23-28 minut 
Ogniwa fotowoltaiczne 
+48 22 307 40 33 
To rozróżnienie ma wymiar finansowy. W systemie net-billingu energia wprowadzona do sieci jest wyceniana według stawek rynkowych, a energia pobrana rozliczana według taryfy sprzedawcy wraz z opłatami dystrybucyjnymi. Różnica między tymi wartościami sprawia, że każda kilowatogodzina zużyta bezpośrednio w budynku jest warta wielokrotnie więcej niż ta sama kilowatogodzina sprzedana. Rozbudowa ma sens wtedy, gdy pozwala pokryć realne, przesunięte w czasie zapotrzebowanie, a nie tylko podnieść roczny bilans produkcji.
Ten artykuł opisuje techniczną stronę zwiększania mocy: co sprawdzić przed dołożeniem modułów, jaki zapas dają falowniki Solplanet i kiedy rozbudowa wymusza wymianę jednostki sterującej. Dobór magazynu energii oraz formalności i rozliczenia po zmianie mocy omawiamy w osobnych tekstach, do których odsyłamy w odpowiednich miejscach.
Kiedy zwiększenie mocy jest uzasadnione?
- Pierwszym i najczęstszym powodem jest pojawienie się nowego, energochłonnego odbiornika. Pompa ciepła do centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej podnosi zużycie o kilka tysięcy kilowatogodzin rocznie, przy czym większość tej energii jest potrzebna w miesiącach o najniższej produkcji PV. Ładowarka samochodu elektrycznego działa odwrotnie – daje się elastycznie przesunąć na godziny okołopołudniowe i dobrze współpracuje z nadwyżkami produkcji. Przed rozbudową warto więc ustalić, ile energii nowy odbiornik pobierze i w jakich godzinach, bo od tego zależy, czy dodatkowe kilowaty rzeczywiście zostaną wykorzystane na miejscu.
- Drugim powodem jest zmiana profilu zużycia bez zmiany wyposażenia budynku: praca zdalna, powiększenie gospodarstwa domowego, przejście na płytę indukcyjną zamiast gazowej.
- Trzecim – dążenie do większej niezależności od cen energii i od kolejnych modyfikacji zasad rozliczeń prosumenckich. W każdym z tych przypadków punktem wyjścia powinny być dane z licznika i z aplikacji monitorującej instalację, a nie szacunek na podstawie powierzchni dachu.
Trzy ścieżki zwiększenia mocy
Wybór metody zależy od wieku komponentów, dostępnej powierzchni montażowej i parametrów wejściowych obecnego falownika. Zasada jest prosta: im mniejsza ingerencja w działający, sprawny system, tym niższy koszt i mniejsze ryzyko utraty gwarancji.
| Metoda rozbudowy | Główna zaleta | Kiedy wybrać? |
|---|---|---|
| Dołożenie modułów do obecnego falownika | Najniższy koszt, brak zakupu nowej jednostki sterującej | Gdy falownik ma zapas po stronie DC i wolne wejścia MPPT |
| Wymiana falownika na model o większej mocy | Modernizacja całego systemu, możliwość przejścia na układ hybrydowy | Gdy obecny sprzęt jest przestarzały lub po okresie gwarancji |
| Nowa, niezależna instalacja obok istniejącej | Brak ingerencji w istniejące obwody | Gdy nie da się połączyć systemów lub gdy nowe moduły trafiają na inną połać |
Najczęściej opłaca się ścieżka pierwsza, o ile falownik ma zapas mocy wejściowej. Wymaga ona jednak weryfikacji kilku parametrów, których nie widać w karcie katalogowej modułu.
Co sprawdzić przed dołożeniem modułów do istniejącego falownika?
Napięcie i prąd na wejściu DC
Podstawowe ograniczenie to maksymalne napięcie wejściowe DC falownika. Napięcie stringu liczy się dla najniższej spodziewanej temperatury pracy modułów, zwykle w przedziale od –10 do –20°C, na podstawie napięcia obwodu otwartego i temperaturowego współczynnika napięcia z karty katalogowej modułu. Zimą, przy bezchmurnym niebie i mrozie, napięcie stringu bywa o 10–15% wyższe niż w warunkach STC, dlatego dodanie choćby dwóch modułów do istniejącego łańcucha może przekroczyć limit falownika i doprowadzić do jego uszkodzenia.
Drugie ograniczenie to maksymalny prąd wejściowy na tor MPPT oraz dopuszczalny prąd zwarciowy, który wejście jest w stanie bezpiecznie przyjąć. Ten parametr decyduje, ile stringów można podłączyć równolegle. Trzecim, często pomijanym warunkiem jest liczba niezależnych trackerów MPPT: jeśli nowe moduły trafiają na połać o innej orientacji lub innym kącie nachylenia, powinny pracować na osobnym wejściu, inaczej straty niedopasowania zniweczą część zysku z rozbudowy.
Dobór modułów i łączenie różnych typów
W jednym stringu muszą pracować moduły o zbliżonym prądzie w punkcie mocy maksymalnej. Panel dostępny dziś ma zwykle wyższą moc i inne parametry elektryczne niż ten sprzed sześciu lat, więc łączenie starych i nowych modułów szeregowo prowadzi do pracy całego łańcucha na poziomie najsłabszego ogniwa. Poprawnym rozwiązaniem jest utworzenie osobnego stringu na osobnym MPPT albo dobranie modułów pod istniejące parametry, nawet jeśli oznacza to rezygnację z najnowszej dostępnej mocy. Warto też pamiętać, że starsze moduły uległy degradacji – typowo od 0,4 do 0,6% rocznie – więc ich rzeczywista moc jest niższa od nominalnej, co dodatkowo pogłębia niedopasowanie.
Konstrukcja dachu i system montażowy
Rozbudowa zwiększa obciążenie połaci, a nowe moduły mają zwykle inne wymiary i inną grubość ramy niż te zamontowane wcześniej. Elementy mocujące dostępne obecnie nie zawsze pasują do profili sprzed kilku lat, a producent systemu montażowego mógł wycofać serię z produkcji. Przed zamówieniem materiału należy sprawdzić dostępność kompatybilnych klem i profili oraz zweryfikować, czy zwiększona powierzchnia zabudowy nie zmienia rozkładu obciążenia śniegiem i naporu wiatru w danej strefie. Dotyczy to zwłaszcza dachów płaskich z konstrukcją balastową, gdzie każdy dodatkowy rząd modułów oznacza kilkaset kilogramów balastu.
Przewody, zabezpieczenia i ochrona przepięciowa
Dłuższe trasy DC i wyższy prąd wymagają weryfikacji przekrojów przewodów oraz doboru rozłącznika DC i ograniczników przepięć. Jeśli nowy string zwiększa liczbę torów równoległych, może być konieczne zastosowanie zabezpieczeń nadprądowych po stronie stałoprądowej. Powiększenie generatora zmienia także geometrię instalacji względem istniejącej ochrony odgromowej – jeżeli budynek ma instalację piorunochronną, trzeba sprawdzić zachowanie odstępów izolacyjnych, a jeżeli ich utrzymanie jest niemożliwe, wykonać połączenia wyrównawcze. Po stronie AC obowiązuje weryfikacja przekroju przewodu zasilającego i nastaw zabezpieczenia w rozdzielnicy.
Przewymiarowanie strony DC w falownikach Solplanet
W polskich warunkach klimatycznych warunki STC występują rzadko, a znaczna część rocznej produkcji powstaje przy nasłonecznieniu poniżej 600 W/m². Z tego powodu stosunek mocy generatora do mocy znamionowej falownika ma większe znaczenie niż sama moc szczytowa instalacji. Falowniki Solplanet dopuszczają przewymiarowanie strony DC względem mocy AC do 150%, co jest parametrem katalogowym, a nie tolerowanym odstępstwem.
Praktyczny skutek: do falownika o mocy wyjściowej 4 kW można podłączyć generator o mocy 6 kWp. Taki układ osiąga moc użyteczną wcześniej rano i utrzymuje ją dłużej po południu, a w dni pochmurne generuje zauważalnie więcej energii niż instalacja dobrana w stosunku jeden do jednego. W szczycie letniego dnia część mocy jest obcinana (clipping), ale strata ta jest niewielka w skali roku i z reguły znacznie mniejsza niż zysk uzyskany poza godzinami szczytu. Falownik chroni się przed przeciążeniem, ograniczając moc wyjściową i przesuwając punkt pracy generatora, co jest normalnym trybem działania, a nie stanem awaryjnym.
Limity w poszczególnych seriach
W jednofazowej serii ASW S-G2, obejmującej modele od 1 do 6 kW, maksymalna moc generatora odpowiada 150 procentom mocy znamionowej AC – dla ASW1000-S-G2 jest to 1500 Wp, a dla ASW6000-S-G2 aż 9000 Wp. Ten sam współczynnik obowiązuje w trójfazowych seriach ASW LT-G2 Pro (od 3 do 50 kW), ASW LT-G3 (od 25 do 60 kW) oraz w jednostkach ASW LT o mocach od 80 do 110 kW, gdzie do falownika 110 kW można podłączyć generator o mocy 165 kWp.
Falowniki hybrydowe trójfazowe serii ASW H-T1, H-T2 i H-T3 również pracują z limitem 150%, co dla jednostki 12 kW daje 18 kWp modułów. Wyjątkiem jest jednofazowa seria hybrydowa ASW H-S2, w której mniejsze modele dopuszczają przewymiarowanie wyższe od standardowego: ASW3000H-S2 przyjmuje 5500 Wp, czyli około 183% mocy AC, ASW3680H-S2 – 6180 Wp (około 168%), a ASW4000H-S2 – 6500 Wp (162,5%). Modele 5 i 6 kW z tej serii wracają do współczynnika 150%, przyjmując odpowiednio 7500 i 9000 Wp. Dla rozbudowy oznacza to, że w najmniejszych hybrydach zapas jest większy, niż wynikałoby z ogólnej reguły, i warto go sprawdzić w karcie konkretnego modelu przed rezygnacją z dołożenia modułów.
Przewymiarowanie a gwarancja
Praca z generatorem przewymiarowanym w granicach podanych w karcie katalogowej nie narusza warunków gwarancji Solplanet. Producent stawia jednak cztery warunki. Po pierwsze, nadwyżka dotyczy wyłącznie mocy – napięcie wejściowe i prąd zwarciowy nie mogą przekroczyć wartości granicznych, a ich przekroczenie uszkadza falownik i wyklucza naprawę gwarancyjną. Po drugie, prace montażowe i modernizacyjne musi wykonywać osoba z odpowiednimi uprawnieniami, zgodnie z instrukcją montażu i eksploatacji. Po trzecie, jakiekolwiek nieautoryzowane przeróbki urządzenia bez pisemnej zgody producenta unieważniają roszczenia gwarancyjne. Po czwarte, do zgłoszenia awarii potrzebna jest kopia faktury zakupu, karta gwarancyjna i czytelna etykieta elektryczna na obudowie – ten ostatni punkt bywa problemem po latach pracy urządzenia w miejscu narażonym na wilgoć.
Wymiana falownika i bariera 3,68 kW na jednej fazie
Wymiana ma sens wtedy, gdy obecny falownik zbliża się do końca żywotności, wyczerpał gwarancję albo gdy planowane zwiększenie mocy wykracza poza jego limity wejściowe. Jest to również naturalny moment na przejście na falownik hybrydowy, przygotowany do współpracy z magazynem energii i do zasilania awaryjnego wydzielonych obwodów.
Przy tej ścieżce pojawia się ograniczenie, które w polskich warunkach przesądza o całym projekcie. Załączniki techniczne do Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej wszystkich krajowych operatorów zawierają ujednolicony zapis, zgodnie z którym jednostki wytwórcze o mocy zainstalowanej większej niż 3,68 kW przyłącza się do sieci trójfazowo. Wartość ta odpowiada prądowi 16 A przy napięciu 230 V i jest identyczna u PGE, Tauronu, Enei, Energi oraz Stoen, ponieważ wynika z krajowych wymogów wdrażających europejski kodeks sieci NC RfG, zatwierdzonych przez Prezesa URE. Do 15 października 2019 roku część operatorów dopuszczała jednofazowe przyłączenia do 4,6 kW, ale ten próg został wtedy zastąpiony.
Konsekwencja dla rozbudowy jest bardzo konkretna. Jeżeli klient ma jednofazowy ASW3000-S-G2, może dołożyć moduły do 4,5 kWp, korzystając z pełnego zapasu DC, a zgłoszenie aktualizacyjne przejdzie bez przeszkód, bo moc AC pozostaje na poziomie 3 kW. Jeśli natomiast chciałby przy okazji wymienić falownik na ASW4000-S-G2, ASW5000-S-G2 lub ASW6000-S-G2, operator odrzuci wniosek – każda z tych mocy znamionowych przekracza krajowy limit dla jednej fazy. W takim scenariuszu jedyną drogą jest przejście na jednostkę trójfazową, na przykład z serii ASW LT-G2 Pro, co oznacza również prace w rozdzielnicy i weryfikację obwodów odbiorczych.
Warto przy tym wiedzieć, skąd bierze się wartość 4,6 kVA, którą wciąż można znaleźć w dokumentacji sprzętu. Jest to limit asymetrii obciążenia faz obowiązujący w innych krajach, przede wszystkim w Niemczech, zgodnie z normą VDE-AR-N 4105. W specyfikacji jednofazowych hybryd Solplanet serii ASW H-S2 znajduje się zapis o fabrycznym ograniczeniu mocy pozornej do 4600 VA właśnie dla tej normy – parametr ten nie ma zastosowania do przyłączeń w Polsce, gdzie z powodu miękkich sieci i problemów ze wzrostem napięcia obowiązuje ostrzejszy próg.
Poradnik
Zdemontowany falownik nie musi być odpadem. Sprawną jednostkę można wykorzystać w innej instalacji, na przykład na budynku gospodarczym z osobnym przyłączem, albo odsprzedać. Jeśli urządzenie jest niesprawne, podlega przepisom o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym i należy przekazać je do punktu zbierania, a nie utylizować z odpadami budowlanymi.
Nowa instalacja obok istniejącej
Trzecia droga polega na zbudowaniu odrębnego układu z własnym falownikiem, pracującego na tym samym przyłączu. Rozwiązanie jest droższe, bo wymaga zakupu kolejnej jednostki, ale bywa jedyną możliwością, gdy nowe moduły trafiają na dach o zupełnie innej orientacji, gdy istniejący falownik nie ma wolnych wejść albo gdy inwestor nie chce ingerować w działający i objęty gwarancją system. Trzeba przy tym pamiętać, że dla rozliczeń i formalności liczy się łączna moc zainstalowana wszystkich generatorów w jednym punkcie poboru, a nie moc pojedynczej instalacji. To ta suma decyduje o przekroczeniu progów mocy opisanych w tekście o formalnościach i rozliczeniach po rozbudowie.
Napięcie w sieci i wyłączenia falownika przy 253 V
Rozbudowa zwiększa prąd wprowadzany do sieci, co przy słabym przyłączu podnosi napięcie w punkcie przyłączenia. Gdy dziesięciominutowa średnia napięcia przekroczy dopuszczalną wartość 253 V, falownik ma obowiązek odłączyć się od sieci. Objawia się to letnimi przestojami w godzinach największej produkcji, często mylonymi z awarią urządzenia.
Po stronie instalacji problem ogranicza się na trzy sposoby. Pierwszy to minimalizacja spadków napięcia przez zastosowanie przekrojów przewodów AC zgodnych z zaleceniami z instrukcji falownika, co obniża rezystancję toru między falownikiem a złączem. Drugi to regulacja mocy biernej, konfigurowana z poziomu aplikacji, która pozwala oddziaływać na napięcie sieciowe bez przerywania produkcji. Trzeci to algorytm ShadeSol, wyznaczający globalny punkt mocy maksymalnej przez skanowanie całej charakterystyki prądowo-napięciowej generatora. Stabilizuje on pracę przy częściowym zacienieniu i ogranicza gwałtowne zmiany parametrów wyjściowych.
Jeżeli po wyczerpaniu tych możliwości napięcie nadal przekracza normę, przyczyna leży po stronie sieci i wymaga zgłoszenia do operatora. Rejestr zdarzeń falownika z zapisem napięć jest w takiej rozmowie najmocniejszym argumentem, dlatego warto pobrać dane z aplikacji przed kontaktem z OSD.
Odbiór i weryfikacja pracy instalacji po rozbudowie
Rozbudowa kończy się nie w momencie zamontowania ostatniego modułu, lecz po sprawdzeniu, że układ pracuje zgodnie z założeniami. Zakres badań odbiorczych obejmuje pomiary rezystancji izolacji obwodów DC, ciągłość połączeń wyrównawczych, sprawdzenie polaryzacji i napięć stringów oraz test zadziałania zabezpieczeń po stronie AC. Dokumentację powykonawczą warto uzupełnić o zaktualizowany schemat instalacji z nowymi stringami i nastawami falownika, ponieważ przy kolejnym serwisie lub przy zgłoszeniu reklamacyjnym jest to pierwszy dokument, o który poprosi serwis.
Kontrolę warunków normalnej pracy najłatwiej przeprowadzić w aplikacji monitorującej. Po kilku dniach od uruchomienia warto porównać uzyski poszczególnych trackerów MPPT – rozbieżność większa niż kilka procent przy tej samej liczbie modułów i tej samej orientacji wskazuje na błąd połączenia, zabrudzenie albo uszkodzony moduł. Warto również przejrzeć rejestr zdarzeń pod kątem zgłoszeń przekroczenia napięcia sieci, bo to pierwszy sygnał, że powiększona instalacja natrafiła na ograniczenia po stronie przyłącza.
Podsumowanie
Rozbudowa generatora jest projektem technicznym, nie zakupem dodatkowych modułów. O opłacalności decyduje dopasowanie nowej mocy do rzeczywistego profilu zużycia oraz wykorzystanie zapasu, jaki daje istniejący falownik. Zapas po stronie DC sięgający 150%, a w najmniejszych hybrydach jednofazowych nawet ponad 180%, sprawia, że w większości modernizacji da się uniknąć wymiany głównego komponentu systemu – a jeśli wymiana okaże się konieczna, kierunek wyznacza krajowy limit 3,68 kW dla jednej fazy.
Nadwyżki, które powstają po zwiększeniu mocy, najlepiej zatrzymać na miejscu. Sposoby dobudowania magazynu do pracującej instalacji on-grid opisujemy w tekście o magazynach energii i technologii AC Coupling, a terminy zgłoszeń oraz skutki rozbudowy dla rozliczeń prosumenckich – w materiale o formalnościach po zwiększeniu mocy.
Instalatorzy korzystający z rozwiązań Solplanet mają dostęp do wsparcia technicznego zespołu SOL Experts. Bieżące informacje o produktach i zmianach w przepisach trafiają do newslettera dla instalatorów.
źródło: Solplanet
zdjęcie: wygenerowane przez AI
