Instalacje fotowoltaiczne jako ekologiczne źródło energii

Budowa i działanie instalacji fotowoltaicznej

Fotowoltaika jest poważną dziedzina nauki i techniki, zajmującą się wytwarzaniem prądu elektrycznego z promieniowania słonecznego. W ostatnich latach znaczenie takich technologii wzrosło ze względów ekologicznych, ale również ekonomicznych. Instalacja PV wykorzystuje wszędzie dostępną i najbardziej czystą energię słoneczną. Systemy fotowoltaiczne pozwalają rezygnować z paliw kopalnych, których spalanie mocno zanieczyszcza środowisko, i który zasoby są na wyczerpaniu. Z drugiej zaś strony, własne źródło energii elektrycznej staje się coraz bardziej opłacalne finansowo.  

Pojedyncze ogniwa fotowoltaiczne są w stanie wygenerować prąd elektryczny o mocy 1-7 W. Z tego powodu ogniwa są łączone w moduły fotowoltaiczne. Wykorzystane są tutaj właściwości półprzewodnikowe płytek krzemowych. Dla ochrony przed wpływami atmosferycznymi moduły fotowoltaiczne są zabezpieczone warstwą tworzywa sztucznego, a od góry pokryte przejrzystym specjalnym szkłem.

Do zasilania urządzeń domowych potrzebny jest prąd zmienny o napięciu 230 V i częstotliwości 50 Hz. Ponieważ prąd stały wytwarzany przez ogniwa fotowoltaiczne nie nadaje się do bezpośredniego wykorzystania, budowane są cale zestawy fotowoltaiczne. Kompletne systemy do produkcji prądu składają się z typowych elementów:

  • panele fotowoltaiczne składające się ogniw fotowoltaicznych, przetwarzające energię słoneczną w elektryczną (fotowoltaika),
  • falownik, czyli inwerter, zmieniający prąd stały z paneli na prąd zmienny,
  • licznik dwukierunkowy – dokonuje pomiaru ilości energii elektrycznej, jaką wytworzyła instalacja PV, oraz energii pobranej z sieci energetycznej. Stanowi on podstawę do rozliczeń z zakładem energetycznym.
  • okablowanie – przewody elektryczne muszą mieć odpowiedni przekrój (większy niż przewody stosowane wewnątrz budynku).

Dwa systemy fotowoltaiczne – energia wytworzona w panelach

Nowelizacja ustawy o OZE z 2019 roku wprowadza szereg zmian, które czynią instalacje fotowoltaiczne jeszcze bardziej atrakcyjnymi. Prosument, czyli producent energii odnawialnej i konsument w jednym, może instalować zestawy fotowoltaiczne o mocy do 50 kW. Ustawa zakłada też wydłużenie cykli rozliczeniowych z zakładami energetycznymi. Na fotowoltaikę przewidziane są również specjalne dotacje. Szczególnie istotna dla właścicieli mikroinstalacji jest możliwość przekazywania i przechowywania nadwyżek wytworzonej energii w sieci energetycznej.

  1. Instalacja on-grid - Jest to instalacja PV podłączona do sieci. Zamiast kosztownych i kłopotliwych w eksploatacji akumulatorów, do przechowywania nadwyżek energii używa się ogólnej sieci energetycznej. Dwukierunkowy licznik sporządza bilans energii przekazanej do sieci i pobranej. Oczywiście zakłady energetyczne prowadzą działalność gospodarczą, a nie charytatywną i za usługę magazynowania energii elektrycznej pobierają 20% ilości tej energii. Oznacza to, że prosument wykorzystuje praktycznie tylko 80% energii ze swojej fotowoltaiki.
  2. Instalacja off-grid - Główną zaletą fotowoltaiki jest ogólna dostępność źródła energii i montaż paneli bez oglądania się na dostępność przyłącza do sieci elektroenergetycznej. Taka sytuacja może się zdarzyć na przykład podczas budowania domu na działce pozbawionej dostępu do sieci. Przynajmniej do czasu, aż przyłącze zostanie zrealizowane, możliwe jest zasilanie urządzeń elektrycznych w domu z instalacji fotowoltaicznej wyposażonej dodatkowo w regulator ładowania i akumulator. Prąd stały z akumulatora przepływa przez falownik i już w postaci prądu zmiennego dociera do odbiorników.

Montaż paneli jest możliwy wszędzie tam, gdzie będą wystawione na promieniowanie słoneczne. Bardzo korzystnym miejscem jest wystawiony na południe dach z połacią pod kątem 35°. Nie jest to jednak warunek konieczny; panele można instalować na wysięgnikach, dachach innych budynków albo na ogrodzeniach. Na etapie planowania należy uwzględnić ewentualne zacienienie paneli przez sąsiadujące budynki albo drzewa.   

Dlaczego warto inwestować w systemy fotowoltaiczne?

Koszt wykonania domowej instalacji fotowoltaicznej

Zawsze porównuj oferty!

Rynek odnawialnych źródeł energii jest bardzo zróżnicowany. Ceny paneli fotowoltaicznych i innych instalacji mogą się różnić nawet o kilka tysięcy złotych.

Dlatego przed wyborem warto porównać oferty z co najmniej kilku źródeł. Możesz je szybko zebrać korzystając z usługi Szukaj Wykonawcy. Wystarczy, że wypełnisz krótki formularz, a oferty same do Ciebie spłyną.

Wypełnij formularz!

Instalacja fotowoltaiczna zawsze uchodziła za kosztowną inwestycję. Tyle tylko, że od wielkości poniesionych kosztów ważniejsza jest ich opłacalność. W ostatnim okresie ceny energii elektrycznej zaczęły rosnąc i liczyć można raczej na dalszą ich podwyżkę, niż najmniejszy spadek. Jednocześnie, dzięki nowoczesnej technologii, wysokiej jakości panele fotowoltaiczne stały się dostępne po przystępnej cenie. Im wyższa będzie cena energii elektrycznej, tym bardziej opłacalna będzie inwestycja zapewniająca dostęp do darmowej energii.

Na opłacalność systemu fotowoltaicznego znaczący wpływ mają:

  • Ceny materiałów.
  • Koszty montażu instalacji.
  • Koszt falownika – o ile panele fotowoltaiczne działają ponad 25 lat, to inwerter ma okres pracy zwykle dwa razy krótszy.
  • Ceny energii elektrycznej w najbliższych latach.

Przybliżona cena instalacji fotowoltaicznej o mocy 3 kW

Zróbmy założenie, że do zasilania domowych odbiorników elektrycznych potrzebna jest moc 3 kW. Cena poszczególnych elementów instalacji będzie w przybliżeniu wynosiła:

  • Panele fotowoltaiczne – jeden panel o mocy 305 Wp kosztuje ok. 790 zł. Potrzeba 10 sztuk, więc koszt paneli wyniesie 7 900 zł.
  • Inwerter (falownik) dobrej jakości – zapewnia zamianę prądu stałego na zmienny o napięciu 230 V i częstotliwości 50 Hz – cena ok. 5000 zł.
  • Konstrukcja mocująca, przewody o specjalnym przekroju, montaż instalacji – w sumie kilka tysięcy złotych.

W sumie łączny koszt instalacji o mocy 3 kW można szacować na:

  • Najwyższa jakość paneli oraz falownika, co zapewnia wysoką efektywność i długi okres gwarancji – 21 500 zł.
  • Korzystne ceny, przy czym panele najwyższej jakości – 19 500 zł.
  • Najtańsze elementy o najkrótszej gwarancji i efektywności – 18 500 zł. 

Rzeczywista moc instalacji fotowoltaicznej

Podawana przez producentów ogniw fotowoltaicznych moc jest oparta na wyliczeniach teoretycznych. Nie uwzględnia niemożliwych do przewidzenia okresów zachmurzeń i niekorzystnej pogody. W planach należy również uwzględnić starty energii zachodzące w przewodach (ok. 3%) i w falowniku (3%-15%). Na efektywność paneli wpływa też ustawienie względem słońca, kąt nachylenia, stopień zacienienia.

Jeżeli założymy, że 1 kWp ogniw fotowoltaicznych jest w stanie wytworzyć ok. 800 kWh energii elektrycznej, to instalacja o mocy 3 kWp powinna wystarczyć na potrzeby czteroosobowej rodziny. Bierzemy pod uwagę użycie typowych odbiorników o przeciętnej mocy. Połączenie fotowoltaiki na przykład z pompą ciepła do ogrzewania domu, może wymagać zainstalowania dodatkowej mocy. Zaletą systemów fotowoltaicznych jest możliwość ich rozszerzania. 

Czy ten artykuł był dla Ciebie pomocny?
Oceń
Dla 94,8% czytelników artykuł okazał się być pomocny