Spośród wszystkich odnawialnych źródeł energii (OZE) to właśnie systemy fotowoltaiczne stają się w Polsce coraz popularniejsze. Nie ma się co dziwić - mieć własną domową minielektrownię to w pewnym stopniu uniezależnić się od dostaw energii z zewnątrz, a także zaoszczędzić na rachunkach. Gra jest więc warta świeczki. Zanim jednak podejmiesz decyzję o montażu na dachu swojego domu (lub na gruncie obok budynku) systemu fotowoltaicznego, zwanego inaczej systemem PV (panel fotowoltaiczny = panel PV) konieczne jest, abyś zdobył podstawowe informacje o tym, co wybierasz. Unikniesz w ten sposób błędów i niepotrzebnych kosztów do ich naprawiania.
Zapoznaj się z naszym przewodnikiem po najważniejszych pojęciach związanych z fotowoltaiką.
Na czym polega działanie paneli PV?
Ogniwa fotowoltaiczne, z których złożone są panele, zamieniają energię słoneczną w energię elektryczną. Liczba ogniw, połączonych ze sobą i zamontowanych w konstrukcji nośnej lub na ramie, nosi nazwę panelu/modułu fotowoltaicznego. Promienie słoneczne są pochłaniane przez krzem (półprzewodnik - z niego zbudowane są ogniwa) i wybijają elektrony ze swojej pozycji zmuszając je do ruchu. Po zastosowaniu odpowiednich złącz i urządzeń, tworzących obwód elektryczny, możliwe jest połączenie tego ruchu z przepływem elektronów w sieci elektrycznej.
Czy panele fotowoltaiczne działają jedynie w słoneczne dni?
Nie, to nie jest prawda. Obecnie produkowane panele działają od świtu do zmierzchu. W pochmurne dni wykorzystują promienie rozproszone, co sprawia, że mogą działać bez względu na pogodę, wyprodukują tylko mniej energii. W takiej sytucji pogodowej najlepiej radzą sobie panele cienkowarstwowe, a najgorzej – polikrystaliczne.
Z czego składa się system fotowoltaiczny?
Składa się on z modułów PV połączonych szeregowo lub równolegle, inwertera zwanego sercem systemu – urządzenia zamieniającego prąd stały w prąd zmienny (co umożliwia zasilanie urządzeń domowych pracujących na prąd zmienny), który ponadto monitoruje pracę systemu i odłącza go w razie awarii. W skład systemu wchodzą też elementy montażowe, jak rama, na której zamocowane są panele, urządzenia zabezpieczające pracę, okablowanie i inteligentny licznik energii.
Jakie są obecnie dostępne systemy, w których pracują panele PV?
W ofertach handlowych znajdziesz dwa systemy. Pierwszy to system off-grid, czyli układ zamknięty, z akumulatorami, w którym energia jest przekazywana do akumulatora bądź bezpośrednio do urządzeń elektrycznych. Drugi to system on-grid, czyli otwarty, bez akumulatorów, w którym nadwyżka wyprodukowanej przez panele energii odprowadzana jest do sieci elektroenergetycznej operatora publicznego.
Jakie są najważniejsze parametry, przy pomocy których opisywane są panele fotowoltaiczne?
Do parametrów, których znaczenie powinieneś znać, należą:
• Moc szczytowa (albo maksymalna) - określana symbolem Wp. Parametr mówi o maksymalnej mocy uzyskanej przez ogniwa fotowoltaiczne w optymalnych warunkach pogodowych. Standard, uzyskany w warunkach laboratoryjnych (umożliwiający porówanie różnych paneli), to natężenie promieniowania słonecznego równe 1000 W/m2, temperatura 25°C i prędkość wiatru 1,5 m/s.
• Maksymalne napięcie systemu – to wartość maksymalnego napięcia, w którym mogą pracować panele słoneczne, waha się ono pomiędzy 600 a 1.000 V.
• Maksymalne napięcie mocy - to napięcie uzyskiwane przy pracy z mocą maksymalną.
• Współczynnik wypełnienia - oznaczający stosunek rzeczywistej energii uzyskanej z ogniw do ich mocy pozyskanej przy maksymalnym natężeniu i napięciu, nie powinien być niższy niż 70 proc.
• Temperatura pracy – bardzo ważny parametr, gdyż trzeba pamiętać, iż panele PV pracują w zmiennych warunkach pogodowych, dlatego tutaj zakres wartości powinien być jak najszerszy – od 45 st. C do 90 st. C.
• Waga – szczególnie ważne przy instalacjach dachowych, gdzie trzeba brać pod uwagę obciążenie konstrukcji. Pojedynczy panel o standardowych rozmiarach waży do 30 kg. Minimalna nośność dachu, na którym instalowane będą moduły, powinna wynosi około 250 kg/m2, zakładając średnie obciążenie modułami 20 kg/m2. Instalacje o mocy powyżej 10 kW instalowane są zwykle na gruncie z pomocą konstrukcji wsporczych.
• Wymiary – typowy moduł ma wymiary 30 x 45 cm, ale w handlu można spotkać modele o wiele większe i o wiele mniejsze od standardowych.
Jak zorientować się, ile potrzebujesz powierzchni, żeby zamontować system o oczekiwanej mocy?
Na każdy kilowat mocy instalacji fotowoltaicznej należy przyjąć około 6,5 m2 powierzchni dachu o optymalnym nachyleniu (30-35 stopni) lub około 10 – 15 m2 powierzchni dachu płaskiego lub gruntu.
W jakim kierunku/stronie świata powinien być zwrócony system PV?
Dla polskich szerokości geograficznych powinna to być orientacja południowa. Odchylenie od kierunku południowego na wschód lub zachód rzędu 45 stopni zmniejszy wydajność o około 5 proc.
Jak szybko moduły fotowoltraiczne się starzeją, czyli tracą swoją moc?
Po 10 latach użytkowania panele PV tracą około 10 proc. swojej mocy nominalnej, natomiast trwałość instalacji powinna być przewidziana na 20 lat.
Czy można obliczyć, jakie będą koszty produkcji energii z systemu fotowoltaicznego?
Oczywiście można, jest na to kilka metod. Opierając się na zaleceniach Instytutu Energetyki Odnawialnej (wiodącego w kraju, jeśli chodzi o poziom wiedzy o OZE), warto przeprowadzić analizę metodą rozłożonego kosztu produkcji energii LCOE (ang. levelised cost of energy), co pozwala określić koszt produkcji energii elektrycznej wynikający z rzeczywistych nakładów poniesionych na inwestycję OZE (w tym przypadku – system PV) oraz kosztów eksploatacji podczas całego okresu użytkowania urządzeń.
Wzór na obliczenie tych kosztów to:
Źródło: gospodarzzenergia.pl
Co ma wpływ na LCOE w przypadku fotowoltaiki?
Na wartość tego wskaźnika wpływ mają:
• lokalizacja systemu PV względem stron świata (optymalne nasłonecznienie)
• jakość techniczna instalacji
• jakość sieci do odbioru energii
• żywotność paneli PV (niektórzy producenci gwarantują niezawodność pracy przez 20 lat), a więc ich wysoka jakość.
W znikomym stopniu wpływ na ten wskaźnik mają koszty eksploatacji systemu, gdyż jest on praktycznie bezobsługowy.
Przymierzam się do budowy domu i chciałbym zainstalować na jego dachu system fotowoltaiczny – na co powinienem zwrócić uwagę?
Pytanie jest arcyważne, bo przed fotowoltaiką, której ceny gwałtownie spadają (o tym niżej) rysuje się naprawdę dobra przyszłość. Jeśli więc wkrótce będziesz budował swój nowy dom i chciałbyś zainstalować w nim własną minielektrownię, to powinieneś już na etapie projektowania wziąć pod uwagę następujące parametry:
• orientacja budynku względem stron świata
• kąt nachylenia połaci dachowej
• zacienienie połaci przez elementy budynku, sąsiednie zabudowania, lokalną infrastrukturę i drzewa – strefy cienia mogą mieć bardzo negatywny wpływ na pracę całej instalacji. Zacienienie nawet fragmentu jednego modułu fotowoltaicznego wpływa na pracę całego szeregu paneli, obniżając tym samym uzyski z instalacji, od 2 do 5 proc. Dodatkowo regularnie pojawiające się zacienienie może prowadzić do szybszej degradacji modułów.
• elementy ograniczające przestrzeń pod wykonanie instalacji dachowej – im bardziej skomplikowana konstrukcja dachu (liczne załamania połaci, okna dachowe, anteny, kominy, odpowietrzenia, kukawki, bawole oka itp.), tym trudniejsze będzie zbudowanie efektywnie pracującej elektrowni fotowoltaicznej (strefy cienia).
• podłączenie instalacji – warto przewidzieć zawczasu, gdzie znajdą się przejścia kabli i podłączenia oraz inwerter (najlepiej umieścić go w pomieszczeniu gospodarczym), ażeby uniknąć w przyszłości ingerencji w szczelność dachu.
Jaka jest cena modułów fotowoltaicznych?
Na to pytanie, wbrew pozorom, odpowiedzieć najtrudniej z uwagi na to, że ceny paneli PV systematycznie spadają. Jeśli jakaś cena aktualna jest dzisiaj, to za pół roku może być zupełnie inna. Dlatego wszystkie wyliczenia, które podajemy niżej, należy traktować tylko orientacyjnie.
Średnie ceny paneli fotowoltaicznych (ceny brutto, zawierają koszt zakupu oraz montażu instalacji dachowej na budynku mieszkalnym, 8 proc. VAT), dane z grudnia 2015 r., na podstawie analizy oferty 25 instalatorów w Polsce, z uwzględnieniem jakości komponentów:
Ceny zestawów fotowoltaicznych w zależności od jakości i rozmiaru instalacji:
• 3 kW - 18.602zł - 22.900zł
• 5 kW - 24.054zł - 35.704zł
• 10 kW - 51.600zł - 68.220zł
Ceny zestawów modułów PV w zależności od jakości:
• znakomite - charakteryzują się najwyższą jakością inwertera i paneli fotowoltaicznych, mają najdłuższy czas gwarancji oraz najwyższą efektywność.
1. 3kW – 21.438zł
2. 5kW – 34.027zł
3. 10kW – 58.731zł
• korzystne - zawierają przynajmniej jeden komponent (panele fotowoltaiczne lub inwerter) z wyższej półki.
1. 3kW – 19.405zł
2. 5kW – 30.570zł
3. 10kW - 56.041zł
• najtańsze - zbudowane są z niskiej jakości komponentów, charakteryzują się najniższą efektywnością oraz gwarancją.
1. 3kW – 18.551zł
2. 5kW – 28.730zł
3. 10kW – 55.200zł
Ewa Grochowska
FOTO: energiapolska.pl
Źródła:
Treści zawarte w publikacji nie stanowią oficjalnego stanowiska organów Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach
 |
Autor artykułu:
Planergia |
Planergia to zespół doświadczonych konsultantów i analityków posiadających duże doświadczenie w pozyskiwaniu finansowania ze środków pomocowych UE oraz opracowywaniu dokumentów strategicznych. Kilkaset projektów o wartości ponad 1,5 mld zł to nasza wizytówka.
Planergia to także dopracowane eko-kampanie, akcje edukacyjne i informacyjne, które planujemy, organizujemy, realizujemy i skutecznie promujemy.
