Fotowoltaika

Kiedy promienie słoneczne padają na panele, następuje absorpcja energii słonecznej i przekształcenie jej na energię elektryczną. Instalacja taka działa przez cały rok – również zimą, choć ilość wyprodukowanej energii zależna jest od nasłonecznienia.

Panele fotowoltaiczne, podobnie jak kolektory słoneczne, do swojej pracy potrzebują promieniowania słonecznego, którego energię zamieniają na energię elektryczną.

Kiedy promienie słoneczne padają na panele, następuje absorpcja energii słonecznej i przekształcenie jej na energię elektryczną. Instalacja taka działa przez cały rok – również zimą, choć ilość wyprodukowanej energii zależna jest od nasłonecznienia.

Fotowoltaika – instalacja całoroczna

W polskich warunkach klimatycznych najwięcej promieniowania słonecznego dociera na nasze dachy w okresie letnim, a dokładniej od kwietnia do września. W tym okresie uzyskujemy około 70-80% energii całorocznej. W pozostałym okresie, pomimo krótszych dni i większego zachmurzenia, również możemy pozyskać energię elektryczną z ogniw fotowoltaicznych. Sprzyja temu również niższa temperatura powietrza, przy której sprawność paneli jest wyższa, odwrotnie niż w przypadku kolektorów słonecznych. Do niekorzystnych warunków występujących zimą dodać należy opady śniegu, które w Polsce trwają od 40 do 100 dni, a warstwa 2 cm śniegu zmniejsza przepuszczalność promieni słonecznych do ok. 20%. Jak wskazuje jednak szereg praktycznych badań prowadzonych w strefach zwiększonych opadów śniegu w Polsce i za granicą, zmniejszenie rocznego uzysku ciepła wskutek zalegania śniegu i szronu nie jest znaczące i dochodzi do 3,5% [żródło: Hewalex]. Jest to spowodowane między innymi tym, że w Polsce panele fotowoltaiczne powinny być montowane pod kątem 30-45°, a to ułatwia zsuwanie się śniegu ze śliskiej szklanej powierzchni, powodując samooczyszczanie ogniwa.

Ile prądu wytwarza minielektrownia fotowoltaiczna?

W polskich warunkach nasłonecznienia przyjmuje się szacunkowo, że minielektrownia fotowoltaiczna o mocy znamionowej 1 kWp wytworzy w ciągu roku ok. 1000 kWh energii elektrycznej. Wybierając odpowiedni zestaw, musimy zatem wstępnie oszacować, ile energii zużywamy w ciągu całego roku. Oczywiście im więcej prądu zużywamy, tym więcej paneli musi mieć nasza przydomowa elektrownia, ale z drugiej strony, im większa instalacja, tym szybciej zwróci się (zamortyzuje) cała inwestycja. Musimy zatem zachować rozsądny kompromis, tym bardziej że od 1 lipca 2016 r. weszła w życie ustawa, na mocy której nie możemy już odsprzedawać nadmiaru wyprodukowanej energii elektrycznej do zakładu energetycznego, jak było dotychczas. Możemy natomiast pomniejszać nasze rachunki od dostawcy energii o 80% oraz na bieżąco zużywać wyprodukowaną energię. Powoduje to, że nasze opłaty mogą zmaleć nawet o 90%. Najczęściej inwestycje zwracają się sporo szybciej, niż trwa okres gwarancyjny dobrej jakości paneli i inwertera. Nasze urządzenia, z uwagi na wysoką jakość, posiadają gwarancję 10-letnią, a na liniową utratę mocy fotoogniw producent udziela aż 25 lat.

Aby w polskich warunkach pogodowych zapewnić uzysk energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych na poziomie 3000 kWh/rok, należy zamontować na dachu około 12 paneli zajmujących prawie 20 m2 powierzchni dachu. Analogicznie, zapewniając ciepłą wodę użytkową uzyskaną dzięki kolektorom słonecznym dla podobnej rodziny, należy zarezerwować tylko 6 m2 powierzchni dachu dla 3 kolektorów słonecznych. Ale pamiętajmy! Kolektor słoneczny podgrzewa wodę, a panel fotowoltaiczny produkuje prąd.

Jakie są relacje między gospodarstwem domowym produkującym własny prąd a zakładem energetycznym?

Są dwie możliwości, albo produkujemy prąd tylko na własne potrzeby, autonomicznie, bez ingerencji zakładu energetycznego – instalacja OFF-GRID, albo jesteśmy podpięci do istniejącej sieci energetycznej i współpracujemy z nią – typ instalacji ON-GRID. Obie mają swoje, zarówno wady, jak i zalety.

Instalacja autonomiczna OFF-GRID zapewni nam prąd w domu, nawet jeśli nie jesteśmy podłączeni do innego źródła energii elektrycznej (możemy mieć kilka instalacji, które nie są ze sobą połączone elektrycznie – off-grid). Niestety, instalacja tego typu wymaga zastosowania tzw. magazynów energii w postaci akumulatorów czy superkondensatorów do gromadzenia ewentualnych nadwyżek energii, które podwyższają koszt inwestycji nawet 2 razy, i które trzeba co kilka lat wymieniać. Nadwyżki zgromadzone w magazynach energii możemy wykorzystać np. nocą, gdy już nie ma produkcji na panelach. Jest to rozwiązanie droższe, ale mamy za to prąd nawet wtedy, gdy sąsiad go nie ma, bo wyłączyli.

W przypadku instalacji ON-GRID jesteśmy włączeni do sieci energetycznej. Ewentualne nadwyżki oddajemy do sieci, ale gdy już sami nie produkujemy prądu, to możemy skorzystać z prądu sieciowego. Rozliczenie wygląda następująco: mamy założone dwa liczniki energii elektrycznej i rozliczamy się z zakładem energetycznym na podstawie różnicy wskazań liczników. Oznacza to, że jeżeli wyprodukowaliśmy i oddaliśmy do sieci 1kWh energii, a pobraliśmy 3kWh, to zapłacimy za 2kWh. Niestety w przypadku instalacji on-grid, gdy wyłączą prąd w sieci, to my też nie będziemy go mieli. Nasza instalacja musi zostać wyłączona z pracy wraz z zanikiem napięcia w sieci energetycznej.