Fotowoltaika – czy to się opłaca?

Ilość paneli fotowoltaicznych jest ściśle związana z mocą instalacji. Im większe zapotrzebowanie energetyczne budynku, tym więcej paneli należy zamontować. Dla przykładu – jeżeli inwestorowi zależy na instalacji o mocy 5 kWp, przełoży się to na zakup około 16 sztuk paneli fotowoltaicznych.

Jeżeli czteroosobowa rodzina zużywa rocznie 3000-3500 kWh, wówczas wystarczy zamontować instalację o mocy 4 kWp, co daje około 13 paneli lub jeśli rodzina zużywa 2500-3000kWh – 3kW – około 10 paneli.

Przed podjęciem decyzji o mocy instalacji należy określić zapotrzebowanie energetyczne budynku, tak by mieć pewność, że system spełni oczekiwania inwestora, a roczna produkcja prądu osiągnie pożądany poziom.

Na rynku dostępne są panele fotowoltaiczne z ogniwami monokrystalicznymi oraz polikrystalicznymi.

Ogniwa monokrystaliczne mają atrakcyjniejszy wygląd – są eleganckie i charakteryzują się jednolitą strukturą, opartą na ciemnych barwach. Technologia wykonania ogniw monokrystalicznych wpływa na ich wyższą cenę. Jednak ich wydajność jest bardzo wysoka, a sposób wykonania sprawia, że zajmują one mniej miejsca na dachu.

Ogniwa polikrystaliczne są tańsze w zakupie. Na ich niższą cenę wpływa mniej skomplikowany proces produkcyjny. Mają one niebieski odcień i widoczną strukturę krzemu. Charakteryzują się niższą sprawnością oraz mniejszą trwałością, jednak mimo to pracują stabilniej przez cały rok, w porównaniu do ogniw monokrystalicznych.

Zapotrzebowanie na energię powinno być określane na podstawie dotychczasowych rachunków za prąd. Jeżeli budynek jest nowy, koniecznie należy zsumować moc wszystkich urządzeń, które będą znajdowały się budynku, w celu określenia mocy przyłączeniowej.

Regulator ładowania umożliwia prawidłową pracę fotowoltaiki, chroniąc akumulator przed uszkodzeniem. Inwestor ma do wyboru regulatory PWM i MPPT.

Regulatory PWM są klasycznymi urządzeniami, które nie dopuszczają do przeładowania, ani nadmiernego rozładowania akumulatora, a także czuwają nad pracą obciążenia.

Regulatory MPPT, oprócz podstawowych funkcji mają również wbudowane dodatkowe, takie jak śledzenie MPP modułów PV. Regulator nieustannie bada napięcie w panelu, poprzez wykrywanie punktów o maksymalnej mocy, co z kolei wpływa na usprawnienie ładowania akumulatora przez panel.

Zastosowanie licznika dwukierunkowego pozwala wskazać, jaka ilość energii została oddana, a jaka pobrana z sieci. Za jego montaż odpowiada operator, który wykonuje go podczas przyłączenia mikroinstalacji do sieci energetycznej.

Jakie są zasady działania licznika dwukierunkowego? Prąd wytworzony przez fotowoltaikę ma nieco większe napięcie niż energia pochodząca z sieci, dlatego też jako pierwszy zużywany jest ekologiczny prąd. Nadmiar wyprodukowanej energii zostaje odesłany do zakładu energetycznego i tam zmagazynowany, jednak po drodze przechodzi on przez licznik dwukierunkowy, który pozwala jasno określić, ile energii zostało wprowadzonej do sieci i ile z niej pobrano w okresie większego zapotrzebowania.

Licznik dwukierunkowy dokonuje pomiarów przepływu prądu do i z sieci. Na tej podstawie inwestor rozliczany jest z zakładem energetycznym.

Zapis kWp oznacza moc szczytową. Została ona wprowadzona, by nie mylić mocy kW, odnoszącej się do czynnej mocy systemu fotowoltaicznego z mocą zastosowaną w modułach fotowoltaicznych.

W przypadku instalacji fotowoltaicznej, instalacja odgromowa nie jest obowiązkowa, a o jej zamontowaniu powinien zdecydować projektant, który dokonuje analizy ryzyka na podstawie normy PN-EN 62305-2 Ochrona odgromowa. Zarządzanie ryzykiem.

W naszym kraju, gdzie instalacje fotowoltaiczne dopiero od niedawna są zauważane przez inwestorów, problem uszkodzenia ich na skutek uderzenia piorunem nie jest jeszcze odnotowywany na większą skalę. Warto jednak pamiętać, że niezastosowanie instalacji odgromowej, gdy jest to konieczne, może poskutkować trwałym uszkodzeniem fotowoltaiki, co wygeneruje dodatkowe koszty dla inwestora.

Falownik, inaczej nazywany inwerterem, odpowiada za zamianę prądu stałego w zmienny, tak, by nadawał się on do zasilenia urządzeń znajdujących się w gospodarstwie domowym. Inwertery obejmują około 20% kosztów całej instalacji fotowoltaicznej.

Inwertery fotowoltaiczne powinny być wybierane ze względu na długość udzielanej gwarancji, renomę producenta, sprawność urządzenia, zakres temperatur pracy oraz stopień ochrony, dostępność serwisu, normy, jakie spełnia, łatwość instalacji i dokumentację w języku polskim.

Podczas obliczania uzysku energii z ogniw fotowoltaicznych brane jest pod uwagę nachylenie dachu, kierunek jego nachylenia oraz to, ile cienia na niego pada.

Szacowany uzysk energii można obliczyć przy pomocy wzoru:

gdzie:
P0 to początkowa moc instalacji
tgw to ilość lat gwarancji
n0 to gwarantowany procent wydajności początkowej
97% to założona początkowa wydajność systemu

Ilość produkowanej energii przez instalację fotowoltaiczną zależy od jej wielkości i miejsca montażu. Panel, który został skierowany na południe może w ciągu roku wyprodukować około 900-1100 kWh. Latem wytwarza on większą ilość energii, szczególnie, gdy znajduje się w pełnym słońcu, bez zacienienia. Na panele fotowoltaiczne składają się połączone ze sobą w sposób szeregowy ogniwa. Jedno uszkodzone lub zacienione ogniwo ma wpływ na działanie całego panelu.

Zestawy fotowoltaiczne, w tym również kable i złączki, są narażone na długotrwałe działanie promieniowania słonecznego, wilgoci oraz zmiennych temperatur. Dlatego też tak ważna jest wysoka jakość wybieranych elementów.

Kable używane do fotowoltaiki służą do połączeń między modułami fotowoltaicznymi i połączeń modułów z inwerterem. Używane są do połączeń stałych, układane wewnątrz i na zewnątrz budynków. Ze względu na narażenie ich na działanie warunków atmosferycznych, powinny wykazywać dużą odporność, ale także elastyczność i wytrzymałość na obciążenia. Coraz częściej do instalacji fotowoltaicznej wybierane są kable o dużej giętkości.

Akumulatory do paneli fotowoltaicznych są wykorzystywane do gromadzenia i przechowywania wytworzonej energii elektrycznej. Coraz mniejsza liczba inwestorów decyduje się na ich zakup, ponieważ są kosztowne, a najnowsze przepisy wymuszają na zakładach energetycznych konieczność odbierania i magazynowania wyprodukowanego przez prywatnych inwestorów, ekologicznego prądu, pochodzącego z fotowoltaiki.

Podczas wyboru akumulatora na uwagę zasługuje jego pojemność, ponieważ świadczy ona o możliwościach przechowywania przez urządzenie ładunku elektrycznego. Akumulator powinien działać bez zarzutu, podczas wahających się temperatur. W tym przypadku zaleca się montaż urządzeń dedykowanych, w przeciwnym razie mogą one nie dotrwać do założonego przez producenta okresu eksploatacji.

Panele fotowoltaiczne powinny być dobierane ze względu na zapotrzebowanie na energię mieszkańców budynku. Im więcej prądu zużywają, tym większa powinna być instalacja. Moc systemu ustalana jest na podstawie dotychczasowych rachunków za energię elektryczną.

Jeżeli budynek jest nowy, konieczne jest zsumowanie mocy wszystkich urządzeń, które będą w nim wykorzystywane. W ten sposób możliwe jest określenie mocy przyłączeniowej.

Kolektory słoneczne są bardzo często mylone z fotowoltaiką, ponieważ oba te systemy wyglądają podobnie i wykorzystują energię słoneczną, jednak do zupełnie innych celów. Fotowoltaika przy pomocy słońca produkuje prąd, a kolektory słoneczne podgrzewają wodę użytkową.

Panele fotowoltaiczne są uważane za bardziej opłacalną instalację, ponieważ nadmiar wyprodukowanej energii może zostać zmagazynowany i wykorzystany później, gdy zapotrzebowanie energetyczne wzrośnie. Inwestor ma prawo do wprowadzonej do sieci energii przez 365 dni od chwili jej zmagazynowania.

Natomiast najwięcej gorącej wody użytkowej występuje latem, kiedy nie jest tak bardzo wykorzystywana. Panujące zimą warunki atmosferyczne nie sprzyjają uzyskaniu zadowalającej temperatury wody, której nie można zmagazynować latem, w odróżnieniu od prądu.

Solary i fotowoltaika są różnymi instalacjami, które pełnią inne role. Bardzo często inwestorzy decydują się na montaż obu, by możliwie najbardziej wykorzystać energię słoneczną.

Za podgrzanie wody użytkowej odpowiadają kolektory słoneczne. Jest to system łudząco podobny do fotowoltaiki, który do swojej pracy również wykorzystuje energię słoneczną. Służy on jedynie do podgrzewania wody użytkowej, dlatego jest mniej uniwersalny niż fotowoltaika. Panele słoneczne najintensywniej pracują latem, kiedy poziom nasłonecznienia jest bardzo wysoki.

Panele fotowoltaiczne produkują prąd, który może zostać wykorzystany w dowolny sposób. Zazwyczaj zasila on urządzenia znajdujące się w gospodarstwie domowym, w tym kocioł elektryczny lub grzałkę do wody.

W odnawialnych źródłach energii wykorzystywana jest nie tylko energia słoneczna, ale także wiatrowa, jednak w przypadku instalacji prywatnych, fotowoltaika jest znacznie wygodniejszą instalacją. Panele najczęściej montowane są na dachu, dzięki czemu nie zajmują miejsca na działce, poza tym są całkowicie bezpieczne dla ptaków. Podczas swojej pracy nie generują hałasu ani zanieczyszczeń. Fotowoltaika jest też stosunkowo niedrogą instalacją, która zwraca się już po 6-8 latach. Roczna produkcja prądu przy pomocy fotowoltaiki jest wystarczająca dla całego gospodarstwa domowego. Warunkiem jest tylko odpowiedni dobór mocy instalacji.

Elektrownie wiatrowe są zazwyczaj rozbudowane i odznaczają się większą mocą, a co za tym idzie – większymi kosztami. Do ich postawienia konieczne jest miejsce na działce. Trzeba też wziąć pod uwagę ciągły hałas, który generują wiatraki oraz fakt, iż zagrażają one ptakom.

Do ogrzewania budynków coraz częściej wybierane są instalacje OZE, jednak w tym przypadku zdecydowanie większą popularnością cieszą się pompy ciepła, które sprawdzają się przy ogrzewaniu podłogowym.

Panele fotowoltaiczne mogą zostać wykorzystane do ogrzewania budynku, ale tylko wtedy, gdy kocioł zasilany jest na prąd. Nie jest to najtańszy ze sposobów na uzyskanie ciepła, jednak z całą pewnością jest ekologiczny i wygodny, dlatego też powoli rośnie zainteresowanie tym rozwiązaniem.

Zastosowanie fotowoltaiki w połączeniu z ogrzewaniem elektrycznym znacznie obniży rachunki za energię elektryczną.

Pompa ciepła i fotowoltaika to dwie zupełnie różne instalacje. Obie należą do odnawialnych źródeł energii, jednak pełnią inne funkcje. Pompa ciepła to instalacja, która odpowiada za dostarczenie ciepła do wnętrza budynku, natomiast fotowoltaika przy pomocy słońca produkuje prąd. Pompa ciepła do swojej pracy wykorzystuje energię elektryczną, dlatego bardzo korzystnym rozwiązaniem jest połączenie obu tych instalacji.