Zastępowanie węgla węglem - polska walka ze smogiem

Po paśmie sukcesów walki z niską emisją, w której prym wiedzie Kraków polska stolica zimowego smogu coraz silniej rysuje się kontrofensywa lobby węglowego, które wszelkimi sposobami próbuje nie dopuścić do ograniczenia spalania węgla w Polsce nawet kosztem naszego zdrowia. Widać pierwsze sukcesy kontrofensywy. Najbardziej spektakularną był wyrok sądu uchylający zakaz palenia węglem w Krakowie. Drugim jest wprowadzenie do programów ograniczenia niskiej emisji realizowanych przez NFOŚiGW oraz WFOŚiWG zapisów umożliwiających dotowanie z publicznych pieniędzy wymiany palenisk węglowych na węglowe. Naiwnie tłumaczone, że wysoko sprawny kocioł będzie źródłem mniejszej emisji. Problem w tym, że przy braku norm na sam węgiel oraz polskiej mentalności spalania wszystkiego wymiana starego śmieciucha na nowego śmieciucha nic nie zmienia w rzeczywistym poziomie emisji. Trzecia kwestia to sama, jakość węgla, która dodatkowo pogarsza całą sytuację. Wprowadzenie norm na węgiel tak hucznie zapowiadane także utknęło gdyż po wstępnej analizie okazało się, że większość polskiego węgla nie spełniłaby parametrów jakościowych, więc w imię nie drażnienia górników zapewne norm długo jeszcze nie będzie. I na koniec widać pierwsze zwiastuny kontr kampanii medialnej. Coraz częściej można usłyszeć doniesienia, że to wcale nie domowe paleniska są głównym źródłem smogu. Ludzie z tytułami doktorów, profesorów zaczynają udowadniać, że przecież największym źródłem niskiej emisji jest przemysł, samochody i na końcu ten spalany w domach węgiel. Za dużo tytułów przed nazwiskiem chyba przysłania czasem najprostsze korelacje. Nie trzeba być profesorem czy doktorem, aby zauważyć, że problem smogu rośnie w przeciwnym kierunku do słupka na termometrze. Najgorsze powietrze w Krakowie, lecz nie tylko jest w miesiącach zimowych.

http://monitoring.krakow.pios.gov.pl/iseo/

Problem niskiej emisji to jedno z największych wyzwań miast takich jak Kraków, jakie działania powinny zostać podjęte a jakie są nie skuteczne to tematy Kongresu Niskiej Emisji 19 marzec 2015, Kraków

Moc czynna, bierna i pozorna falownika fotowoltaicznego

Prąd przemienny ma przebieg sinusoidalny, gdzie zmiany napięcia i natężenia prądu podlegają cyklicznym zmianom z częstotliwością 50 Hz. Jeżeli między prądem a napięciem nie ma żadnego przesunięcia, w tym samym czasie występują maksymalne wartości prądu i napięcia, następnie jednocześnie prąd i napięcie przechodzą przez zero, cała generowana moc jest mocą czynną.

Jeżeli prąd i napięcie są przesunięte o pewien kąt fi, oprócz mocy czynnej zaczyna pojawiać się moc bierna. W skrajnym przypadku między prądem a napięciem może występować przesunięcie fi = 90°, w takim przypadku, gdy napięcie osiąga szczytową wartość, prąd równa się zero i na odwrót. Generowana moc jest mocą bierną.

Moc czynna P jest to moc w układach prądu przemiennego, która jest zamieniana na pracę lub energię. Jednostką mocy czynnej jest wat [W].

Moc bierna Q jest to moc w układach prądu przemiennego, która nie jest zamieniana na pracę lub energię, ma charakter pulsacyjny, cyklicznie jest pobierana i oddawana do sieci. Istnienie mocy biernej związane jest z działaniem urządzeń elektrycznych, jak silniki czy kondensatory, do pracy których istnienie mocy biernej w sieci jest niezbędne. Z uwagi na charakter mocy biernej można ją podzielić na indukcyjną i pojemnościową. Choć moc bierna nie jest zamieniana na pracę, to jednak wiąże się z kosztami jej przesyłu. Jednostką mocy biernej jest war [var] (ang. var – Volt Ampere Reactive).

Moc pozorna S jest to moc w układach prądu przemiennego, która jest geometryczną sumą mocy biernej i czynnej. Jednostką mocy pozornej jest woltoamper [VA]

Z punktu widzenia właściciela instalacji fotowoltaicznej najbardziej korzystne jest, aby falownik utrzymywał współczynnik mocy, czyli cos(fi)=1, gdyż wtedy cała generowana moc będzie mocą czynną. Z kolei z uwagi na funkcjonowanie całej sieci elektroenergetycznej operatorzy sieci wymagają zwłaszcza od większych instalacji, aby część mocy dostarczanej do sieci miała charakter mocy biernej pojemnościowej lub indukcyjnej.

Poprawna konfiguracja falownika jest szczególnie istotna w przypadku instalacji PV wykonywanych dla  firm które ponoszą koszty przekroczenia dozwolonego wskaźnika mocy biernej. Szczególnie kosztowne może być prze-kompensowanie mocy biernej pojemnościowej za którą zakłady energetyczne naliczają wysokie kary. Należy dodać że właściciele mikro instalacji nie mają obowiązku kompensacji mocy biernej przez posiadane przez nich mikro instalacje i powinny być one tak konfigurowane aby cos(fi)=1.

Więcej o doborze falownika w instalacji w książce 

Napięciowy zakres pracy falownika

Każdy falownik charakteryzuje kilka poziomów napięcia DC, przy którym różny będzie stan jego pracy. Analizując wykres zależności mocy falownika od napięcia po stronie DC zauważany, że zazwyczaj napięcie startu Vstart jest powyżej napięcia minimalnego pracy Vmin lecz poniżej dolnej granicy napięcia MPPt Vmppt-min. Zapis ten należy interpretować tak, że gdy napięcie po stronie DC przekroczy Vstart falownik się załączy i zacznie szukać punkt mocy maksymalnej. Jeżeli punk ten będzie powyżej Vmin falownik podejmie pracę, lecz dopóki napięcie nie przekroczy Vmppt-min falownik nie będzie w stanie pracować z mocą maksymalną (nominalną). Jedynie w zakresie napięcia DC powyżej Vmppt-min i poniżej Vmppt-max falownik jest w stanie pracować z mocą maksymalną przy czy przy napięciu Vnom osiąga najwyższą sprawność konwersji DC/AC. Przy przekroczeniu Vmppt-max zazwyczaj także możliwa jest jeszcze praca falownika aż do napięcia maksymalnego, przy czym jego moc szybko i liniowo jest redukowana w celu ochrony tranzystora mocy.

Napięciowy zakres pracy falownika w funkcji mocy. 

Każdy producent powinien zawsze podawać powyższe zakresy napięciowe pracy i w oparciu o niego powinny być konfigurowane łańcuchy modułów. Konfiguracja powinna być tak wykonana, aby napięcie nominalne na łańcuchach modułów było możliwie blisko napięcia nominalnego (optymalnego) V nom. W przypadku większości konstrukcji falowników oznacza to pracę bliżej górnej niż dolnej granicy V mppt. Dodatkowo w każdych warunkach temperatury napięcie nie powinno wyjść poza zakres MPPT gdyż tylko wtedy mamy pewność, że niezależnie od temperatury falownik będzie mógł pracować z mocą maksymalną. Duży problem pojawia się w przypadku wykorzystania przemysłowych modułów 60 ogniwowych 250 - 260 W do mikroinstalacji. W takim przypadku trudna jest optymalna konfiguracja prądowo napięciowa. 

Więcej o doborze falownika w instalacji w książce 

 

WFOSiGW wymienia kotły węglowe na węglowe i bizancjum w samorządowych przetargach na fotowoltaikę.

Czy chińskie falowniki zdominują europejski rynek ?

Poprzez analogię do rynku modułów fotowoltaicznych wiele osób zadaje sobie pytanie, dlaczego jeszcze chińskie falowniki nie zdominowały europejskiego rynku? Czy problemem jest tu cena, jakość, brak znanej marki? W mojej ocenie problem leży zupełnie gdzie indziej. Zaczynając od końca marka w instalacjach fotowoltaicznych niema największego znaczenia. Wśród inwestorów nawet największe marki jak SMA są słabo rozpoznawalne. Z tego powodu dość łatwo wypromować na rynku dowolną markę. Problemem nie jest także technologia. Na przestrzeni ostatnich kilku lat chińscy producenci zrobili olbrzymi postęp w zakresie oferowanych produktów. Nie oznacza to, że każdy chiński falownik jest doskonały, ale wśród dość szerokiego grona urządzeń można znaleźć kilka rodzynków, którzy posiadają wysokiej, jakości produkty z ładnym design. Także cena chińskich produktów jest bardzo atrakcyjna często 50% niższa niż głównych europejskich producentów przy tej samej funkcjonalności i porównywalnej jakości.

Dlaczego zatem chińczycy nie zdominowali do tej pory europejskiego rynku?

W mojej ocenie problem chińskich producentów opiera się o trzy płaszczyzny. Pierwszą z nich jest dostępność produktów w europie. Chińczycy nie chcą produkować na magazyn podobnie jak i europejscy producenci jednak ci drudzy mają tą przewagę, że posiadają ugruntowaną pozycję na rynku i dystrybutorów, którzy kupują na magazyn ich produkty a dodatkowo dostawa nie wymaga kilkutygodniowego transportu morskiego. Potwierdzeniem tej tezy jest marka Growatt, która nie wyróżnia się niczym szczególnym na tle innych chińskich producentów, lecz jako jedna z pierwszych stworzyła wolnocłowe magazyny w europie i znacząco zwiększyła sprzedaż. Drugim problemem jest serwis. W przeciwieństwie do modułów PV falowniki są bardziej awaryjne a ich montaż i konfiguracja wymaga odpowiedniej wiedzy i umiejętności. Szczególnie na nowych rynkach wykonawcy wolą oferować produkty dla, których mają wsparcie techniczne nawet, jeżeli są one droższe. Ostatnią kwestią jest promocja i marketing. Obecnie na rynku nie da się budować sprzedaży nawet najlepszych produktów bez nakładów na marketing w tym na szkolenia produktowe. Jednym z filarów sukcesu firmy SMA i przywiązania wielu wykonawców do tej marki były szkolenia i działania marketingowe, które przynoszą korzyści marce do tej pory mimo znaczącego ograniczenia działań w sferze promocji.

Odpowiedź na pytanie czy chińskie falowniki zdominują europejski rynek nie jest łatwe i w dużej mierze zależy od samych chińczyków ich podejścia. Zdecydowanie widać, że wiele firm zauważyło, że nie da się budować sprzedaży bez dostępności produktów w europie i zaczęło uruchamiać wolnocłowe magazyny. Za dostępnością produktów nie zawsze w parze idą działania promocyjne i zaplecze serwisowe. Niemniej jednak w mojej ocenie udział chińczyków w europejskim rynku falowników będzie rósł, choć nie spodziewałbym się tak szybkiej dominacji jak w przypadku modułów PV.