Moc bierna a fotowoltaika | Pelsun.pl | Pelsun
Porozmawiaj z Ekspertem tel.  885 021 021
Akademia wiedzy
Pozostałe na blogu

Moc bierna a fotowoltaika

28/11/2024

Moc bierna a fotowoltaika

Polacy coraz częściej decydują się na instalacje fotowoltaiczne, licząc na znaczne oszczędności. Zdarza się jednak, że po zamontowaniu systemu PV rachunki za prąd okazują się wyższe niż przed jego instalacją. Przyczyną tego może być występowanie energii biernej, która generuje dodatkowe koszty. Czym jest moc bierna?

Przeczytaj także:

Czym jest moc bierna?


Moc bierna, zwana także energią bierną, jest pojęciem, z którym powinni zapoznać się właściciele instalacji fotowoltaicznych. Choć energia bierna nie wykonuje bezpośrednio żadnej pracy, jest niezbędna do prawidłowego działania urządzeń elektrycznych korzystających z prądu przemiennego, takich jak np. inwerter w instalacjach fotowoltaicznych. Energia bierna nie ulega zużyciu – krąży między siecią a urządzeniami, obciążając sieci przesyłowe i prowadząc do spadków napięcia. Wskutek tego dostawcy energii ustalają limity na jej zużycie. Przekroczenie tych limitów może natomiast skutkować dodatkowymi opłatami dla odbiorców.

Skąd się bierze energia bierna?


Zjawisko energii biernej można lepiej wytłumaczyć na przykładzie wykresu prądu przemiennego, który ma postać sinusoidy. Na takim wykresie napięcie i natężenie prądu zmieniają się cyklicznie, naprzemiennie przyjmując wartości dodatnie i ujemne z częstotliwością 50 Hz. W idealnych warunkach, gdy napięcie i natężenie osiągają swoje maksymalne wartości jednocześnie, cała wytwarzana moc jest mocą czynną. Jeśli jednak występuje przesunięcie między tymi liniami, dochodzi do powstania mocy biernej. Kiedy napięcie wyprzedza natężenie, pojawia się zjawisko mocy biernej indukcyjnej, a gdy z kolei to natężenie wyprzedza napięcie, powstaje wtedy moc bierna pojemnościowa.

Fotowoltaika a moc bierna – czy problem z opłatą leży zawsze w instalacji fotowoltaicznej?


Problem mocy biernej nie zawsze wynika bezpośrednio z instalacji fotowoltaicznej. Często pojawia się po wymianie licznika na dwukierunkowy, który będąc bardziej zaawansowany technologicznie, rejestruje przepływ mocy biernej. W starszych licznikach nie było możliwości jej pomiaru, co oznacza, że dopiero z nowym urządzeniem zakład energetyczny zyskuje pełny obraz przepływów energetycznych, w tym mocy biernej. Inwerter fotowoltaiczny może generować moc bierną indukcyjną, jednak w typowych gospodarstwach domowych odchylenia te są minimalne, a dopłaty nie są naliczane. W przypadku większych instalacji oraz przedsiębiorstw odchylenia mogą być już zdecydowanie większe, co może stanowić uzasadnienie do naliczania dodatkowych opłat.

Ponadumowny pobór energii biernej – co o tym mówią przepisy?


Kwestie związane z ponadumownym poborem energii biernej regulowane są przez Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 18 sierpnia 2011 r. w sprawie zasad kształtowania i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie energią elektryczną, a także przez zmieniające je Rozporządzenie z 12 kwietnia 2012 r. Zgodnie z § 45.1, ponadumowny pobór energii biernej oznacza ilość energii odpowiadającą współczynnikowi mocy tg φ wyższemu od umownego (niedokompensowanie) lub przekroczeniu ilości energii biernej indukcyjnej bądź pojemnościowej (przekompensowanie). Może to mieć miejsce zarówno przy poborze energii czynnej, jak i przy jej braku.

Jaka jest opłata za moc bierną?


Dodatkowe opłaty za energię bierną pojawiają się na rachunkach za prąd z powodu przepływu energii, która krąży między siecią a odbiornikami, choć nie wykonuje użytecznej pracy. Ten ruch generuje obciążenia w sieci, co powoduje straty energii dla dystrybutorów. Wprowadzając opłaty za energię bierną, dąży się do skłonienia użytkowników do minimalizowania jej poboru lub odsyłania jej z powrotem do sieci. Zasady naliczania tych opłat oraz ich wysokość regulowane są przez Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z 29 listopada 2022 r., które określa zasady kształtowania taryf i rozliczeń za energię elektryczną.

Zgodnie z zapisami rozporządzenia paragraf 47, pkt. 1, opłaty są pobierane za „ponadumowny pobór energii biernej przez odbiorcę”, za który rozumie się ilość energii biernej odpowiadającej:

  • współczynnikowi mocy wyższemu od umownego współczynnika (niedokompensowanie) i stanowiącą nadwyżkę energii biernej indukcyjnej ponad ilość odpowiadającą wartości współczynnika lub
  • indukcyjnemu współczynnikowi mocy przy braku poboru energii elektrycznej czynnej, lub
  • pojemnościowemu współczynnikowi mocy (przekompensowanie) zarówno przy poborze energii elektrycznej czynnej, jak i przy braku takiego poboru.


Finalnie, wysokość opłat za pobór mocy biernej jest uzależniony od danego dystrybutora energii elektrycznej i zawsze jest ona zapisywana w umowie na usługi dystrybucyjne.

Pobór mocy biernej a fotowoltaika – czy prosumenci są zwolnieni z opłat?


W sieci można spotkać opinie, że prosumenci, którzy korzystają z taryfy G nie są obciążani opłatą za energię bierną, ale to nie do końca jest zgodne z rzeczywistością. Taryfy G, które są głównie dedykowane gospodarstwom domowym, rzadko zawierają opłaty za energię bierną. Wynika to jednak nie z ograniczeń prawnych, a raczej z charakterystyki zużycia energii w takich gospodarstwach. Ilość energii biernej generowanej w domach jest zazwyczaj zbyt mała, aby wymagała naliczania dodatkowych opłat. Mimo to użytkownicy taryf G nie są całkowicie wyłączeni z możliwości naliczenia takich opłat. Informacje o tym można znaleźć w zapisach wcześniej wspomnianego rozporządzenia w par. 47, pkt. 1:

"Rozliczeniami za pobór energii biernej są objęci odbiorcy zasilani z sieci średniego, wysokiego i najwyższego napięcia. Takimi roszczeniami mogą być objęci także odbiorcy zasilani z sieci o napięciu znamionowym nie wyższym niż 1 kV.”

Do tych słów dodatkowo ustosunkował się Urząd Regulacji Energetyki:

“Opłaty te (za energię bierną – przyp. red.) mają charakter opłat sankcyjnych pobieranych jedynie od odbiorców, którzy generują ponadumowny pobór energii biernej. Wobec powyższego, w ocenie Departamentu Źródeł Odnawialnych, w aktualnym stanie prawnym brak jest przesłanek do wyłączenia prosumentów z grupy odbiorców, wobec których naliczane są opłaty z tytułu ponad umownego poboru energii biernej.”

Na czym polega kompensacja mocy biernej?


Kompensacja mocy biernej jest skutecznym sposobem na zredukowanie lub wyeliminowanie dodatkowych opłat związanych z ponadumownym poborem energii biernej. Jak działa to rozwiązanie? Moc bierna indukcyjna i pojemnościowa mają przeciwne znaki, co pozwala na wzajemne neutralizowanie ich efektów. Dlatego w przypadku urządzeń generujących jeden typ mocy biernej można zastosować urządzenia kompensujące działanie, generujące przeciwny typ mocy. Na przykład, przy urządzeniach korzystających z silników indukcyjnych, które pobierają moc bierną indukcyjną, można zainstalować urządzenia wytwarzające moc bierną pojemnościową. W ten sposób obie wartości się równoważą, a sieć energetyczna nie zostaje obciążona przesyłem mocy biernej, co prowadzi do zmniejszenia rachunków za energię.

Kompensacja mocy biernej może być realizowana na różnych poziomach, zależnie od potrzeb i specyfiki danego systemu. Można ją stosować bezpośrednio dla pojedynczych urządzeń, dla grup sprzętów w określonych fragmentach sieci lub na poziomie centralnym, obejmującym całą infrastrukturę przedsiębiorstwa. Wprowadzenie prawidłowej kompensacji w firmach jest jednak skomplikowane, ponieważ trzeba uwzględnić takie czynniki jak liczba urządzeń generujących moc bierną, liczba przyłączy, poziom zaburzeń w sieci oraz jej strukturę. Dlatego w takich przypadkach najlepiej powierzyć to zadanie specjalistom, którzy precyzyjnie dobiorą odpowiednie rozwiązania.

Kompensacja mocy biernej w domu jednorodzinnym


W domach jednorodzinnych kompensacja mocy biernej nie jest często konieczna, jednak nie można wykluczyć sytuacji, w których takie działania mogą być przydatne. W gospodarstwach domowych można to osiągnąć na kilka sposobów. Jednym z rozwiązań jest poprawa efektywności pracy urządzeń, np. poprzez odpowiednie dociążenie nieobciążonych silników lub wymianę na mniejsze modele. Ważne jest także ograniczenie pracy urządzeń indukcyjnych i transformatorów, gdy nie są one aktywnie wykorzystywane.

Można też zrównoważyć przepływy energii, stosując odpowiednie kompensatory mocy biernej. W przypadku energii biernej indukcyjnej wykorzystuje się baterie kondensatorów, natomiast dla mocy biernej pojemnościowej – dławiki indukcyjne. Wybór i instalacja takich rozwiązań wymaga jednak wiedzy z zakresu elektryki i specyficznych parametrów urządzeń. Warto również zauważyć, że nowoczesne falowniki fotowoltaiczne często mają wbudowane funkcje zarządzania mocą bierną.

Energia bierna – kto powinien liczyć się z dodatkowymi opłatami?


W przypadku mocy biernej i instalacji fotowoltaicznych przeciętny użytkownik nie musi się obawiać dodatkowych opłat. Choć przepisy teoretycznie dopuszczają ich naliczanie za moc bierną dla gospodarstw domowych korzystających z taryfy G, w praktyce zdarza się to bardzo rzadko. Mit, że sam montaż fotowoltaiki automatycznie generuje takie koszty, nie jest zgodny z rzeczywistością – zależy to od specyfiki pracy urządzeń w danym domu.

Największe ryzyko opłat za moc bierną dotyczy przedsiębiorstw, które intensywnie wykorzystują urządzenia powodujące odchylenia w przepływie energii. Zarówno w firmach, jak i w rzadkich przypadkach gospodarstw domowych, rozwiązaniem może być kompensacja mocy biernej. Można to osiągnąć poprzez zmiany w sposobie korzystania z urządzeń (np. zmniejszenie pracy w trybie jałowym) lub zakup kompensatorów. Falowniki fotowoltaiczne często mają funkcje umożliwiające regulację mocy biernej. Warto jednak zaznaczyć, aby wszelkie działania związane z kompensacją w falownikach były przeprowadzane przez specjalistów.