Energia bierna, a fotowoltaika

Energia bierna, a fotowoltaika

Energia bierna, a fotowoltaika

17 lutego 2023

Jeszcze do niedawna kwestie opłat za moc bierną dotyczyły wyłącznie przyłączy powyżej 40 kW. Pod koniec 2020 roku zakłady energetyczne zmieniły swoje systemy rozliczeniowe, przez co obecnie obciążane są również rachunki mniejszych konsumentów prądu. Z tego względu warto znać różnice między energią bierną pojemnościową i indukcyjną, rozumieć skąd się biorą dodatkowe opłaty na rachunku oraz co wspólnego ma z tym fotowoltaika.

Czym jest energia bierna?

Odbiorcy prądu mogą spotkać się z trzema typami energii: czynną, bierną i pozorną. Pierwsza z nich określa ilość pobranego prądu w danej porze doby. To właśnie ona zasila sprzęty elektryczne znajdujące się w domu jednorodzinnym, biurze czy firmie przemysłowej. Energia bierna, w przeciwieństwie do energii czynnej, nie jest zamieniana na pracę użytkową lub ciepło. To strumień, który krąży między siecią a danym odbiornikiem. Rozróżniamy:

  • energię bierną indukcyjną – pobieraną przez silniki i transformatory,
  • energię bierną pojemnościową – związaną z użytkowaniem oświetlenia LED, liczników czy długich linii kablowych.

Moc bierna wiąże się także z korzystaniem z pieców indukcyjnych, zasilacza, wiertarek, odkurzaczy czy mikserów, które możemy spotkać w każdym gospodarstwie domowym. Z uwagi na to, że stanowi ona dodatkowe obciążenie sieci przesyłowych, zakłady energetyczne naliczają dodatkowe opłaty za jej wykorzystanie. Ostatni typ energii, czyli energia pozorna, jest sumą wektorową mocy biernej i czynnej.

Energia bierna w prawie polskim

Podstawowym dokumentem regulującym kwestie mocy biernej jest Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 6 marca 2019 roku w sprawie szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie energią elektryczną. To tam określono między innymi kwestie opłat oraz formułę ich naliczania. Przez ponadumowny pobór rozumiemy ilość energii elektrycznej biernej odpowiadającej:

  • współczynnikowi mocy tgφ wyższemu od umownego współczynnika tgφ0 (niedokompensowanie) i stanowiącą nadwyżkę energii biernej indukcyjnej ponad ilość odpowiadającą wartości współczynnika tgφ0 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.

Współczynnik tgφ określa stopień szkodliwości oddziaływania energii biernej indukcyjnej na sieć. Im wyższa jest jego wartość w umowie, tym suma opłat uiszczanych do zakładu energetycznego też będzie pokaźniejsza. O ile energia bierna indukcyjna stanowi koszt tylko za pobór ponadumowny, o tyle z uwagi na niekorzystne oddziaływanie dla sieci, opłaty za energię bierną pojemnościową są naliczane zawsze.

Kto ponosi opłaty za energię bierną?

Zasadniczo opłaty z tytułu mocy biernej są naliczane dla użytkowników zasilanych z sieci średniego i wysokiego napięcia. Mówimy tu więc głównie o dużych i średnich firmach przemysłowych, produkcyjnych, usługowych. Nie ma jednak przeciwwskazań, aby dodatkowe wydatki pojawiły się na rachunkach przedsiębiorstw działających w oparciu o taryfę C, a także w niektórych wyjątkach, gospodarstw domowych. Kwestią mocy biernej powinni zainteresować się także użytkownicy fotowoltaiki. Jak wskazuje komunikat Urzędu 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 ponadumownego poboru energii biernej.

Energia bierna, a fotowoltaika

Instalacje fotowoltaiczne składają się z szeregu urządzeń, które generują pobór mocy biernej. Chodzi tu między innymi o przewody solarne, optymalizatory mocy czy falowniki. W przypadku małych, przydomowych mikroinstalacji, ich oddziaływanie jest jednak na tyle niewielkie, że ryzyko naliczenia opłat za energię bierną jest znikome. Nieco większym wyzwaniem może być użytkowanie zestawów o mocy przekraczającej 50 kWp. Małe farmy fotowoltaiczne wymagają użycia dużej ilości sprzętu, co skutkuje większym poborem energii biernej. Żeby zmaksymalizować rentowność z inwestycji w panele słoneczne, warto rozważyć zastosowanie odpowiednich kompensatorów.

Kompensacja mocy biernej – co to takiego?

Zjawisko kompensacji mocy biernej wykorzystuje wzajemne oddziaływanie przeciwieństw. W celu pominięcia sieci elektroenergetycznej w przepływie energii biernej, wystarczy obok danego urządzenia ustawić inne, pracujące w odwrotnym kierunku. Dzięki temu moc bierna przepływa na linii kompensator – odbiornik, a użytkownik nie zostaje obciążony dodatkowymi opłatami przez sprzedawcę energii. W praktyce dla celów kompensacji mocy biernej indukcyjnej wykorzystuje się baterie kondensatorów, z kolei niwelacja mocy biernej pojemnościowej wiąże się ze stosowaniem baterii dławików indukcyjnych, układów hybrydowych (zawierających jednocześnie dławiki i kondensatory kompensacyjne) lub kompensatorów dynamicznych.

Kompensacja mocy biernej w układach fotowoltaicznych

Wspomnieliśmy już, że kompensacja mocy biernej może być dobrym pomysłem dla instalacji fotowoltaicznych. W przypadku mniejszych zestawów, zastosowanie urządzeń kompensujących może nie być opłacalne (wyższy koszt zakupu i adaptacji niż potencjalne oszczędności). Ich montaż przez wykwalifikowaną firmę jest w pełni bezpieczny i nie obciąża rachunków gospodarstwa domowego. Zupełnie odmiennie wygląda sytuacja na farmach fotowoltaicznych. Stosuje się na nich dławiki kompensacyjne, które minimalizują koszty mocy biernej pojemnościowej. Ich działanie polega na manipulowaniu współczynnikiem mocy cos φ w taki sposób, aby dążył on do poziomu 1. W ten sposób nie jest przekraczana wartość graniczna tg φ, a zakład energetyczny nie ma podstaw do naliczania dodatkowych opłat. Potencjalne zyski dla firmy mogą wynieść nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych w skali roku! W przypadku zainteresowania usługami specjalistów, którzy kompleksowo zajmą się montażem OZE i kwestiami kompensacji mocy biernej, zapraszamy do kontaktu z fotowoltaika.plus!