Instalacja fotowoltaiczna - co warto o niej wiedzieć?

Fotowoltaika od kilku lat bije rekordy popularności w naszym kraju, a Polska jest trzecia w Europie pod względem wielkości rynku energetyki słonecznej. Już ponad 1,2 mln właścicieli domów w kraju nad Wisłą zdecydowało się na własną instalację fotowoltaiczną. Skąd wynika tak duża popularność tej technologii u nas?

Troska o środowisko i o własny portfel

Głównym motywatorem, dla którego decydujemy się na własną instalację fotowoltaiczną jest obniżenie rachunków za prąd. Wytwarzanie darmowego prądu z własnego źródła pozwala znacząco ograniczyć zakup drogiej energii z sieci. Dobrze dobrana do potrzeb użytkowników instalacja pomaga obniżyć rachunki za prąd nawet o 80-90 procent. Właściciele fotowoltaiki są też mniej zależni od wahań cen prądu, które w ostatnich miesiącach rosną w galopującym tempie.

Zakup paneli słonecznych dla domu to niemały koszt. Przeciętna instalacja dla domu o mocy 6 kW kosztuje ok. 30-40 tys. zł. Mimo to, wielu Polaków decyduje się na własną instalację, ponieważ to trwały system, który działa przez wiele lat. Producenci dają gwarancję na co najmniej 25-30 lat sprawnego działania. Dużą zachętą do zakupu są też dotacje, które można uzyskać np. w ramach programów Mój Prąd, Czyste Powietrze, Agroenergia dla rolników czy innych programów regionalnych realizowanych przez gminy. Wydatki poniesione na zakup instalacji można również odliczyć od podatku w ramach ulgi termomodernizacyjnej.

Poza aspektami ekonomicznymi, wielu właścicieli domów decyduje się na fotowoltaikę również ze względów ekologicznych. Coraz więcej osób jest świadomych zmian klimatycznych i konieczności szybkich działań, które ograniczą emisję CO2 do atmosfery. Fotowoltaika jest jedną z technologii, która w tym pomaga. Panele nie emitują żadnych szkodliwych substancji oraz pyłów. Nie generują hałasu oraz nie zużywają zasobów wody pitnej do wytwarzania energii. Do produkcji modułów fotowoltaicznych wykorzystywane są krzem oraz aluminium, które są materiałami w pełni podlegającymi recyklingowi.

Budowa instalacji i działanie fotowoltaiki

Fotowoltaika to technologia, która wychwytuje promieniowanie słoneczne i przekształca je na energię elektryczną. Jest to możliwe dzięki zjawisku fotowoltaicznemu, które zachodzi w ogniwach, czyli najmniejszych elementach, z których zbudowane są panele. Ogniwa wytworzone są z materiałów półprzewodnikowych, najczęściej krzemu, germanu, selenu, dzięki czemu są w stanie przewodzić ładunek elektryczny, który powstaje w wyniku działania promieniowania słonecznego. Aby ogniwa mogły wytwarzać więcej energii łączy się je w moduły. Grupa modułów tworzy panel fotowoltaiczny, czyli prostokątną płytę, która jest w stanie wygenerować określoną ilość energii, w zależności od liczby i rodzaju modułów z których jest zbudowany. Na rynku dostępne są różne modele paneli - monokrystaliczne, polikrystaliczne, połówkowe i wiele innych. Najpopularniejsze w naszym kraju są moduły monokrystaliczne, gdyż mają dobry stosunek ceny do ich sprawności, czyli ilości energii jaką są w stanie wytworzyć.

Oprócz paneli kluczowym elementem instalacji jest inwerter, zwany inaczej falownikiem. To urządzenie, które przetwarza wytworzony w ogniwach prąd stały (DC) na prąd przemienny (AC), czyli taki, który płynie w gniazdkach i jest zgodny z parametrami sieci publicznej. Falownik pozwala na monitoring pracy instalacji, ponieważ na bieżąco rejestruje ilość wyprodukowanego prądu.

Na dachu czy na gruncie?

Ostatnim elementem instalacji obok paneli, falownika oraz przewodów łączących je w jeden spójny system, jest konstrukcja montażowa. Panele można montować na dachu, gruncie, wiacie samochodowej, garażu. Do każdego z tych miejsc stosuje się odpowiedni system montażowy. Najczęściej panele umieszcza się na dachu. W przypadku połaci stromej optymalny kąt nachylenia wynosi 20-30 stopni (zapewnia uzyskanie wysokiej efektywności). Jeśli mamy dach płaski, wówczas konieczne jest zastosowanie specjalnej konstrukcji na wspornikach, która pozwala na pochylenie paneli. W sytuacji, gdy powierzchnia dachu jest zbyt mała lub występują zacienienia, stosuje się konstrukcje montowane na gruncie. Są one najczęściej umieszczane na specjalnych wysięgnikach, na wysokości ok. 1,5 metra, po to aby zwiększyć efektywność pozyskania energii słonecznej.

Jak dobrać moc instalacji?

Ważnym aspektem przy projektowaniu instalacji dla własnego domu, jest odpowiedni dobór mocy. Najlepiej zaprojektować ją tak, aby w pełni zaspokajała zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na prąd. Średnie roczne zapotrzebowanie najłatwiej ustalić analizując faktury za energię z ostatniego roku. Należy wziąć pod uwagę również planowany w przyszłości zakup dodatkowych urządzeń na prąd, które zwiększą zużycie, jak np. klimatyzator, zmywarka, czy samochód elektryczny. W nowym domu, gdy nie mamy historycznego zużycia, ustala się potencjalne zapotrzebowanie na energię, uwzględniając czynniki takie, jak: liczba domowników, rodzaj ogrzewania, liczba urządzeń planowanych w domu i ich energochłonność. W dużym uogólnieniu przyjmuje się, że na każde zużyte 1000 kWh rocznie, dobiera się 1-1,25 mocy fotowoltaiki. Czyli np. dla domu, w którym zużycie wynosi 3000 kWh, powinniśmy dobrać instalację o mocy ok. 3,6 kW. To oczywiście duże uogólnienie, ponieważ na dobór mocy wpływa więcej czynników niż tylko zapotrzebowanie.

Czy fotowoltaika będzie działać, gdy zabraknie prądu w sieci? Jeśli dojdzie do blackoutu (wynikiem jest dłuższa przerwa w dostawie prądu występująca na dużym obszarze), falownik podłączony do sieci wyłączy się. Zatem instalacja podłączona do sieci elektroenergetycznej nie będzie działać. Osoby, które chcą być zabezpieczone na wypadek przerw w dostawie energii, powinny zdecydować się na instalację hybrydową z systemem awaryjnego zasilania. Jedną z opcji jest zastosowanie inwertera hybrydowego podłączonego do sieci oraz do magazynu energii. Jeśli zabraknie prądu z sieci, system będzie zasilany energią zgromadzoną w magazynie.

Oprócz zasilania awaryjnego magazyn umożliwia zwiększenie autokonsumpcji energii, a to przekłada się na wzrost oszczędności z fotowoltaiki.

Na rynku dostępne są również specjalne falowniki hybrydowe, które są w stanie zapewnić zasilanie awaryjne nawet bez podłączenia do magazynu energii. Gdy brakuje prądu w sieci, układ izoluje się od niej, a następnie uruchamia produkcję na potrzeby własne gospodarstwa domowego. Jednak nie jest to idealne rozwiązanie – taki system dostarczy prąd jedynie przy odpowiednim nasłonecznieniu i nie będzie oferował stabilnego napięcia. W przypadku większego zachmurzenia obniżona produkcja może nie wystarczyć do zasilania nawet podstawowych urządzeń.

Obalamy mity na temat fotowoltaiki

Mimo rosnącej popularności fotowoltaika to wciąż stosunkowo nowa technologia. A konsumenci nie mają wiedzy o tym, jak działa. Często rodzi to wiele nieporozumień i nieprawdziwych informacji. Poniżej zebraliśmy najczęstsze mity opowiadane na temat fotowoltaiki.

MIT: W Polsce jest za małe nasłonecznienie

Bardzo często przeciwnicy fotowoltaiki używają argumentu, że w naszej szerokości geograficznej jest zbyt małe nasłonecznienie, aby fotowoltaika mogła być opłacalna. Gdyby tak było, sąsiadujące z nami Niemcy nie byłyby największym w Europie producentem energii z fotowoltaiki. Średnie roczne nasłonecznienie w Polsce wynosi ok. 1050-1150 kWh/m2, przy czym najwyższe jest na południu kraju. To wystarczająca wartość, żeby zapewnić produkcję energii przez cały rok. Oczywiście wielkość wytwarzanej energii będzie się zmieniać wraz z porami roku.

MIT: Panele działają tylko latem

Fotowoltaika pracuje przez cały rok. Latem osiąga większą wydajność ze względu na większą liczbę słonecznych godzin w ciągu doby. Z kolei zimą produkcja kilkukrotnie spada ponieważ dzień jest krótszy, ale nie jest tak, że instalacja nie produkuje w ogóle prądu. W okresie letnim z 1 kWp fotowoltaika jest w stanie wyprodukować do ok. 180 kWh miesięcznie. Natomiast zimą produkcja może spaść nawet do 20-30 kWh. Trzeba jednak pamiętać, że moc instalacji dobierana jest pod kątem średniego rocznego zużycia i średniej rocznej produkcji. Zatem prosumenci latem produkują nadwyżki, które potem zużywają zimą.

MIT: Fotowoltaika szybko się psuje i traci sprawność

Najstarsza instalacja fotowoltaiczna w Europie, zbudowana w Szwajcarii, ma już ponad 40 lat i nadal działa. Po 35 latach od uruchomienia przeprowadzono badania i okazało się, że degradacja paneli wyniosła 20%, co oznacza, że instalacja działa nadal z 80% sprawnością. Należy też pamiętać, że mowa tutaj o panelach wykonanych w technologiach dostępnych 40 lat temu. Dostępne obecnie produkty są dużo bardziej zaawansowane. Aby móc cieszyć się sprawnym działaniem instalacji przez długie lata, warto zainwestować w sprzęt dobrej jakości. Renomowani producenci paneli zapewniają gwarancję na produkt sięgającą 25-30 lat. Natomiast producenci wysokiej klasy inwerterów gwarantują 10-20 lat sprawnego działania falownika.