Instalacja fotowoltaiczna w domu - koszty, zyski, dofinansowanie

fot.: Lindab SolarRoof™ - ekologiczny dach wytwarzający energię elektryczną za pomocą zintegrowanych paneli fotowoltaicznych

Standardowe warunki - porównywanie sprawności modułów fotowoltaicznych

Standardowe warunki (z ang. STC - standard test conditions) to ogólnie przyjęte normy pracy paneli, które pozwalają porównywać różne ich modele oraz parametry. Za STC uważa się promieniowanie słoneczne o mocy 1000 W/m², temperatura 25°C i prędkość wiatru 1,5 m/s. Jako powszechnie wiadomo moc paneli słonecznych warunkuje pogoda oraz typ instalacji, dlatego często parametry podawane przez producentów są trudne do odtworzenia w rzeczywistości, a te same panele będą się różnie sprawdzać w różnych instalacjach.

fot.: Solsum - STC stosuje się do porównywanie sprawności modułów niezależnie od producenta i rodzaju stosowanej technologii

Wybór instalacji solarnej najczęściej zaczynamy od paneli fotowoltaicznych. Sprawdzamy producentów, czytamy opinie i fora. Na co zwrócić uwagę? Otóż na początek trochę teorii. Każdy panel składa się z ogniw. Pojedyncze ogniowo 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. Takie moduły odpowiednio oprawione (powłoka antyrefleksyjna, szyba hartowana, aluminiowa rama) tworzą docelowy panel. Jednak ogniwa mogą być różne. Zasadniczo wyróżnia się ogniwa polikrystaliczne i monokrystaliczne.

Ogniwa polikrystaliczne - zbudowane z krzemu polikrystalicznego mają jasnoniebieską barwe, a każde ogniwo to prostokąt. Ich technologia produkcji jest mniej skomplikowana, dzięki czemu są tańsze i bardziej rozpowszechnione niż te monokrystaliczne, których nawet nazwa wskazuje na bardziej złożoną strukturę. 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, którą docenia się zwłaszcza w miejscach o ograniczonej dostępności i trudnościach w montażu.

System dobiera się do wysokości rachunków za prąd

Nie wielkość domu czy ilość mieszkańców, a wysokość rachunków za prąd jest podstawowym kryterium pozwalającym oszacować prawidłową wielkość instalacji fotowoltaicznej. Precyzyjnie dobrana instalacja? Najważniejszym jej parametrem jest moc określana skrótem kW, która zależy właśnie od tendencji zużycia prądu w danym gospodarstwie w skali roku.

fot.: De Dietrich - w naszym kraju Słońce najintensywniej operuje w godzinach 9-15 a jego promieniowanie bezpośrednie wówczas osiąga wartość rzędu 600-800 W/m²

System jest bezobsługowy i bezawaryjny

Prąd produkuje się sam. Może być zużywany w czasie rzeczywistym w gospodarstwie lub przekazywany na zasadzie odsprzedaży do sieci. Wszystko dzieje się automatycznie, bez naszej ingerencji i zaangażowania. Do tego ryzyko awarii właściwie nie istnieje. Żywotność takiego systemu szacowana jest na 25 lat i w całym tym okresie zazwyczaj obowiązuje gwarancja producenta.

fot.: De Dietrich - na żywotność instalacji wpływa wiele czynników, m.in. rodzaj samych ogniw, sposób montażu oraz jakość inwertera

Roczny uzysk energii zależy od pogody, głównie zachmurzenia

Podawane przez producentów parametry nie zawsze są realne do osiągnięcia. Oprócz położenia geograficznego pozwalającego oszacować tak zwany roczny uzysk energii z 1 m² typowego modułu fotowoltaicznego, na jego pracę wpływa także pogoda w skali roku. Tego czynnika nie uwzględniają żadne badania, bo pogody nie da się przewidzieć.

Praca paneli fotowoltaicznych jest całoroczna, ale w okresie zimowym należy być przygotowanym na mniejszą produkcję energii. Warto również pamiętać o tym, że prąd jest wytwarzany w zależności od nasłonecznienia, a nie temperatury, czyli przy słonecznym mroźnym dniu uzysk energii może być proównywanlny nawet do tego w półroczu ciepłym. Zobacz więcej >> Fotowoltaika w okresie zimowym

fot.: Hewalex

Domowa instalacja fotowoltaiczna - dobór, wycena, montaż

Niska temperatura i słoneczna pogoda = największa sprawność paneli

Klimat Polski zapewnia optymalne warunki do produkcji energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej. Średnio w Polsce z 1 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej uzyskujemy 1000 KWh energii elektrycznej. Dzięki temu, instalacja jest w stanie pokryć koszty prądu na poziomie 94% – zostają nam wówczas opłaty stałe w wysokosci ok. 10 zł/mc.

Uzysk instalacji zależy od ekspozycji dachu

To, ile energii będzie produkować nasza instalacja w dużej mierze uwarunkowane jest położeniem budynku, rodzajem dachu oraz jego ekspozycją. Nie mniej ważne jest sąsiedztwo, od którego zależy stopień i rodzaj zacienienia. Nachylenie dachu wpływa również na koszt instalacji. Przyjmuje się:

• Płaski: 0 - 5 stopni
• Prawie płaski: 5-25 stopni
• Normalnie nachylony: 25 - 35 stopni
• Bardzo nachylony: powyżej 35 stopni

• Północ - 0°
• Wschód - 90°
• Południe - 180°
• Zachód - 270°

Prąd dzięki Słońcu

Fotowoltaika to proces wykorzystujący panele (ogniwa) fotowoltaiczne do zamiany energii słonecznej w energię elektryczną. Jakoże energia słoneczna (promieniowanie Słońca) jest ogólnie dostępna i korzystanie z niej nie podlega żadnym opłatom, to można mówić, że prąd uzyskany tą drogą jest darmowy. I jest to prawda, z tym że warto pamiętać, że potrzebujemy do tego celu urządzeń, które trzeba kupić.

fot.: Hewalex - moduły fotowoltaiczne przetwarzają promieniowanie słoneczne na energię elektryczną prądu stałego (DC), który łatwo można magazynować w akumulatorach, jednak w domu najczęściej używany jest prąd przemienny (AC). Aby doszło do przemiany DC w AC potrzeba falownika (ang. inverter), który wejściowy prąd stały zamieni na wyjściowy prąd przemienny.

Przy rozliczeniu pracy instalacji fotowoltaiucznej z zakładem energetycznym służy licznik dwukierunkowy, który zlicza ilość wysłanej i pobranej energii.

WAŻNE - Instalacja on-gird czy off-gird

To, czy instalacja będzie podłączona do sieci (z ang. on-gird), czy będzie autonomiczna, czyli bez udziału publicznej sieci elektroenergetycznej (z ang. off-gird), zależy od naszej decyzji, którą musimy podjąć zanim zaczniemy załatwiać wszelkie formalności. Zawsze jednak podstawą produkowania prądu przemiennego (taki wykorzystywany jest w domach) konieczny jest falownik. W zależności od koncepcji wykorzystania i magazynowania energii elektrycznej możemy wybrać falownik wyspowy, sieciowy lub hybrydowy:
 

• Falownik hybrydowy daje nam pełną niezależność od dostawcy energii. W sytuacji, gdy następuje przerwa w dostawie prądu, tylko instalacja wyposażona w falownik hybrydowy jest w stanie funkcjonować dalej samodzielnie.
• Najpopularniejsze są jednak inwertery sieciowe, które na swój koszt montuje zakład energetyczny. Wbudowany licznik dwukierunkowy umożliwia rozliczenie energii pobranej i oddanej do sieci.
• W instalacji z systemem wyspowym energia produkowana przez nas nie może być oddawana do sieci. Musimy ją zużyć w czasie rzeczywistym lub dodatkowo zapewnić systm magazynowania w akumulatorach. Możemy natomiast czerpać prąd sieciowy, gdy nasza produkcja nie pokrywa zapotrzebowania.

fot.: Solsum - baterie litowo-jonowe do magazynowania energii wytworzonej w domowej instalacji fotowoltaicznej, które zapewnią energię elektryczną w przypadku awarii sieci publicznej i zwiększy autokonsumpcję energii

Instalacja fotowoltaiczna - schemat, budowa

Instalacja fotowoltaiczna to zespół urządzeń przeznaczonych do uzyskiwania energii słonecznej (panele fotowoltaiczne), odborników i przekaźników tej energii, którą trzeba również dostosować do wymagań domowej sieci elektrycznej (inwerter) oraz układ kabli, przewodów i elementów sterujących odpowiedzialnych za pracę całego systemu.

fot.: Schemat instalacji fotowoltaicznej w domu jednorodzinnym z podłączeniem do sieci energetycznej

Przeczytaj koniecznie >> Montaż paneli fotowoltaicznych

Energetyka solarna - elektrownia słoneczna w domu

Odpowiednio dobrana i wykonana instalacja może nam przynieść podwójną korzyść w postaci znacznego zmniejszenia poboru prądu z sieci, czyli również mniejszych rachunków oraz dać szansę na odsprzedaż nadwyżek.
 

• Instalacja fotowoltaiczna - procedura przyłączenia do sieci energetycznej
  
  

Wszelkie mikroinstalacje przystosowane do wytwarzania energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii mogą być podłączone do sieci energetycznej. Przepisy dają także możliwość odsprzedaży nadwyżki wytworzonej przez siebie energii. Warunki sprzedaży niewykorzystanej energii określają przepisy prawa - ustawa z dnia 20 lutego 2015 roku o odnawialnych źródłach energii (tekst jednolity Dz. U. 2017.1148).

Sprawdź także >> Zasady rozliczeń mikroinstalacji wg ustawy OZE

Odpowiednim uzupełnieniem instalacji fotowoltaicznej jest magazyn energii. To urządzenie, które gwarantuje długą żywotność instalacji i pozwala na efektywne i wielopoziomowe zarządzanie wyprodukowaną energią. Magazyn uruchamia się jednym przyciskiem i jest prosty w obsłudze. Odpowiednia kompaktowa budowa sprawia, że urzązenie jest łatwe do zawieszenia na ścianie i wygodne w instalacji

• Systemy do zarządzania energią fotowoltaiczną
  
  

Instalacja o prawidłowo dobranej mocy powinna posiadać system on-grid pozwalający na sprzedawania nadwyżek energi. Pomoże to znacznie podnieść współczynnik wykorzystania energii, nawet do 80%, co przy instalacji bez akumulowania energii jest niemożliwe bo sięga zaledwie 30%.

fot.: Hewalex - system Opti Ener pozwala na kontrolę ilości oddawanej do sieci energii oraz jej zużycie na potrzeby domu

• Co to jest i jak działa Netmetering

Korzystanie z systemu fotowoltaicznego najbardziej opłaca się w momencie, gdy wyprodukowany prąd od razu jest zużywany, ale to fikcja - nigdy się tak nie dzieje. Dlatego stworzono system odbioru energii z naszej sieci, zwany systemem opustów, czyli netmetering.

Netmetering to opomiarowanie netto. Jest to usługa rozliczenia na podstawie różnicy pomiędzy ilością energii pobranej z sieci, a energią wyprodukowaną z własnej instalacji fotowoltaicznej - od ilości energii wyprodukowanej we własnej instalacji odejmuje się ilość energii zakupionej z sieci.

• Ochrona instalacji przed przepięciem w wyniku uderzenia pioruna - w tego typu instalacji sprawdzą się ograniczniki typu II zapewniające ochronę przed przepięciami atmosferycznymi indukowanymi, łączeniowymi.

fot.: Noark - podstawa bezpiecznikowa Ex9FP do zabezpieczenia instalacji szeregowo połączonych paneli (stringów) w aplikacjach fotowoltaicznych przed przeciążeniem oraz przed skutkami zwarcia

Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej dla domu

Przy projektowaniu instalacji fotowoltaicznej do domu jednorodzinnego należy kierować się zasadą, że rzadko większość urządzeń pochłaniających najwięcej prądu działa jednocześnie. Dlatego wymiarowanie instalacji należy przeprowadzić rozsądnie. Tak by jej zakup nie był zbyt drogi, a zabudowa nie zajmowała ogromnych połaci.

Dobór mocy systemu fotowoltaicznego zależy od rocznego zużycia prądu przez gospodarstwo domowe. W warunkach naszego położenia geograficznego przyjmuje się, że z 1 kW mocy zainstalowanej instalacji jesteśmy w stanie uzyskać od 950 kWh do 1050 kWh energii elektrycznej na rok. Zakładając, że statystyczna rodzina Kowalskich zużywa ok. 3 000 kWh rocznie można uznać, że optymalna wielkość instalacji fotowoltaicznej to 3 do 5 kW zainstalowanej mocy.

Zakładając, że zdecydujemy się na instalację 3 kW w postaci 10 paneli o mocy 300 W a każdy z nich ma wymiar 1x1,7 m to na dachu potrzebna będzie nam powierzchnia ok. 18 m².

Sprawdź szczegóły >> Jak obliczyć wielkość instalacji fotowoltaicznej

Układ fotowoltaiczny - koszt inwestycyjny

Na koszty związane z instalacją fotowoltaiczną składają się:

• przygotowanie projektu instalacji - to od tego powinniśmy zacząć, trzeba jednka pamiętać, że to pierwszy i najmniejszy koszt w procesie realizacji tego typu instalacji
• kupno fotoogniw - to najdroższy element instalacji, jego wartość zależy od wielkości systemu, producenta oraz technologii w jakiej wyprodukowano dane panele
• zakup systemu montażowego i osprzętu elektrycznego - najwięcej kosztuje inwerter odpowiedzialny za dostosowanie parametrów prądu do domowej instalacji elektrycznej, tańsze są konstrukcje mocujące oraz przewody
• montaż - usługa instalacji całego systemu pochłonie kolejną część budżetu
   

Przeciętna instalacja fotowoltaiczna o mocy szczytowej 5 kW to wydatek ok. 30 tys zł. w przeliczeniu na 1 kW wychodzi zatem 6 tys zł. Jednak w praktyce zmniejszając moc instalacja rośnie koszt 1 kW (np. 3 kW kosztuje ok. 21 tys). Trzeba jednak pamiętać, że choć koszt jednostkowy (na kilowat mocy) jest mniejszy, to montaż paneli o większej mocy jest nieopłacalny. Duże nadwyżki wydłużają czas zwrotu nakładów, bo energia sprzedawana jest do zakładu energetycznego po mniejszej cenie niż kupowana. Taniej wychodzą również instalacje montowane na dachu (koszt jedynie łączników i haków montażowych) niż na osobnych konstrukcjach (muszą spełniać wymagania co do stabilności, wysokości itp.).
 

Zachęcamy do analizy oferty rynkowej paneli fotowoltaicznych >> Panele fotowoltaiczne - zestawienie oferty producentów

Na przestrzeni 25 lat użytkowania szacuje się, że panele fotowoltaiczne osiągają sprawność od 95% w okresie zaraz po montażu do ok. 80% na koniec okresu gwarancyjnego (najczęściej jest to 25 lat)

• Na czym można zaoszczędzić?
  
  

Monując jakąkolwiek instalację w domu zawsze pamiętajmy, że oszczędności można szukać jedynie na technologii, a nie jakości komponentów. W przypadku fotowoltaiki znaczne obniżenie kosztów montażu może przynieść nam wybór paneli zintegrowanych z dachem. Firma Solsum oferuje rozwiązanie z serii BIPV, które są w stanie zastąpić pokrycie dachowe domu. Dzięki temu możemy zaoszczędzić na kupnie elementów dekarskich.

fot.: Solsum - systemy fotowoltaiczne zintegrowane z budynkiem (BIPV)

Droga energia - szybszy zwrot inwestycji

Jednego można być pewnym - ceny energii elektrycznej będą rosły. A to sprawi, że zwrot inwestycji w kolektory fotowoltaiczne będzie coraz szybszy. Nawet przy założeniu, że nigdy nie będziemy w stanie wykorzystać 100% energii, którą wytworzy nasza instalacja.

Jak obliczyć czas zwrotu inwestycji - jak zawsze w takich przypadkach należy posłużyć się wzorcem (każda instalacja będzie sie różnić od tego przykładu):
 

• 1 kWh energii to 0,6 zł
• instalacja fotowoltaiczna o mocy 4 kW daje prąd o wartości 2200 zł rocznie
• instalacja 4 kW kosztuje inwestora 30 tys zł
• przy takiej cenie na zwrot inwestycji trzeba czekać prawie 14 lat (przy założeniu wzrostu cen za energię elektreyczną okres ten będzie się skracał)

Im więcej energii elektrycznej konsumuje gospodarstwo domowe, tym szybciej zwróci się inwestycja w panele fotowoltaiczne!

Uzyskana energia z paneli fotowoltaicznych może być wykorzystana do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego: lodówka, pralka, zmywarka. Można też zdecydować się na elektryczny pojemnościowy podgrzewacz wody, który zapewni dostęp do ciepłej wody w domu oraz system grzewczy z kotłem elektrycznym. Darmowa energia może jednak zostać zużyta w ciągu dnia, gdy natężenie promieniowania słonecznego jest największe.

fot.: Kospel - przeznaczenie darmowej energii ze słońca na ogrzewanie wody i domu możliwe jest dzięki  >> kotłom elektrycznym

Zarobić na fotowoltaice - dotacje, odliczenia od podatku, ulga termomodernizacyjna

Koszty instalacji fotowoltaicznej dla sporej grupy inwestorów mogą być zaporą. Do tego dochodzi okres zwrotu inwestycji liczony w latach.... Jak zatem można zarobić na tej inwestycji? Znaczną pomocą mogą okazać się tu dopłaty do inwestycji w odnawialne źródła energii. Współfinansowanie instalacji to szybszy zwrot nakładu oraz możliwość odsprzedaży energii z zyskiem. 

Starając się o taką pomoc warto odwiedzić strony internetowe lokalnych oddziałów WFOŚiGW, które często oferują najbardziej korzystne warunki dofinansowania. Preferencyjne kredyty na panele słoneczne można też zaciągnąć w Banku Ochrony Środowiska (warunki z podziałem na poszczególne województwa). Raty kredytu spłacane są zyskami z instalacji fotowoltaicznej.

Montując panele fotowoltaiczne, przeprowadzamy termomodernizację budynku, a to oznacza możliwość skorzystania z ulgi od podatku dochodowego, która przysługuje od 1 stycznia 2019 roku. W zakres ulgi wchodzi koszt paneli fotowoltaicznych wraz z osprzętem oraz montażem instalacji (do 53 000 zł). Dokładne wyjaśnienie terminu „przedsięwzięcie termoizolacyjne” znajduje się w art. 2 pkt 2 Ustawy z 21 listopada 2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów. Dzięki uldze, instalacja staje się o ok. 20% tańsza. Rolnicy mogą odliczyć koszt instalacji od podatku rolnego. Ulga łączy się z dofinansowaniem typu „Czyste powietrze” i „Mój prąd” - z tym, że odliczana jest od kosztów ponoszonych z własnej kieszeni, a nie od kosztów całej instalacji.

Korzyści z systemu fotowoltaicznego mogą być znacznie szersze - najlepszym tego przykładem są domowe stacje ładowania samochodów. Nie ma co ukrywać, że pojazdy elektryczne są koniecznością rynku motoryzacyjnego i warto inwestować w te technologie, zwłaszcza w połączeniu z instalacją fotowoltaiczną.

fot.: 4 ECO

Fotowoltaikę można zainstalować z dofinansowaniem w ramach rządowego progrmu "Czyste powietrze" oraz "Mój Prąd".