nie jest przystosowana do obsługi takiej ilości energii, falownik może zostać przeciążony, co skutkuje jego wyłączeniem. To zjawisko jest często spotykane w przypadku instalacji przewymiarowanych, gdzie moc paneli przekracza zdolność przetwórczą falownika.

W takich przypadkach zaleca się dobór falownika o odpowiedniej mocy w stosunku do mocy zainstalowanych paneli, co zapobiega przeciążeniom systemu.

Wyłączenia wynikające z awarii sieci

Czasami wyłączanie się instalacji PV może być wynikiem awarii sieci energetycznej. W przypadku problemów z infrastrukturą przesyłową, takich jak przerwy w dostawie prądu, falownik automatycznie się wyłącza, aby zapobiec uszkodzeniom. Instalacje on-grid, które są podłączone do sieci, są zaprogramowane tak, aby zapobiegać przepływowi energii w czasie awarii, co mogłoby zagrażać bezpieczeństwu osób pracujących nad naprawą sieci.

Jak zapobiec wyłączaniu się fotowoltaiki?

Aby zminimalizować ryzyko wyłączania się systemu fotowoltaicznego, warto zastosować kilka rozwiązań. Magazyn energii to jedno z najlepszych rozwiązań, które pozwala na gromadzenie nadwyżek energii i wykorzystywanie ich wtedy, gdy panele nie produkują prądu. Dzięki temu ograniczasz zależność od sieci i minimalizujesz problemy związane z nadmierną produkcją w ciągu dnia.

Dodatkowo, regularne monitorowanie parametrów sieci, takie jak napięcie, oraz dbanie o prawidłową konfigurację falownika może znacząco wpłynąć na stabilność działania systemu. Ważne jest również korzystanie z usług profesjonalnych instalatorów, którzy zaprojektują instalację odpowiednio do zapotrzebowania energetycznego domu oraz warunków sieci.

Podsumowując, wyłączanie się falownika w instalacjach fotowoltaicznych to zjawisko, które ma wiele przyczyn, od skoków napięcia w sieci po problemy z nadprodukcją energii. Użytkownicy instalacji prosumenckich powinni być świadomi tych zagadnień, aby lepiej zarządzać swoim systemem. Właściwe zrozumienie mechanizmów, które prowadzą do wyłączenia falownika, pomoże zwiększyć efektywność autokonsumpcji energii wytwarzanej przez panele słoneczne.

Warto rozważyć zastosowanie systemów, takich jak pompy ciepła czy bojler z grzałką elektryczną, które mogą wykorzystać energię generowaną przez instalację fotowoltaiczną. Dzięki nim gospodarstwa domowe będą mogły lepiej zarządzać swoją produkcją energii, minimalizując problemy związane z wyłączeniami. Ponadto, inwestycje w krajową infrastrukturę energetyczną, a także współpraca z operatorami i instytucjami takimi jak NFOŚiGW, mogą przyczynić się do poprawy funkcjonowania systemów prosumenckich.

W kontekście transformacji energetycznej do 2030 roku, istotne jest, aby każdy użytkownik instalacji PV był świadomy zbyt niskiego lub zbyt wysokiego napięcia, które może wpływać na prawidłowe działanie systemu. Kluczowe jest, aby napięcie utrzymywało się w optymalnym poziomie napięcia, co pozwoli na efektywne wytwarzanie energii i zminimalizowanie ryzyka awarii instalacji. Prawidłowe działanie instalacji PV to nie tylko korzyści ekonomiczne, ale także wsparcie dla ochrony środowiska i gospodarki wodnej. Przy odpowiednim podejściu, wykorzystanie energii słonecznej może przynieść znaczne oszczędności oraz przyczynić się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych, co jest kluczowe w dobie globalnych wyzwań klimatycznych.