Rachunek za prąd nie zawsze zależy od kWh. Czasem decydują… parametry sieci
Wiele obiektów publicznych inwestuje w fotowoltaikę, wymienia oświetlenie na LED i pilnuje zużycia energii. A mimo to rachunki potrafią zaskakiwać – szczególnie w miesiącach, gdy pobór energii czynnej (kWh) jest relatywnie niski.
W takim przypadku warto zadać jedno pytanie: czy na fakturze nie płacisz głównie za energię bierną?
Bo jeśli tak, to największa dźwignia oszczędności nie leży w „kolejnych kWh mniej”, tylko w poprawie współczynnika mocy i eliminacji energii biernej ponadumownej.
Poniżej omawiamy realny case obiektu publicznego (profil „szkolny”, taryfa C11, PV 10 kWp, OSD TAURON), w którym przeprowadzono analizę 12 faktur oraz pomiary analizatorem jakości energii.
Co zrobiono w analizie i dlaczego to ma znaczenie?
Aby wskazać faktyczne źródła kosztów, połączono dwa podejścia:
- Analiza rozliczeń (12 faktur w taryfie C11) – okres 01.11.2024–31.10.2025.
Pozwoliło to rozbić rachunek na składowe i zobaczyć, co naprawdę „robi koszt”. - Pomiary parametrów instalacji analizatorem jakości energii – rejestracja 4‑dniowa podczas wizji lokalnej
Rejestrowano m.in. profil mocy czynnej P, mocy biernej Q (pojemnościowej i indukcyjnej), cos φ, tg φ oraz wybrane parametry jakościowe (np. harmoniczne). Dzięki temu można było powiązać rachunki z rzeczywistym zachowaniem instalacji.
To połączenie jest kluczowe: faktura mówi, za co płacisz, a pomiar mówi, dlaczego.
Najważniejsze liczby: gdzie naprawdę „uciekały” pieniądze?
W skali 12 miesięcy (na podstawie faktur):
- Łączny pobór energii z sieci: 20 970 kWh
- Łączne oddanie do sieci: 3 398 kWh
- Energia rozliczona na fakturach: 18 251 kWh
- Łączna wartość faktur: ponad 64 000,00 zł brutto
I teraz punkt przełomowy:
- Energia bierna pojemnościowa ponadumowna: 12 649 kvarh
- Koszt energii biernej: ponad 33 000,00 zł brutto
To oznacza, że energia bierna pojemnościowa była dominującą pozycją kosztową – w praktyce ponad połowa rachunku, większa niż koszt energii czynnej.
W danych miesięcznych widać też klasyczny „sygnał alarmowy”:
w jednym z miesięcy koszt jednostkowy liczony jako rachunek brutto / energia rozliczona sięgnął 8,41 zł/kWh, a udział energii biernej w rachunku potrafił dochodzić do 91,1%.
Energia bierna pojemnościowa – czym jest i skąd się bierze?
Energia bierna nie wykonuje pracy użytecznej (nie napędza urządzeń jak energia czynna), ale obciąża sieć i instalację: powoduje przepływ prądów, straty i może pogarszać parametry napięcia. Dlatego operatorzy naliczają opłaty, gdy przekraczane są wartości umowne (np. przez zły współczynnik mocy).
W przypadku energii biernej pojemnościowej prąd wyprzedza napięcie, a w instalacji dominuje charakter pojemnościowy.
Typowe źródła energii biernej pojemnościowej w obiektach o profilu szkolnym to m.in.:
- nadkompensacja (np. źle dobrane układy kondensatorów),
- filtry EMC i urządzenia energoelektroniczne,
- długie linie kablowe o znacznej pojemności,
- zasilacze elektroniczne pracujące długo w trybach podtrzymania/stand‑by,
- oraz – co szczególnie ważne w obiektach z PV – niektóre nastawy falowników instalacji fotowoltaicznej, które mogą wpływać na generację/charakter mocy biernej.
W analizowanym przypadku opłaty wskazywały na utrzymujący się pojemnościowy charakter obciążenia, a pomiary pozwoliły jednoznacznie potwierdzić kierunek problemu.
Dlaczego fotowoltaika nie zawsze obniża rachunki?
To częsty paradoks: obiekt ma PV, pobór energii czynnej z sieci spada, a rachunki nie spadają proporcjonalnie.
Dlaczego?
Bo przy niskich kWh rośnie znaczenie:
- opłat stałych,
- oraz (jeśli występują) opłat „sankcyjnych” za energię bierną.
W tym obiekcie latem, gdy PV pracuje intensywnie i energia rozliczona potrafi być niska, koszt energii biernej nadal potrafił dominować, co windowało koszt jednostkowy i „zjadało” korzyść z PV.
Najszybsza dźwignia oszczędności: kompensacja mocy biernej (wariant 1)
Jeżeli energia bierna pojemnościowa przekracza wartości umowne, najczęściej nie ma sensu zaczynać od „drobnych oszczędności kWh”. Najpierw trzeba odciąć główny generator kosztu.
W analizie jako rekomendację nadrzędną wskazano:
Kompensator aktywny SVG 10 kVAr (dynamiczna kompensacja)
To urządzenie energoelektroniczne, które kompensuje moc bierną w czasie rzeczywistym i – co kluczowe – może pracować w obu kierunkach (pojemnościowym i indukcyjnym). To istotne przy zmiennym obciążeniu w ciągu doby i przy wpływie PV.
Dodatkowo w zaleceniach pojawił się ważny element wdrożenia:
- weryfikacja nastaw falowników PV pod kątem generacji mocy biernej, aby nie wzmacniać pojemnościowego charakteru instalacji.
Efekt i ekonomia (szacunek)
Przyjęto redukcję opłat za energię bierną na poziomie 90–95%.
- Roczne oszczędności brutto: 30 014,95 – 31 682,45 zł
- Nakłady brutto (CAPEX): 22 000 – 35 000 zł
- Prosty okres zwrotu: 0,69 – 1,17 roku
Wniosek jest prosty: wariant 1 jest działaniem priorytetowym, bo eliminuje koszt, który w tym case’ie determinował rachunki.
A co z mocą umowną? Tu oszczędność często jest drugorzędna
W analizowanym obiekcie:
- moc umowna wynosiła 21,5 kW,
- maksymalna moc na fakturach: 27,776 kW,
- ale łączny koszt przekroczeń mocy był niewielki: 236,53 zł brutto w skali 12 miesięcy.
To pokazuje, że „gonienie mocy umownej” nie zawsze przynosi realne oszczędności. Najpierw trzeba uderzyć w to, co kosztuje najwięcej – a w tym przypadku była to energia bierna.
Działania uzupełniające: oszczędności kWh i lepsza autokonsumpcja PV
Po uporządkowaniu energii biernej dopiero widać czysty obraz kosztów i można efektywnie „ścinać” kWh.
W analizie wskazano m.in. kierunki typowe dla obiektów szkolnych:
- sterowanie i modernizacja oświetlenia,
- optymalizacja wentylacji (harmonogramy, czujniki, regulacja),
- zastosowanie przemienników częstotliwości tam, gdzie to uzasadnione,
- porządkowanie pracy urządzeń kuchni/stołówki i chłodnictwa,
- monitoring zużycia i prosty EMS (system zarządzania energią), który pomaga wychwycić anomalie.
To są działania, które zwykle nie dają tak spektakularnego „jednego strzału” jak eliminacja energii biernej, ale w dłuższym horyzoncie budują stabilne oszczędności.
Wariant 2: PV + magazyn energii + EMS (ale dopiero po stabilizacji rachunków)
Jako etap kolejny rozważono wariant inwestycyjny:
- rozbudowa PV o dodatkowe 15 kWp,
- magazyn energii 10 kWh,
- EMS z algorytmami maksymalizacji autokonsumpcji, ograniczania eksportu i strategią peak shaving.
Ekonomia (szacunek)
- Roczne oszczędności brutto łącznie: 37 114,22 – 44 461,14 zł
- CAPEX brutto: 197 000 – 330 000 zł
- Prosty zwrot: 4,43 – 8,89 roku
Co ważne: rekomendacja była jasna – wariant 2 warto projektować dopiero po 2–3 miesiącach pracy kompensatora, gdy faktury potwierdzą realny efekt eliminacji energii biernej i łatwiej dobrać PV/magazyn do faktycznego profilu obiektu.
Jak wdrożyć to „po inżyniersku”: plan i KPI
Proponowany, praktyczny harmonogram:
- 0–1 miesiąc: dobór urządzenia SVG 10 kVAr, projekt i uzgodnienia.
- 1–2 miesiąc: montaż, uruchomienie, konfiguracja cos φ / tg φ.
- 2–3 miesiąc: pomiary kontrolne (min. 7 dni) + analiza kolejnej faktury (czy opłaty za energię bierną zniknęły).
- Po stabilizacji: dopiero wtedy analiza wariantu 2.
KPI, które warto monitorować:
- koszt energii biernej pojemnościowej [zł/mies.] (spadek oczekiwany 90–95%),
- cos φ / tg φ w punkcie przyłączenia,
- energia rozliczona [kWh/mies.] i koszt zmienny,
- Pmax (szczyty),
- bilans pobór/oddanie (autokonsumpcja vs eksport).
Podsumowanie: jeśli chcesz szybko obniżyć rachunki, zacznij od tej jednej pozycji na fakturze
W tym case’ie rachunki nie były „problemem kWh”. Rachunki były problemem parametrów – a dokładnie energii biernej pojemnościowej, która wygenerowała 33 349,95 zł brutto kosztu w skali roku.
Dlatego najważniejsza rada brzmi:
- Sprawdź, czy płacisz za energię bierną (pojemnościową lub indukcyjną).
- Jeśli tak – zrób pomiary analizatorem i dobierz właściwe rozwiązanie (często aktywne SVG, nie „na ślepo” baterię kondensatorów).
- Dopiero potem optymalizuj kWh (LED, EMS, autokonsumpcja PV, magazyn).
Analizę wykonał nasz profesjonalny serwis EL-PROTEKT (Kamil Rogasik) – od przeglądu faktur, przez pomiary analizatorem jakości energii klasy A w obiekcie, aż po raport z wnioskami i rekomendacjami usprawnień. Dzięki połączeniu danych rozliczeniowych z pomiarami można szybko wskazać, co realnie generuje koszty (np. energia bierna, spadek cos φ, profile obciążenia) i dobrać działania o najszybszym zwrocie.
EL-PROTEKT realizuje takie usługi dla firm, instytucji i samorządów: diagnostyka wysokich rachunków, pomiary parametrów sieci, rekomendacje techniczne i ekonomiczne oraz weryfikacja efektów po wdrożeniu.
