Straty jałowe i obciążeniowe – ile kosztuje źle dobrany transformator PV?

Czas czytania: 6 minut

Znasz ten moment, gdy kupujesz lodówkę?

W sklepie wyglądają podobnie: białe, szar, czarne pudła, jedne droższe, inne tańsze.

Ale różnica tkwi w klasie energetycznej. Tańsza kusi ceną, lecz przez lata „pożera" prąd, a w rachunkach wychodzi, że przepłacasz.

Tak samo jest z transformatorami PV. Tylko że tu w grę wchodzą nie setki złotych, a setki tysięcy. Straty jałowe i obciążeniowe to niewidoczny „apetyt" transformatora, który działa 24/7, przez dekady.

Dlaczego warto czytać dalej?

Bo jeśli jesteś inwestorem, projektantem czy wykonawcą farm PV, to znajomość tematu może uratować Twój biznes przed milionową stratą w całym cyklu życia transformatora. A jeśli dopiero wchodzisz w sektor OZE, dowiesz się, dlaczego cena katalogowa to tylko ułamek prawdy.

1. Agenda:
2. Straty jałowe – czyli dlaczego Twój transformator „je" nawet w nocy.
3. Straty obciążeniowe – koszt przepływu energii w słoneczny dzień.
4. Przykłady liczbowe, które bolą w portfelu.
5. Normy, które zmieniły grę: PN-EN 50588 i Ecodesign.
6. Błędy inwestorów i jak ich uniknąć.
7. Co e jako alternatywa.

 

Straty jałowe – transformator, który nie śpi

Wyobraź sobie pracownika, który codziennie przychodzi do biura, siada na krześle i nic nie robi. Ale co miesiąc dostaje pensję. Tak właśnie działają straty jałowe (P0) w transformatorze.

Nawet gdy farma PV nie produkuje ani kilowata, transformator wciąż „pracuje" – zużywa energię na utrzymanie pola magnetycznego rdzenia.

Ile to naprawdę kosztuje?

• Przykład:

Transformator 1000 kVA, klasa stratności A0. Typowe straty jałowe: ok. 1,5 kW.
1,5 kW × 8760 h = 13 140 kWh rocznie.
Przy cenie 0,5 zł/kWh to 6570 zł rocznie.
W 20 lat – ponad 130 tys. zł.

A teraz wyobraź sobie, że masz farmę z pięcioma takimi transformatorami. Koszt rośnie lawinowo.

Dlaczego nikt o tym nie mówi?

Bo to nie jest „sexy" temat.

Łatwiej rozmawiać o panelach, trackerach czy inwerterach. Transformator stoi z boku, cichy i niezauważalny. Ale jego straty liczą się jak odsetki w banku – działają w tle, zawsze na niekorzyść.

 

Straty obciążeniowe – cena, gdy słońce świeci

Inaczej sprawa wygląda ze stratami obciążeniowymi (Pcu). Te pojawiają się, gdy przez uzwojenia transformatora płynie prąd. Są jak prowizja, którą płacisz brokerowi – im większy obrót, tym większy koszt.

• Matematyka w praktyce

Weźmy ten sam transformator 1000 kVA.
Straty obciążeniowe w klasie AA mogą wynosić 5 kW, a w klasie A – 8 kW.
Różnica: 3 kW.

Jeśli farma pracuje średnio 4000 godzin rocznie na wysokim obciążeniu, to mamy:
3 kW × 4000 h = 12 000 kWh rocznie.
Przy 0,5 zł/kWh = 6000 zł rocznie.
W 20 lat – kolejne 120 tys. zł.

 

Zmienny profil PV

Tu pojawia się ciekawostka: w PV nie mamy równomiernego obciążenia.

Profil jest sinusoidalny – szczyt w południe, zero w nocy. Dlatego straty obciążeniowe nie są liniowe, a ich koszt zależy od profilu produkcji i dopasowania mocy transformatora.

Zbyt duży transformator = wysokie straty jałowe.

Zbyt mały = wysokie straty obciążeniowe i przegrzewanie.

 

 

Ile kosztuje źle dobrany transformator PV?

Teraz połączmy obie kategorie strat.

• Przykład:

Farma PV 5 MW, transformator 2500 kVA.
Opcja A: transformator tańszy o 20 tys. zł, ale straty jałowe wyższe o 2 kW, a obciążeniowe o 4 kW.
Opcja B: transformator droższy, ale energooszczędny.

Policzmy:

Straty jałowe: 2 kW × 8760 h × 20 lat × 0,5 zł = 175 tys. zł.

Straty obciążeniowe: 4 kW × 4000 h × 20 lat × 0,5 zł = 160 tys. zł.

Łącznie: 335 tys. zł.
Czyli oszczędzając 20 tys. zł na starcie, inwestor traci ponad 300 tys. zł w cyklu życia.

To trochę jak kupić taniego SUV-a, który pali 20 l/100 km. Po 200 tys. km zapłacisz tyle za paliwo, że mógłbyś mieć Teslę.

 

PN-EN 50588-1 – dlaczego klasa stratności ma znaczenie

Transformator to nie wolny rynek bez zasad. Tutaj od lat obowiązują normy, które narzucają producentom graniczne poziomy strat. Najważniejszą z nich jest PN-EN 50588-1, która wprowadza system klas stratności oznaczonych literami i cyframi – od A0 po AA0, AAA0 i kolejne kombinacje.

Na pierwszy rzut oka wygląda to jak szyfr, ale w praktyce to przejrzysty mechanizm pozwalający porównać różne konstrukcje transformatorów. Każda klasa określa maksymalne dopuszczalne wartości strat jałowych (P0) i strat obciążeniowych (Pcu) dla transformatorów dystrybucyjnych. Im wyższa klasa, tym niższe dopuszczalne straty, a więc i wyższa efektywność energetyczna.

Różnica między klasą A0 a AA0 to nie tylko literka w katalogu – to realne kilowaty energii, które transformator albo zatrzyma w układzie, albo bezpowrotnie zamieni w ciepło. Przy dużych instalacjach PV czy w sieciach przemysłowych może to oznaczać różnicę liczonych nie w złotówkach, ale w setkach tysięcy złotych w całym okresie eksploatacji.

Norma wymusza też pewną dyscyplinę projektową.

Producent nie może już „iść na skróty", stosując tańsze materiały czy uproszczone konstrukcje. Rdzenie muszą być wykonane z lepszej jakości blach elektrotechnicznych, uzwojenia z odpowiedniej ilości miedzi, a cały projekt zoptymalizowany pod kątem minimalizacji strat.

To sprawia, że transformator staje się urządzeniem nie tylko bezpiecznym i niezawodnym, ale też przewidywalnym kosztowo – bo jego straty są policzone, znormalizowane i wpisane w dokumentację techniczną.

W praktyce norma PN-EN 50588-1 działa jak język wspólny dla inwestorów, projektantów i producentów. Dzięki niej można jednoznacznie określić, co oznacza „efektywny transformator" i uniknąć sytuacji, w której jeden oferent obiecuje złote góry, a inny posługuje się nieporównywalnymi danymi.

 

Ecodesign Tier 2 – nowy standard, którego nie można ignorować

Od lipca 2021 roku w całej Unii Europejskiej weszły w życie zaostrzone wymagania dotyczące strat energii w transformatorach – tzw. Ecodesign Tier 2. To przełom, który można porównać do zakazu sprzedaży żarówek 100 W. Wtedy wielu kręciło głowami, ale dziś nikt nie wyobraża sobie, by wrócić do technologii, która marnowała energię na potęgę. Podobnie jest z transformatorami – rynek zmienił się definitywnie.

Co to oznacza dla inwestora? Przede wszystkim to, że nie ma już odwrotu od efektywności energetycznej. Nowe transformatory projektowane są tak, aby w całym cyklu życia instalacji generowały możliwie najmniejsze straty. To bezpośrednio przekłada się na niższe koszty operacyjne i szybszy zwrot z inwestycji.

Warto jednak pamiętać, że sama etykieta „Tier 2" to dopiero punkt wyjścia.

Nadal występują istotne różnice między poszczególnymi modelami i klasami stratności. Dwa transformatory spełniające minimalne wymogi normy mogą w praktyce różnić się kosztami eksploatacji o setki tysięcy złotych w perspektywie 20 lat. Dlatego przy wyborze sprzętu nie wystarczy zapytać „czy ma Ecodesign?", ale „jakie są konkretne parametry strat jałowych i obciążeniowych tego modelu?".

Dobrze dobrany transformator to nie tylko zgodność z prawem, ale też przewaga konkurencyjna – bo w świecie, gdzie ceny energii są zmienne, każda kilowatogodzina oszczędzona dziś staje się Twoim zyskiem jutro.

Dlatego w Energeks przygotowaliśmy ofertę transformatorów olejowych i suchych w klasie Tier 2, które łączą zgodność z regulacjami z realnymi korzyściami ekonomicznymi. Inwestorzy i wykonawcy znajdą w niej rozwiązania dopasowane do farm PV różnej skali – od kilkuset kVA po kilka MVA. To produkty, które pozwalają spać spokojnie, wiedząc, że instalacja nie tylko pracuje stabilnie, ale też nie „przepala" pieniędzy w tle.

Jeśli zastanawiasz się, jak dobrać transformator Tier 2 do swojego projektu, warto zapoznać się z naszymi rozwiązaniami, to prosty krok, który może przełożyć się na wymierne oszczędności przez całe lata użytkowania.

 

Najczęstsze błędy inwestorów

1. Kupowanie „na cenę" – zamiast patrzeć na TCO (Total Cost of Ownership).
2. Zbyt duży transformator – bo „lepiej mieć zapas". Efekt: wysokie straty jałowe.
3. Zbyt mały transformator – oszczędność na początku, potem przegrzewanie i awarie.
4. Ignorowanie profilu obciążenia PV – projektowanie jak dla fabryki z równym zużyciem energii.
5. Brak konsultacji z producentem – a wystarczy zapytać Energeks o optymalny model.

A jak podejść do tematu mądrze?

1. Analiza profilu produkcji PV (krzywa generacji).
2. Dobór transformatora nie tylko wg mocy szczytowej, ale też godzin pracy i współczynnika obciążenia.
3. Uwzględnienie cen energii w modelu LCOE – bo każda strata to realny koszt.
4. Wybór klasy stratności zgodnej z Ecodesign Tier 2 lub wyższej.

 

Twój partner w optymalizacji

Od lat doradzamy przy farmach PV w Polsce i Europie. Nasze transformatory, stacje transformatorowe i magazyny energii projektujemy tak, by minimalizować straty i maksymalizować zwrot z inwestycji.

Chcesz zobaczyć, jak dobór transformatora może zmienić Twój biznesplan?
Zapraszamy do kontaktu i dołączenia do naszej społeczności na LinkedIn.

Dziękujemy Ci, że przeczytałeś do końca. Jeśli pracujesz w PV, to wiesz już, że transformator to nie „szara skrzynka w kącie", ale serce instalacji, które codziennie decyduje o Twoim zysku lub stracie. Kompetentny wybór dziś to spokojny sen jutro.