KOMPENSACJA MOCY dla farm fotowoltaicznych

Kompensacja mocy biernej to jedna z istotniejszych kwestii przy projektowaniu współczesnych instalacji elektrycznych, do których podłączonych jest szereg różnych odbiorników i urządzeń. Wraz ze wzrostem opłat naliczanych przez zakłady energetyczne, właściciele dużych zakładów pracy (np. hal produkcyjnych) zauważyli zalety, jakie niesie za sobą poprawa współczynnika mocy (PFC – ang. Power Factor Correction).

Kompensacja mocy biernej w instalacjach fotowoltaicznych – z czego wynika jej konieczność?

Duża część popularnych odbiorników energii elektrycznej, które wykorzystywane są do rozbudowy firmowej sieci (silniki asynchroniczne, transformatory) czy też mniej specjalistycznych celów, jest indukcyjna. Oznacza to zwiększenie zapotrzebowania całego układu na moc bierną, którą należy pobrać z zakładu energetycznego lub innego miejsca odpowiedzialnego za dostarczenie energii elektrycznej. Ta moc jest niezbędna do wytworzenia pola elektromagnetycznego, które stanowi podstawę działania tego typu urządzeń. Choć bycie źródłem mocy biernej mieści się w granicach usług świadczonych przez elektrownię, warto pamiętać, że powoduje to zwiększone straty energii czynnej czy większe spadki napięć w liniach przesyłowych. W takich przypadkach konieczna jest kompensacja mocy biernej indukcyjnej, czyli samodzielne wytwarzanie jej w zakładzie.

Służyć mogą do tego różne urządzenia – do popularnych rozwiązań należą baterie kondensatorów czy linie elektroenergetyczne. Możliwa jest również naturalna kompensacja, którą uzyskuje się dzięki przeprowadzeniu pewnych operacji w rozdzielniach. Nie jest to jednak tak proste, jak mogłoby się wydawać, a często dochodzi również do powstania nadmiaru mocy biernej indukcyjnej, z którą zakład nie ma co zrobić. W takich sytuacjach konieczne jest odprowadzenie nadwyżek do sieci ogólnej, za co naliczane są dodatkowe opłaty. Jak się łatwo domyślić jest to zjawisko niekorzystne, dlatego tak ważne stało się poprawa współczynnika mocy (PFC – ang. Power Factor Correction) wyrażonego przez cos φ. Odpowiednio dobrane baterie kondensatorów manipulują tym stosunkiem mocy użytecznej do iloczynu napięcia i prądu w taki sposób, by jego wartość dążyła do 1. Wtedy mamy do czynienia z przesyłem prądu czynnego, a co za tym idzie, opłaty są na minimalnym poziomie.

Jak zmniejszyć koszty utrzymania farmy PV dzięki kompensacji mocy biernej?

Z podobnym zjawiskiem – konieczność radzenia sobie z nadwyżkami i niedoborami mocy biernej – zmagają się osoby zajmujące się budową czy obsługą instalacji fotowoltaicznych. Problem ten dotyczy przede wszystkim większych placówek pokroju farm fotowoltaicznych, w których transportowanie energii elektrycznej z panelu przez różnego rodzaju urządzenia pośredniczące (przewody, optymalizatory mocy, falownik), powoduje wahania mocy biernej. Nie jest to jednak omawiana wcześniej moc bierna indukcyjna – długie linie kablowe o niskim napięciu (a czymś takim są instalacje fotowoltaiczne, w tym farmy) to odbiornikami o charakterze pojemnościowym. W takich przypadkach do poprawy współczynnika mocy wykorzystuje się dławiki kompensacyjne, które obecnie są nieodzownym elementem rozbudowanych instalacji fotowoltaicznych.

Jak się łatwo domyślić, koszt wybudowania farmy zawierające od kilku do kilkunastu paneli wykorzystujących energię słoneczną do produkcji prądu elektrycznego nie należy do niskich. Choć rozwiązania mające na celu wykorzystanie odnawialnych źródeł energii stają się coraz popularniejsze, wiele osób obawia się wysokich kosztów eksploatacji. Dławiki kompensacyjne dopasowane do potrzeb danej instalacji fotowoltaicznej pomagają zredukować koszty związane z pobieraniem lub oddawaniem do sieci mocy biernej pojemnościowej. Nie tylko manipulują współczynnikiem mocy cos φ w taki sposób, by dążył on do 1, ale również zapobiegają przekraczaniu wartości tg φ (0,4), czyli współczynnika określającego wielkość poboru mocy biernej w stosunku do poboru mocy czynnej.

PRZYKŁAD FAKTURY ZE WSKAZANIEM OPTYMALIZACJI KOSZTÓW

Dławiki kompensacyjne – redukcja kosztów stałych

W przypadku sieci obciążonej urządzeniami o charakterze indukcyjnym kompensacja mocy biernej możliwa jest dzięki bateriom kondensatorów. Co jednak w przypadku mocy biernej pojemnościowej, która jest charakterystyczna dla długich linii kablowych, w tym farm fotowoltaicznych? Wówczas konieczne jest wyposażenie takiego układu w dławik kompensacyjny, który będzie zapobiegał nadmiernemu pobieraniu lub oddawaniu do sieci mocy biernej oraz przekraczaniu współczynnika tgφ.

Dowiedz się więcej o dławikach kompensacyjnych i przekonaj się, jak łatwo można zmniejszyć opłaty generowane przez moc bierną.

Dławiki kompensacyjne w instalacjach fotowoltaicznych – czym są i w jaki sposób są zbudowane?

Omawiane urządzenia znaleźć można w różnych formach – obecnie popularne są dławiki kompensacyjne z rdzeniem ferromagnetycznym wykonanym z blachy o grubości od 0,25 do 0,5 mm. Oprócz modeli jednofazowych znaleźć można również dławiki kompensacyjne trójfazowe, których moc znamionowa sięga do kilkudziesięciu kVAr. Innymi parametrami, jakie należy uwzględnić przy doborze dławika kompensacyjnego to indukcyjność i prąd znamionowy. Jak sprawdzić, który model będzie odpowiedni?

Przed zamontowaniem konkretnego dławika kompensacyjnego dobrze jest wykonać tzw. profilowanie mocy, czyli proces mający na celu zbadanie zapotrzebowania instalacji na moc bierną pojemnościową. Jeśli farma fotowoltaiczna operuje na dużych wartościach tego parametru, a do tego jest on zmienny, wówczas warto stosować baterie dławików, które zostały wyposażone w automatyczny regulator mocy. Pozwoli to na lepszą optymalizację kosztów, a co za tym idzie, przełoży się to na oszczędności. Warto również wspomnieć, że dławiki kompensacyjne z takim regulatorem można rozbudować o moduł GPRS lub ETHERNET, który po wystąpieniu awarii (np. aktywacji bezpieczników), przesyła informację o usterce odpowiednim służbom. Pozwala to zmniejszyć straty związane z przerwą działania takiej instalacji, a specjaliści mogą w prostszy sposób naprawić wszelkie problemy.

Kompensacja mocy biernej pojemnościowej z wykorzystaniem dławików – prosty sposób na zmniejszenie kosztów eksploatacji farmy fotowoltaicznej

Wraz ze wzrostem popularności farm fotowoltaicznych, systemów oświetleniowych LED czy innych układów wykorzystujących długie linie kablowe, na znaczeniu zyskało utrzymywanie mocy biernej pojemnościowej na właściwym poziomie. Dławiki kompensacyjne czy baterie tych urządzeń pomagają w poprawie współczynnika mocy cos φ w taki sposób, by dążył on do 1. Nie tylko umożliwia to zmniejszenie strat mocy powstałych na liniach przesyłowych, ale również zapobiega powstawaniu jej nadwyżek. W obu przypadkach naliczane są dodatkowe opłaty, tak samo jak wtedy, gdy wartość współczynnika tg φ będzie różna od 0,4. Dławiki kompensacyjne pomagają ustabilizować wartość mocy biernej pojemnościowej w układzie w taki sposób, by utrzymanie farmy fotowoltaicznej było tańsze.

Zapraszamy, możesz również do nas napisać