Bilansowanie międzyfazowe – co to jest? Przykłady.

Zanim zajmiemy się próbą wytłumaczenia pojęcia ,,bilansowania międzyfazowego” ujętego w ustawie o OŹE należy zacząć od podstaw. Dla dobrego zrozumienia kluczowe jest poznanie sposobu rozliczania zakładów elektroenergetycznych z tzw. prosumentami. W ramach przypomnienia prosumentem nazywamy podmiot, który produkuje energię elektryczną z mikroinstalacji (50 kW) odnawialnych źródeł energii i jednocześnie konsumuje ją na potrzeby własne. Ponadto prosument może magazynować i odbierać nadwyżkę energii wysłanej do sieci energetycznej.

Warto dodać, iż końcem roku 2019 wprowadzono nowelizację w ramach której poszerzono definicję prosumenta o podmioty prowadzące działalność gospodarczą. Na dzień dzisiejszy prosument rozlicza się z zakładem elektroenergetycznym w formie opustów. Warto zapoznać się ze szczegółowymi zasadami rozliczeń, które opisano w innym artykule. O urządzeniu służącym m.in. do weryfikacji bilansowania przeczytacie tutaj.

Rys. 1. Zasady opustów na rok 2020 (styczeń).

Wiemy już jaki jest system rozliczania energii w Polsce i kim jest prosument. Pora zatem wrócić do pierwszego pytania - czym jest bilansowanie międzyfazowe i dlaczego jest takie ważne w kontekście opłacalności użytkowania instalacji fotowoltaicznej. 

Rys. 2. Asymetryczne obciążenie instalacji elektrycznej. 

Bilansowanie określa sposób rozliczania energii pobieranej i oddawanej do zakładu elektroenergetycznego przez właścicieli instalacji fotowoltaicznych. W większości przypadków instalacje elektryczne w gospodarstwach domowych są obciążona asymetrycznie – znaczy to tyle, że na każdej z faz jest inne zapotrzebowanie na energię elektryczną (rys. 2). Z reguły jedna faza odpowiada za oświetlenie lub pomieszczenia o niskim poborze, kolejna faza zasila urządzenia o wysokim poborze energii – pompy ciepła, pralko-suszarki, klimatyzatory itd. i trzecia do podtrzymania pozostałych urządzeń czy też pomieszczeń. 

Bilansowanie międzyfazowe – inwertery 3-fazowe

Inwerter natomiast jest urządzeniem elektrycznym, które ilość produkowanej mocy rozdziela w sposób symetryczny – jednakowo na każdą fazę. Łatwo sobie zatem wyobrazić, że w ciągu dnia kiedy nie ma domowników a zapotrzebowanie na energię jest niewielkie to pojawiają się nadwyżki oddawane do sieci. Wówczas może się okazać, że na jednej fazie pobieramy energię ale na dwóch pozostałych ją oddajemy. Jak w takim razie obliczyć przybliżony koszt energii elektrycznej na rachunku? W rozliczeniu uwzględniającym bilansowanie międzyfazowe ujemne i dodatnie wartości energii powinny zostać zsumowane wówczas jeżeli wartość jest ujemna użytkownik ponosi jedynie koszty energii pobranej (rys.3). Dodatni bilans energii rozumie się jako nadwyżki energii. Przy produkcji 900 W przez inwerter trójfazy, obciążeniu jak na Rys 2. i uwzględnieniu bilansowania międzyfazowego licznik wskaże oddawanie do sieci 50 W. Należy pamiętać, że zgodnie z ustawą OŹE art. 4 Ust. 5: ,,Rozliczeniu podlega energia elektryczna wprowadzona do sieci dystrybucyjnej nie wcześniej niż na 12 miesięcy przed datą wprowadzenia energii do sieci. Jako datę wprowadzenia energii elektrycznej do sieci przyjmuje się ostatni dzień danego miesiąca kalendarzowego, w którym ta energia została wprowadzona do sieci, z zastrzeżeniem, że niewykorzystana energia elektryczna w danym okresie rozliczeniowym przechodzi na kolejne okresy rozliczeniowe, jednak nie dłużej niż na kolejne 12 miesięcy od daty wprowadzenia tej energii do sieci”.

Rys. 3. Przykładowy bilans energii – pobór energii na fazie L1 oraz oddawanie do sieci na fazie L2 i L3.

W przypadku gdy OSD nie uwzględnia bilansowania międzyfazowego każda z faz przyłączeniowych jest rozliczana indywidualnie. Można powiedzieć że są one traktowane tak jakby miały założone osobny licznik, który ma za zadanie obliczyć różnicę energii pobranej i oddanej pomniejszonej o współczynnik prosumenta 20% lub 30% (rys.4). Rozpatrzmy jak będzie wyglądał bilans energii dla poniższego przykładu. Suma energii pobranej to 300 W (faza L1) z kolei suma energii oddanej to 350 W  (faza L2 + L3), którą następnie pomniejszamy o współczynnik prosumenta np. 20%. Wówczas do odebrania zostaje 80% ∙ 350 W = 280 W co w konfrontacji z energią pobraną daje ostatecznie pobór 20 W. Jak widać brak bilansowania międzyfazowego znacząco wpływa na opłacalność inwestycji zwłaszcza w przypadku nierównego obciążenia faz.

Rys. 4. Przykładowy bilans energii – pobór energii na fazie L1 oraz oddawanie do sieci na fazie L2 i L3.

Bilansowanie międzyfazowe – inwertery 1-fazowe

W przypadku instalacji jednofazowej pojęcie bilansowania nie obowiązuje. Dlaczego? Z uwagi na brak zapisów dotyczących takich instalacji w ustawie o OŹE. Użytkownik w większości przypadków jest zatem rozliczany z różnicy energii pobieranej i oddawanej ale pomniejszonej o współczynnik prosumenta. Załóżmy, że instalację fotowoltaiczną wyposażoną w inwerter jednofazowy (rys.5) podpięto do najbardziej obciążonej fazy L1 (-600 W). Dokonując szybkich obliczeń wyżej wspomnianej różnicy energii okazuje się, że przy takim obciążeniu licznik wskazałby pobór 10 W.

Rys. 5. Bilans energii w instalacji jednofazowej podłączonej do najbardziej obciążonej fazy.

Najgorszym pod względem ekonomicznym przypadku podłączamy inwerter pod najmniej obciążoną fazę L3 (rys.6). Okazuje się wówczas, że jesteśmy ,,podwójnie” stratni ponieważ nie tylko tracimy więcej energii na rzecz zakładu elektroenergetycznego przez opusty ale dodatkowo płacimy więcej za energię pobraną. Bilans energetyczny obliczany analogicznie jest zdecydowanie gorszy niż w przypadku wcześniejszym i wskazuje pobór aż 120 W (!).

Więcej na temat bilansowania międzyfazowego można znaleźć w Naszych artykułach - Sprzedawcy energii a bilansowanie międzyfazowe; oraz Jak sprawdzić bilansowanie międzyfazowe – weryfikacja.

Rys. 6. Bilans energii w instalacji jednofazowej podłączonej do najmniej obciążonej fazy.