Fotowoltaika a współczynnik mocy

01 Dlaczego po montażu paneli rośnie opłata

Rozliczenie opiera się na jednym ilorazie: energia bierna pobrana przez czynną pobraną, w okresie albo w kontrolowanej strefie (§ 47 ust. 5 rozporządzenia taryfowego, Dz.U. 2022 poz. 2505, powtórzony w taryfach na 2026 r.). Symbol A to import z sieci, pomniejszony już o autokonsumpcję.

Panele nie zmieniają zapotrzebowania odbiorników: silniki i transformatory pobierają tyle samo warów. Maleje sam mianownik, więc tg φ rośnie, a rachunek pojawia się bez ani jednej dodatkowej kvarh. Widać to w zapisie wzoru taryfowego bez tangensa — algebraicznie identycznym, bo √(1 + tg²φ) · A = √(A² + Q²).

Opłata za ponadumowny pobór energii biernej indukcyjnej zapisana przez energię czynną A i energię bierną Q, bez użycia tangensa.

Ob = k · Crk · ( √(A² + Q²) / √(1 + tg²φ₀) − A )

Przy stałym Q wyrażenie w nawiasie rośnie, gdy A maleje — to bilans energii, a nie wada sprzętu: mechanizm działa także przy falowniku z cos φ = 1. Oba wzory taryfowe omawia strona o opłacie za energię bierną.

02 Ten sam zakład przed montażem i po nim

Przykład własny: zakład na nN pobiera miesięcznie 30 MWh energii czynnej i 12 Mvarh biernej indukcyjnej, czyli tg φ = 0,400 — dokładnie na progu, opłata zero. Zmienia się tylko udział autokonsumpcji.

Kwoty netto za miesiąc, przy k = 3,00 (nN) i k = 1,00 (SN) oraz Crk = 518,81 zł/MWh — taryfy 2026 r. Wiersz 40 %: A = 18 MWh, tg φ = 12 / 18 = 0,6667, √(1 + 0,6667²) = 1,20186, √(1 + 0,4²) = 1,07703, iloraz minus jeden daje 0,11590, a 3 × 518,81 zł × 0,11590 × 18 = 3 247 zł. Tangensowi 0,6667 odpowiada cos φ = 0,832, progowi 0,4 — cos φ = 0,9285.

3 247 zł

Powrót do zera liczy się z nowego A, nigdy sprzed montażu: Q_dop = tg φ₀ · A = 0,4 × 18 = 7,2 Mvarh, więc z 12 Mvarh trzeba usunąć 4,8 Mvarh — 40 % dotychczasowej energii biernej (kontrola: tg φ = 0,4 daje 0,00 zł). Efektywna cena nadwyżkowej kvarh rośnie na nN od 0,5373 zł tuż nad progiem do 1,0468 zł przy tg φ = 2,0; tu wypada 0,676 zł. Odpowiada za to pierwiastek: wersja liniowa wzoru, nieobecna w rozporządzeniu i w taryfach, zawyża wynik 1,49–2,90 raza przy tg φ₀ = 0,4 i 0,4 < tg φ ≤ 2,0.

03 Drugi mechanizm — falownik, który sam pobiera moc bierną

Fotowoltaika uderza w tg φ z dwóch stron, nie z jednej: falownik w trybie regulacyjnym pobiera moc bierną i dokłada ją do licznika odbiorcy. Żeby przeciwdziałać wzrostowi napięcia wywołanemu wprowadzaniem mocy czynnej, musi zachować się jak odbiornik indukcyjny. Wg publikacji recenzowanej z 2021 r. pobór narasta liniowo przy wzroście napięcia od 6 % do 8 % znamionowego — opis dotyczy mikroinstalacji jednofazowych, więc progów 1,06 i 1,08 Un nie należy uogólniać.

W trybie alternatywnym cos φ(P) falownik obniża cos φ liniowo z 1 do 0,9 po przekroczeniu połowy mocy znamionowej. Dla jednostki 50 kW daje to 0 kvar przy 25 kW, 6,1 kvar przy 30 kW, 12,3 przy 37,5 kW, 19,2 przy 45 kW, a przy pełnej mocy 22–24 kvar (21,8 przy 50 kVA, 24,2 dopiero przy 55,6 kVA).

W rozliczeniu liczy się przy tym cos φ₁ (DPF): licznik mierzy energię bierną ze składowej 50 Hz, a nie prawdziwy współczynnik mocy z odkształceniem prądu.

04 Stara bateria kondensatorów po montażu paneli

Regulator baterii mierzy prąd przekładnikiem i załącza stopnie tak, by trafić w nastawę cos φ. Po montażu paneli trzeba sprawdzić rzeczywistą moc bierną, miejsce i polaryzację przekładnika oraz działanie regulatora przy oddawaniu energii czynnej. Spadek P z sieci nie oznacza zaniku Q odbiorników. Błędny pomiar lub sterowanie stopniami może prowadzić do przekompensowania. Dokumentacja regulatora LOVATO DCRG8 przewiduje ten przypadek nastawą cos φ dla pracy z oddawaniem i parametrem odłączającym stopnie przy generacji, domyślnie wyłączonym.

1,5564 zł/kvarh

Opłata za energię indukcyjną ma na nN kres górny 1,4451 zł/kvarh i nigdy go nie osiąga, a przy zerowym poborze czynnej stawka skacze o 7,7 % do wartości wolumenowej — strona pojemnościowa jest karana ostrzej. Gdy pojemnościową powoduje istniejąca bateria, najpierw sprawdza się jej pomiar i sterowanie. Dlatego docelowe tg φ₂ dobiera się z zapasem indukcyjnym, w okolicy 0,30, a kolumna „do cos φ = 1,00” w tabelach doboru jest pułapką — zob. dobór kompensacji i dwa znaki mocy biernej.

Rozpoznaje się to po rejestrach: 5.8.0 to indukcyjna przy pobieraniu czynnej (kwadrant I), 6.8.0 pojemnościowa przy oddawaniu (II), 7.8.0 indukcyjna przy oddawaniu (III), 8.8.0 pojemnościowa przy pobieraniu (IV). Zakład bez paneli odwiedza w ciągu doby jeden–dwa kwadranty; z panelami — wszystkie cztery, co pokazuje ilustracja na górze strony. Rejestry trzeba odczytać osobno, bo pojemnościowa trafia na fakturę nawet wtedy, gdy miesiąc jest per saldo indukcyjny (tg φ na fakturze).

05 Moc bierna nocą i w weekend — co ją naprawdę powoduje

Najczęściej powtarzane zdanie w tym obszarze: „falownik generuje nocą moc bierną pojemnościową”. Nie znaleziono na nie potwierdzenia w żadnym źródle producenckim ani naukowym.

• Standardowy falownik sieciowy jest nocą odłączony od sieci (praca recenzowana, 2022 r.); bez napięcia stałoprądowego nie ma żadnej mocy.
• Praca nocna z mocą bierną wymaga osobnej opcji i dodatkowych podzespołów: u producenta falowników centralnych to funkcja na polecenie operatora, ograniczona do 30 % mocy znamionowej.
• Karty katalogowe deklarują dla nocy pobór mocy czynnej — wg karty Fronius ECO poniżej 1 W; dane innych marek pozostają niepotwierdzone.
• Strona stałoprądowa nie wnosi nic: licznik liczy energię bierną ze składowej 50 Hz, której w obwodzie prądu stałego nie ma.
• Kable nN dają 10–50 var/km, poniżej rozdzielczości rozliczenia; realny jest tylko kabel SN, 12–29 kvar/km przy pomiarze po stronie SN.

Realne źródła nocnej i weekendowej energii pojemnościowej to: bateria, która nie odłączyła stopni; długa linia kablowa SN; odbiorniki całodobowe — oświetlenie LED, zasilacze impulsowe i bezprzerwowe, u których cos φ₁ jest pojemnościowy, a prawdziwy PF obniża jeszcze odkształcenie prądu; filtry przeciwzakłóceniowe, których pojemności producenci nie publikują.

06 Nastawy falownika a wymagania operatora

Rozporządzenie (UE) 2016/631, czyli kodeks sieci NC RfG, nie nakłada na moduły typu A żadnego wymogu dotyczącego mocy biernej: artykuł 13 mówi o częstotliwości, RoCoF, trybie LFSM-O i odłączaniu, a słowo „bierna” nie pada w nim ani razu. Typ A zaczyna się od 0,8 kW i w Polsce sięga do 0,2 MW, obejmuje więc typową mikroinstalację i większość instalacji firmowych.

Zakres „cos φ od 0,9 indukcyjnego do 0,9 pojemnościowego” pochodzi nie z prawa unijnego, lecz z dokumentu operatora — „Zbioru wymagań dla modułów wytwarzania energii typu A, w tym mikroinstalacji”, opartego na NC RfG, wymogach ogólnego stosowania i instrukcji ruchu sieci. Ta sama treść jest u co najmniej czterech operatorów, w wersjach z lat 2019–2020, więc trzeba podawać operatora i wersję. Dokument żąda mocy biernej wg krzywej zadanej przez operatora, w zakresie cos φ 0,9 ind.–0,9 poj. przy mocy czynnej co najmniej 20 % znamionowej, i ustala hierarchię trybów: Q(U) podstawowy, cos φ(P) alternatywny, stałe cos φ dodatkowy — porada „wystarczy ustawić cos φ = 1” jest więc podwójnie błędna. Q(U) ma filtr ze stałą czasową 5 s, a w trybie cos φ(P) nowe wartości mają zostać nastawione w ciągu 10 s: to regulacja wolna, nie zastępuje kompensacji dynamicznej SVG.

Pozostaje pytanie najczęstsze: kto może zmienić nastawę. W polskim prawie powszechnie obowiązującym nie ma przepisu określającego uprawnienia do zmiany nastaw falownika. Podstawa jest umowna i techniczna: dokument wymagań stanowi, że „zmiana trybów pracy nie może być dokonana samodzielnie przez właściciela mikroinstalacji”, operator komunikuje wprost, że ustawienia zmienia jedynie instalator, a falowniki są zabezpieczone hasłem serwisowym; zmiana charakterystyki Q(U) wymaga ponadto uzgodnienia z operatorem. W praktyce robi to firma, która instalację montowała i odpowiada za jej zgłoszenie — wykonawcy instalacji fotowoltaicznych opisują przebieg montażu i zakres prac instalatora.

07 Falownik jako kompensator mocy biernej zakładu

Falownik ma jedną wspólną granicę prądu wyjściowego, więc każdy war zabiera miejsce watom.

Suma kwadratów mocy czynnej i biernej falownika nie może przekroczyć kwadratu jego mocy pozornej.

P² + Q² ≤ S² → Q_dost = √(S² − P²)

Falownik bez zapasu mocy pozornej — wg karty Fronius ECO 25.0-3-S 25 000 W i 25 000 VA — traci przy cos φ = 0,95 pięć procent mocy czynnej (23,75 kW, 7,81 kvar), przy 0,90 dziesięć (22,50 kW, 10,90 kvar), przy 0,80 dwadzieścia (20,00 kW, 15,00 kvar); poza szczytem moc bierna jest praktycznie darmowa. Zapas kVA zmienia mniej, niż sugeruje karta: jednostka 100 kW o mocy pozornej 105 kVA — wg karty Huawei SUN2000-100KTL-H1 z zakresem nastawy do 0,8 — ma przy pełnej mocy zapas √(105² − 100²) = 32,0 kvar, czyli cos φ = 0,952. Zakres z karty jest zakresem nastawy, nie obietnicą.

08 Kolejność działań, prosument i taryfa G

Sprawdzenie nastaw i rejestrów kosztuje zero złotych, a rozstrzyga, czy jest co kupować.

Najwyższa Izba Kontroli napisała w poradniku z 2021 r., że przy opłatach „w kwocie ponad 500 zł/miesiąc warto zastanowić się nad zasadnością montażu kompensatora” — to jedyny próg z dokumentu urzędowego i nie przelicza się go na dzisiejsze stawki.

W taryfach G energia bierna nie jest rozliczana, choć przepis tego nie zakazuje wprost. Nie znaczy to, że „prosument jest zwolniony” — takiego przepisu nie ma: ustawa o odnawialnych źródłach energii nie zawiera nawet wyrażenia „energia bierna” (Dz.U. 2026 poz. 68), a § 47 ust. 9 rozporządzenia wyłącza tylko rozliczenia między operatorami; szczegóły zbiera strona o współczynniku mocy w domu. Firma to inna sprawa: o objęciu rozliczeniem decyduje poziom napięcia i istnienie układu pomiarowego, a nie moc umowna ani posiadanie paneli.

Skala mechanizmu zależy od profilu obciążenia, strefy kontroli i poziomu napięcia, więc sprawdzenie własnego przypadku wymaga faktury dystrybucyjnej z rozbiciem na energię czynną i bierną oraz odczytu czterech rejestrów; analiza faktury pod kątem energii biernej opiera się na tych danych. Stawki pochodzą z taryf na 2026 r. i wymagają weryfikacji po 1 stycznia (stawki i krotność k).

Źródła

1. Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 29 listopada 2022 r. w sprawie sposobu kształtowania i kalkulacji taryf oraz sposobu rozliczeń w obrocie energią elektryczną, Dz.U. 2022 poz. 2505, § 47.
2. Rozporządzenie Komisji (UE) 2016/631 z dnia 14 kwietnia 2016 r. ustanawiające kodeks sieci dotyczący wymogów w zakresie przyłączenia jednostek wytwórczych do sieci (NC RfG), art. 5 i 13.
3. TAURON Dystrybucja SA, „Zbiór wymagań dla modułów wytwarzania energii typu A, w tym mikroinstalacji”, wersja 1 aktualizowana 14 października 2019 r.
4. TAURON Dystrybucja SA, wykaz kodów OBIS oraz strona informacyjna „Energia bierna”, stan na 2026 r.; Energa-Operator SA, „Mikroinstalacje — pytania i odpowiedzi”, stan na 2026 r.
5. Ł. Topolski, „Wpływ mikroinstalacji fotowoltaicznych na wybrane parametry jakości energii elektrycznej oraz pracę agregatów w sieci dystrybucyjnej niskiego napięcia”, Energetyka Rozproszona 4/2021.
6. K. T. Lulbadda, K. T. M. U. Hemapala, „Use of solar PV inverters during night-time for voltage regulation and stability of the utility grid”, Clean Energy 6(4)/2022.
7. SMA Solar Technology, „Q at Night — Reactive power outside feed-in operation”, informacja techniczna Q-at-Night-TI-en-12 wer. 1.2; Fronius International, karta katalogowa Fronius ECO M,06,0183,EN v21, styczeń 2024; Huawei, karta katalogowa SUN2000-100KTL-H1.
8. Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii, tekst jednolity Dz.U. 2026 poz. 68 — przeszukanie całego tekstu (ustalenie negatywne).