Artykuły

Domowa energia ze słońca

Fotowoltaika to proces wykorzystujący panele (ogniwa) fotowoltaiczne do zmiany energii słonecznej w elektryczną. Energia słoneczna jest ogólnie dostępna i korzystanie z niej nie podlega żadnym opłatom, a nasłonecznienie w Polsce jest bardzo stabilne i korzystne dla tego typu systemów. Prąd uzyskany tą drogą jest darmowy i po zamontowaniu instalacji fotowoltaicznej nie musimy się martwić o koszty związane z jej użytkowaniem. Co ważne, energię elektryczną możemy wykorzystywać do zasilania wszystkich urządzeń działających w domu przez cały rok, dzięki systemowi magazynowania energii w sieci. Oczywiście potrzebujemy do tego celu urządzeń, które musimy kupić. Jednak każda wydana złotówka na instalację fotowoltaiczną zacznie się zwracać od razu po jej uruchomieniu. Osoby, które zastanawiają się, czy fotowoltaika się opłaca, powinny wziąć pod uwagę to, że panele nie generują kosztów związanych z eksploatacją instalacji.

Na dachu czy na gruncie

Panele fotowoltaiczne zazwyczaj montowane są na dachach, gdzie stopień nasłonecznienia siłą rzeczy jest bardzo duży. Ich instalacja ma sens w przypadku, jeśli dach wystawiony jest na południe, ewentualnie z odchyleniem do 45^o na wschód lub zachód i jest na nim dość miejsca. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, aby moduły fotowoltaiczne były zamontowane na gruncie, gdy jest taka możliwość. Takie konstrukcje można ustawić w sposób najkorzystniejszy, jeżeli chodzi o orientację względem stron świata oraz kąt nachylenia. Pamiętajmy, że prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych to podstawa. Ich usytuowanie ma duży wpływ na wydajność mikroinstalacji, a co się z tym wiąże, również na opłacalność całej inwestycji. Aby panele działały najbardziej wydajnie, powinny mieć zapewniony możliwie najlepszy dostęp do promieni słonecznych. Wrogiem modułów fotowoltaicznych jest zacienienie. Warto więc zadbać o to, żeby nie zasłaniał ich cień, rzucany np. przez komin lub drzewa. Niektóre przeszkody możemy usunąć. Jednak w przypadku małych zacienień spowodowanych konstrukcją dachu np. występującymi „jaskółkami”, panele można zamontować tak, by działały i miały dobry dostęp do promieni słonecznych. Wówczas trzeba zastanowić się jeszcze dokładniej nad ich ułożeniem.

Co oferuje rynek?

Wybór instalacji najczęściej zaczynamy od paneli fotowoltaicznych. Każdy składa się z ogniw. Pojedyncze ogniwo zbudowane jest z krzemu, który ma właściwości pozwalające na przepływ prądu w wyniku padania promieni słonecznych. Aby osiągnąć efekt większej skali, konieczne jest połączenie ogniw w moduły, które muszą zostać odpowiednio oprawione (powłoka antyrefleksyjna, szyba hartowana, aluminiowa rama). Jednak ogniwa mogą być różne. Zasadniczo wyróżnia się ogniwa polikrystaliczne i monokrystaliczne. Polikrystaliczne – zbudowane z krzemu polikrystalicznego – mają jasnoniebieską barwę, a każde ogniwo to prostokąt. Ich technologia produkcji jest mniej skomplikowana, dzięki czemu są tańsze i bardziej rozpowszechnione niż te monokrystaliczne. Wizualnie można je poznać po kolorze, od ciemnoniebieskiego do czarnego, oraz każde ogniwo ma zaokrąglone rogi, co jest efektem budowy monokryształu krzemu. Ich zaletą jest większa sprawność.

Ważne elementy systemu

Najważniejsze elementy instalacji PV to: ogniwa fotowoltaiczne (zamieniające promieniowanie słoneczne na prąd), falownik (inwerter, przetwarzający uzyskany z nich prąd stały na przemienny, którym zasilane są domowe urządzenia), przewody elektryczne (o odpowiednim przekroju zależnym oczywiście od mocy instalacji) oraz aparatura zabezpieczająca. Obecnie prawie wszystkie inwertery są falownikami MPPT, czyli cały czas w ciągu pracy instalacji śledzą napięcie na panelach. Dzięki temu system osiąga możliwie najwyższą sprawność, a straty są minimalizowane. Nowoczesne inwertery można podłączyć do internetu i poprzez odpowiednią aplikację śledzić pracę instalacji z dowolnego miejsca. Montując fotowoltaikę nie wolno zapominać o zabezpieczeniach zarówno po stronie DC (prądu stałego), jak i AC (zmiennego). Urządzenia wchodzące w skład systemu są drogie, dlatego warto je zabezpieczyć i dzięki temu mieć pewność, że w przypadku przepięcia nie dojdzie do uszkodzenia falownika oraz obwodów.

Z dofinansowaniem

Koszty instalacji fotowoltaicznej nie powinny nas przerażać. I to nie tylko ze względu na brak rachunków za energię elektryczną.  W Polsce od kilku już lat działają regionalne programy pomocowe (np. w Warszawie choćby Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej), w dużej mierze finansowane z funduszy unijnych, dzięki którym można pozyskać dofinansowanie na instalację fotowoltaiczną. W dodatku od 2019 roku obowiązuje ulga termoizolacyjna, w ramach której właściciele domów jednorodzinnych będą mogli odliczyć od podatku dochodowego nawet do 53 tysięcy złotych.

Moc dobrana do potrzeb

Przyjmuje się, że skierowany na południe panel, mający 1 kWp, wyprodukuje w ciągu roku ok. 900-1000 kWh energii elektrycznej. Przez ten czas czteroosobowa rodzina zużywa ok. 3000 kWh. Dlatego optymalna instalacja fotowoltaiczna powinna mieć ok. 3 kWp. Aby dobrze dobrać rozwiązanie, trzeba więc określić roczne zużycie energii elektrycznej. Precyzyjnie potrafią określić to tylko ci, którzy już mieszkają w domu od dłuższego czasu i mogą w związku z tym sprawdzić wskazania licznika. Dopiero budującym pozostaje oprzeć się na wartościach typowych, z uwzględnieniem planowanych bardziej prądożernych urządzeń, takich jak klimatyzatory.

Ile paneli potrzebuje dom jednorodzinny?

Podobnie jak przy kosztach – wszystko zależy od rocznego zużycia energii elektrycznej przez domowników. Jeśli np. rocznie zużywamy ok. 3 tys. kWh, będziemy wówczas potrzebować 10 paneli o mocy 300 kW. Powierzchnię, jaką będą one zajmować również łatwo wyliczyć po ustaleniu wymiarów jednego panelu. Gdy np. ma on powierzchnię 1x1,6 m, to będziemy potrzebować ok. 17 m2 połaci dachowej.

Zysk w systemie opustów

Jeszcze tak niedawno osoby fizyczne posiadające małe instalacje fotowoltaiczne mogły odsprzedawać nadwyżki energii do elektrowni. Obecnie obowiązuje tzw. system opustów, działający na zasadzie net-meringu. Polega on na tym, że posiadacze paneli fotowoltaicznych w domu jednorodzinnym rozliczają różnicę między energią wyprodukowaną przez przydomową elektrownię słoneczną a tą, która została pobrana z sieci elektrycznej w momencie, w którym panel nie produkował prądu. Nie oznacza to jednak, że na bieżąco wyprodukowane i oddane do sieci nadwyżki energii, powstające np. wtedy, gdy właścicieli nie ma w domu, nie mogą zostać odebrane. Przepadają dopiero po roku, przez ten czas możemy je odebrać. System opustów zapewnia nam odbiór wprowadzonej energii do sieci w stosunku 1:0,8. To oznacza, że za każdą wprowadzoną 1 kWh, możemy pobrać 0,8 kWh.

Długowieczny spokój

Decydując się na montaż fotowoltaiki, możemy zapomnieć o wydatkach związanych z konserwacją systemu, gdyż jest on praktycznie bezobsługowy i niezawodny. Żywotność instalacji fotowoltaicznej szacowana jest na 25 lat i w całym tym okresie zazwyczaj obowiązuje gwarancja producenta. Nie bez znaczenia jest również to, że energia elektryczna powstaje blisko konsumenta, dzięki czemu zredukowane są straty związane z przesyłem energii na duże odległości

Ekologiczna i oszczędna instalacja

Z wykorzystania darmowej i prawie nieograniczonej energii słońca za pomocą systemów fotowoltaicznych płynie wiele korzyści. Nie jest żadną tajemnicą, że mikroinstalacja fotowoltaiczna zakładana jest przede wszystkim z myślą o redukcji wydatków na energię elektryczną, której ceny w ostatnich latach rosły – i nie zanosi się, aby w przyszłości trend ten miał się zmienić. Jednak nie jest to jedyna zaleta paneli fotowoltaicznych. Przede wszystkim dają nie tylko niezależność energetyczną domu. Podczas wytwarzania prądu nie emitują żadnych szkodliwych związków, dwutlenku węgla ani gazów cieplarnianych.

Koszty fotowoltaiki

Początkowy koszt nie jest mały, jednak musimy pamiętać, że zwróci się w kolejnych latach. Po pierwsze, to nie tylko panele, ale również cały sprzęt im towarzyszący, czyli inwerter, liczniki, kable, ewentualnie akumulator z regulatorem ładowania (w zależności od wybranego rodzaju instalacji). Koszty instalacji będą oczywiście zależeć od rocznego zużycia prądu – im ono większe, tym droższa będzie instalacja. Szacuje się, że przy zużyciu ok. 3,5 MWh rocznie koszty instalacji to ok. 20 tys. złotych, natomiast przy zużyciu ok. 10 MWh – będzie to nawet ok. 50 tys. złotych. Jednak należy pamiętać, że w perspektywie 7-9 lat nastąpi całkowity zwrot inwestycji, a ponadto nie mamy comiesięcznych rachunków za energię elektryczną.