Fotowoltaika - od pomysłu do montażu

Zanim podejmiemy decyzję o własnej instalacji fotowoltaicznej, warto rozważyć wszystkie czynniki, które wpływają na opłacalność tej inwestycji – to pomoże wybrać najbardziej optymalne rozwiązanie. W artykule poruszymy wszystkie istotne zagadnienia, które pomogą podjąć świadomą decyzję.

Jak działa fotowoltaika?

Fotowoltaika (często stosowany jest skrót PV, z ang. Photovoltaics) to system, który wykorzystuje promienie słoneczne do produkcji energii elektrycznej. Głównym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej są panele, w których dochodzi do tzw. zjawiska fotowoltaicznego. Jest ono możliwe dzięki konstrukcji paneli wykorzystującej ogniwa półprzewodnikowe, najczęściej krzemowe. Światło padające na powierzchnię paneli uwalnia z ogniw elektrony, które przemieszczając się, tworzą ładunek elektryczny. Wytworzony w ten sposób prąd ma napięcie stałe; aby móc wykorzystać go w gospodarstwie domowym lub przekazać do sieci publicznej, musi zostać przekształcony na prąd przemienny. W związku z tym procesem, kolejnym niezbędnym elementem instalacji fotowoltaicznej jest inwerter, zwany również falownikiem. Oprócz przekształcania prądu stałego w prąd zmienny, inwerter pełni funkcję centrum dowodzenia całym systemem. Urządzenie na bieżąco rejestruje, jaka ilość energii jest produkowana w instalacji. Dzięki niemu możemy również sprawdzić parametry pracy systemu, a także włączyć i wyłączyć instalację.

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych

Typ połączenia z publiczną siecią energetyczną

Biorąc pod uwagę połączenie z siecią, wyróżnia się trzy typy instalacji PV: on-grid, off-grid oraz hybrydowy. Pierwszy i zarazem najpowszechniej wykorzystywany typ, to instalacje on-grid, czyli takie, które są zintegrowane z siecią. Dzięki temu możliwe jest przesyłanie do niej nadwyżek prądu. Choć instalacje on-grid są najbardziej ekonomiczne, o czym świadczy ich popularność, mają jedną słabą stronę – są zależne od sieci energetycznej, do której są podpięte. W przypadku awarii sieci, falowniki wyłączą się, a tym samym cały system przestanie pracować i gospodarstwo domowe będzie bez prądu.

Drugim typem instalacji, całkowicie niezależnym od sieci, jest fotowoltaika off-grid, zwana też wyspową. Podstawowym elementem w tym systemie jest magazyn energii, który gromadzi nadwyżki energii i przechowuje do wykorzystania w momentach zapotrzebowania. Taka autonomiczna instalacja, to marzenie wielu właścicieli domów jednorodzinnych, ale niewielu może sobie na nią pozwolić. Koszt magazynu, który zapewniłby zabezpieczenie wszystkich potrzeb energetycznych gospodarstwa domowego jest bardzo wysoki, dlatego nie jest to powszechnie stosowane rozwiązanie. Instalacje off-grid są wykorzystywane najczęściej w domkach letniskowych lub miejscach, gdzie nie ma dostępu do sieci. 

Trzeci typ, czyli instalacja hybrydowa, łączy w sobie cechy systemu on-grid i off-grid. Może ona współdziałać zarówno z siecią, jak i z magazynem energii. W tym celu instalacja wyposażona jest w specjalny typ falownika – inwerter hybrydowy, który jest przygotowany do pracy z siecią oraz z akumulatorem. Dzięki temu wyklucza się wady obu wcześniejszych systemów. Może działać w trakcie awarii sieci i przekazywać nadwyżki do magazynu, a z drugiej strony nie wymaga od właściciela zakupu wielkiego akumulatora, gdyż część nadwyżek oddawana jest do sieci. Magazyn do fotowoltaiki hybrydowej może być mniejszy i tańszy niż w instalacji off-grid. Takie rozwiązanie wydaje się być najbardziej optymalnym, dlatego nic dziwnego, że ten typ instalacji staje się coraz popularniejszy w Polsce.

Miejsce montażu

Z kolei ze względu na miejsce montażu wyróżniamy dwa rodzaje instalacji PV – dachową oraz gruntową. Zdecydowana większość instalacji fotowoltaicznych wykonywana jest na dachach domów lub np. wiat samochodowych. Instalacje gruntowe, czyli ułożone na specjalnym stelażu wkopanym do ziemi, mają częstsze zastosowanie w inwestycjach dla firm lub na wielkich farmach fotowoltaicznych. Właściciele domów również decydują się na takie rozwiązanie np. w sytuacji, gdy nie mają odpowiednich warunków montażowych na dachu (skomplikowana konstrukcja, zacienienie lub pokrycie do wymiany), albo gdy moc, jakiej potrzebują, przekracza możliwości przestrzenne dachu.

Czy fotowoltaika to rozwiązanie tylko dla nowego domu?

Panuje błędne przekonanie, że fotowoltaika to rozwiązanie najbardziej opłacalne dla nowych domów. Jeszcze przed rozpoczęciem budowy można zaprojektować cały budynek w taki sposób (usytuowanie domu czy skos i układ dachu), aby instalacja pracowała najbardziej wydajnie. Praktyka pokazuje jednak, że wielu właścicieli ukończonych wiele lat temu budynków także inwestuje w fotowoltaikę i oszczędza na wydatkach na energię elektryczną.

Szeroki wachlarz dostępnych obecnie rodzajów i typów paneli oraz rozwiązań montażowych pozwala na zaprojektowanie efektywnej instalacji fotowoltaicznej niemal w każdym domu. Jeśli nie ma możliwości na realizację instalacji dachowej, często na działce przy budynku można znaleźć dogodne miejsce na instalację gruntową.

Dobrą okazją do równoczesnego montażu instalacji fotowoltaicznej jest termomodernizacja domu. Dostępne obecnie dofinansowania, takie jak Czyste Powietrze czy ulga termomodernizacyjna, klasyfikują fotowoltaikę jako jeden z elementów termomodernizacji i zwiększają sumę wsparcia, jakie można uzyskać. Poza tym, wszystkie nowoczesne systemy ogrzewania, takie jak pompa ciepła, rekuperator czy klimatyzacja, potrzebują energii elektrycznej do działania. Dzięki fotowoltaice, koszty eksploatacji tych urządzeń są ograniczone do minimum.

Opłacalność fotowoltaiki a nowy system rozliczeń

Czy fotowoltaika się opłaca? To najczęściej zadawane pytanie wśród osób rozważających inwestycję we własną przydomową instalację słoneczną. W praktyce opłacalność fotowoltaiki zależy od wielu czynników, m.in. odpowiedniego doboru mocy do zapotrzebowania, wielkości autokonsumpcji, nachylenia dachu czy nasłonecznienia. Im bardziej optymalne warunki, tym większa opłacalność instalacji słonecznej i szybszy czas zwrotu z inwestycji. Nawet bez wzorcowych parametrów warto jednak rozważyć montaż przydomowej instalacji słonecznej. Ceny prądu, obecnie już bardzo wysokie, nadal będą rosnąć, a własna przydomowa instalacja zabezpiecza dostęp do bezpłatnej energii ze słońca przez co najmniej 25 lat.

Uwaga! Warto podkreślić, że nie zawsze inwestycja w panele PV będzie miała sens. Nie opłaca się montować fotowoltaiki na bardzo zacienionym dachu czy gruncie. Nie jest zalecany również montaż na dachu w złym stanie lub pokrytym eternitem, który obligatoryjnie należy wymienić do 2032 roku. Ta inwestycja nie sprawdzi się także wtedy, gdy pobór energii przez gospodarstwo domowe jest bardzo mały.

Net-billing a opłacalność fotowoltaiki

Po wprowadzeniu nowego systemu rozliczeń dla właścicieli przydomowych instalacji fotowoltaicznych, obowiązującego od 1 kwietnia 2022 roku, w obiegowej opinii pojawiło się wiele głosów, że fotowoltaika przestała się opłacać. W istocie nowy system, tzw. net-billing, jest bardziej skomplikowany i mniej przewidywalny w stosunku do poprzedniego, ponieważ opiera się na aktualnych stawkach cen energii – miesięcznych lub godzinowych. W tym systemie prosument sprzedaje nadwyżki energii, według stawek giełdowych i gromadzi środki na swoim koncie prosumenckim. Z zebranych środków osobno płaci za wartość energii, którą pobrał z sieci (np. wieczorami, gdy fotowoltaika nie pracuje), przy czym za zakupione kWh obowiązują go wyższe stawki, według cennika sprzedawcy prądu. Dodatkowo prosument pokrywa pełne opłaty dystrybucyjne. W związku z tym, opłacalność fotowoltaiki w nowym systemie rozliczeń w dużej mierze zależy od autokonsumpcji energii.

Autokonsumpcja

Po wprowadzeniu nowego systemu rozliczeń dla właścicieli przydomowych instalacji fotowoltaicznych, obowiązującego od 1 kwietnia 2022 roku, w obiegowej opinii pojawiło się wiele głosów, że fotowoltaika przestała się opłacać. W istocie nowy system, tzw. net-billing, jest bardziej skomplikowany i mniej przewidywalny w stosunku do poprzedniego, ponieważ opiera się na aktualnych stawkach cen energii – miesięcznych lub godzinowych. W tym systemie prosument sprzedaje nadwyżki energii według stawek giełdowych i gromadzi środki na swoim koncie prosumenckim. Z zebranych środków osobno płaci za wartość energii, którą pobrał z sieci (np. wieczorami, gdy fotowoltaika nie pracuje), przy czym za zakupione kWh obowiązują go wyższe stawki, według cennika sprzedawcy prądu. Dodatkowo prosument pokrywa pełne opłaty dystrybucyjne. W związku z tym, opłacalność fotowoltaiki w nowym systemie rozliczeń w dużej mierze zależy od autokonsumpcji energii.

Autokonsumpcja, jak sugeruje sama nazwa, odnosi się do bieżącego zużycia energii produkowanej przez instalację fotowoltaiczną. Inaczej mówiąc, jest to ta ilość energii, która została bezpośrednio wykorzystana do pracy urządzeń elektrycznych podpiętych do instalacji. Nadwyżki niezużytej, a wyprodukowanej przez instalację energii, trafiają do sieci i, w zależności od systemu rozliczeń, jakim objęty jest prosument, są sprzedawane (net-billing) lub „magazynowane” z możliwością odbioru 80% przekazanych kWh (net-metering). Niezależnie od tego, jakim systemem rozliczeń objęty jest dany prosument, w każdym przypadku oddanie energii do sieci wiąże się dla niego z jakąś stratą.

W nowym systemie rozliczeń strata ta jest większa, ponieważ właściciel instalacji płaci wyższe stawki za energię, którą pobiera, w stosunku do wynagrodzenia, jakie otrzymuje za energię oddaną, a dodatkowo ponosi opłaty związane z dystrybucją energii. Odpowiedzią na ten problem jest maksymalne zwiększenie poziomu autokonsumpcji.

W naszym kraju autokonsumpcja w przeciętnym gospodarstwie domowym wynosi zaledwie 20-25% w ujęciu rocznym. Niewielki poziom bieżącego zużycia energii z ogniw spowodowany jest głównie tym, że instalacja pracuje z największą mocą, gdy pobór energii najczęściej jest znikomy, ponieważ użytkownicy są poza domem.

Jak podnieść autokonsumpcję?

Poziom autokonsumpcji można podnieść o ok. 10%, korzystając np. z klimatyzacji. Pompy ciepła, zwłaszcza rewersyjne, są w stanie podnieść autokonsumpcję o kolejne 15-25%. Natomiast największy poziom zużycia energii na własne potrzeby będzie w stanie zapewnić magazyn energii. Dzięki akumulatorowi można inteligentnie sterować sprzedażą nadwyżek energii w takich godzinach, kiedy ceny są najwyższe, co pozwala na zarabianie na tym. Magazyny energii to bardzo ciekawe rozwiązanie, które już zyskało ogromną popularność u naszych zachodnich sąsiadów. W Polsce te urządzenia wciąż są drogą inwestycją, dlatego rynek czeka na odpowiednie dotacje, które ułatwią implementowanie tej technologii.

Koszty instalacji fotowoltaiki w 2024 roku a czas zwrotu

Podstawowym pytaniem, które zadaje sobie każdy właściciel domu rozważający inwestycję we własną elektrownię PV, jest: „ile to będzie kosztowało?”. Nie ma w tym wypadku jednoznacznej odpowiedzi, gdyż cena może znacznie się wahać w zależności od wielu czynników, m.in. wybranej mocy paneli, lokalizacji inwestycji, rodzaju panelu i pozostałych podzespołów instalacji, a także wybranego wykonawcy.

Generalnie, koszt instalacji w przeliczeniu na 1 kWp maleje wraz ze wzrostem mocy systemu. Z tego powodu większe elektrownie są często bardziej ekonomiczne. Według portalu enerad.pl, który skupia oferty różnych wykonawców, aktualna cena instalacji o mocy 3 kWp wynosi średnio od 12 do 20 tys. zł. Z kolei średnia kwota za instalację 5 kWp oscyluje w przedziale 17-28 tys. zł.

Eksperci szacują, że czas zwrotu z inwestycji w instalację fotowoltaiczną dla gospodarstwa domowego, objętego net-billingiem, wynosi w Polsce średnio ok. 10-13 lat. Oznacza to, że oszczędności na rachunkach za energię elektryczną po około 10 latach zrównają się z kwotą poniesioną na zakup i montaż fotowoltaiki, a instalacja zacznie przynosić zyski. Mając na uwadze, że fotowoltaika pracuje około 25 lat, można liczyć na co najmniej 15 lat czystego zysku.

Na co zwrócić uwagę, wybierając firmę montującą fotowoltaikę?

W związku z boomem na fotowoltaikę, jaki miał miejsce w ostatnich latach, na rynku powstało wiele podmiotów, które oferują usługę montażu instalacji PV – od niewielkich 1-2 osobowych działalności, po duże wyspecjalizowane firmy, które mogą zaopatrzyć dom w kompleksowy system rozwiązań OZE, obejmujący kilka zintegrowanych ze sobą urządzeń. Przydomowa elektrownia słoneczna to kosztowna i skomplikowana inwestycja, która ma służyć wiele lat, dlatego, aby uniknąć problemów, warto poświęcić czas na wybór rzetelnego i doświadczonego wykonawcy. Niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z dużą czy małą firmą, najważniejszym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest doświadczenie i oferowana jakość usług instalatora. Warto zebrać możliwie najwięcej opinii o danym wykonawcy, posługując się różnymi źródłami – internet, poprzedni klienci, opinie z branży. Dobry instalator będzie w stanie zaprezentować swoje portfolio i referencje od wcześniejszych klientów. Umiejętności wykonawcy powinny być ponadto potwierdzone odpowiednimi certyfikatami i uprawnieniami, takimi jak np. Certyfikat Instalatora OZE wydawany przez Urząd Dozoru Technicznego. Kolejnym elementem wymagającym sprawdzenia jest jakość oferowanych paneli, falownika oraz pozostałych komponentów instalacji. Dobre produkty będą miały odpowiednie gwarancje. Instalator może także udzielić osobnej gwarancji na wykonywane przez siebie prace, czyli na bezpieczeństwo i solidność okablowania i całej konstrukcji. Warto wybierać wykonawców, którzy zapewnią taką ochronę.