Fotowoltaika – wszystko, co warto wiedzieć o instalacji fotowoltaicznej

Zanieczyszczenia powietrza w Polsce występują na coraz większym obszarze. Powodowane są przez przedsiębiorstwa, wzmożony ruch samochodowy, ale przede wszystkim przez domowe kotłownie, w których dominują przestarzałe piece, gdzie spalany jest niskiej jakości węgiel oraz śmieci. Dlatego też, szczególnie w okresie jesienno-zimowym, jakość powietrza w naszym kraju pozostawia wiele do życzenia. Występuje niska emisja, która zagraża naszemu życiu i zdrowiu. Pyły przedostają się do naszych płuc i krwiobiegu, przyczyniając się do powstawania chorób ze strony układu oddechowego, rozrodczego, a nawet dolegliwości neurologicznych.Jak do zmniejszenia poziomu zanieczyszczeń powietrza ma się fotowoltaika? Zacznijmy od tego, że instalacja podczas swojej pracy nie generuje szkodliwych substancji do atmosfery, co już na tym etapie sprawia, że jest ekologicznym rozwiązaniem. Ponadto magazynowanie wytworzonych przez inwestora nadwyżek prądu odbywa się na zasadzie opustów, gdzie 20-30% każdej przesłanej 1 kWh, pozostaje do dyspozycji sieci. Dzięki temu zakład energetyczny zużywa mniej węgla do produkcji takiej ilości prądu, która zaspokoi potrzeby energetyczne społeczeństwa, co z kolei wpływa na zmniejszenie zanieczyszczeń powietrza, powstających w wyniku spalania tego surowca.Na co dzień nie zastanawiamy się skąd bierze się energia elektryczna w naszych domach, dlatego też trudno jest nam powiązać ją ze stanem jakości powietrza. Jednak wykorzystywanie do produkcji prądu nieodnawialnych źródeł energii, takich jak węgiel, prowadzi do podniesienia cen, ponieważ z czasem surowca tego jest coraz mniej, co z kolei bezpośrednio wpływa na wzrost kosztów jego pozyskania.Zestawmy teraz węgiel, którego zasoby się kurczą, co znajdzie odzwierciedlenie w zapowiadanych podwyżkach cen energii elektrycznej, z darmową energią słoneczną, do której dostęp ma każdy z nas przez cały rok, a która należy do odnawialnych źródeł energii. Co jest korzystniejszym rozwiązaniem?

Najważniejsze informacje na temat fotowoltaiki

Skuteczność fotowoltaiki w naszym kraju jest bardzo często podważana, ponieważ wiele osób uważa, że skoro w Polsce nie panuje subtropikalny klimat to nasłonecznienie na pewno jest zbyt małe, by instalacja ta mogła poprawnie pracować. Oczywiście stwierdzenie to nie jest prawdą. Najlepszym dowodem jest fakt, że instalacje fotowoltaiczne u naszych zachodnich sąsiadów cieszą się rosnącą popularnością, a panują tam takie same warunki pogodowe, jak u nas. Trzeba brać pod uwagę to, że w dobie wszechobecnego dostępu do Internetu każdy może swobodnie wypowiadać się nawet na tematy, o których nie ma zielonego pojęcia. Również stąd biorą się zróżnicowane opinie na temat fotowoltaiki. Dlatego w tej kwestii warto zaufać specjalistom.O opłacalności fotowoltaiki decyduje przede wszystkim moc instalacji. Jeżeli została ona odpowiednio dobrana i ilość wyprodukowanego prądu jest wystarczająca do pokrycia zapotrzebowania energetycznego gospodarstwa domowego, wówczas możemy mieć pewność, że zainwestowane w zakup i montaż systemu pieniądze, stosunkowo szybko nam się zwrócą pod postacią niższych rachunków za prąd.Fotowoltaika czerpie energię słoneczną i przetwarza ją na energię elektryczną. Pozyskiwany w ten sposób prąd jest całkowicie darmowy dla inwestora. Musi on jedynie pokryć koszty związane z zakupem i montażem instalacji fotowoltaicznej. Końcowa cena inwestycji zależy przede wszystkim od mocy systemu, która z kolei związana jest z ilością paneli. Im jest ich więcej tym większa moc instalacji.Na cenę fotowoltaiki ma wpływ również miejsce montażu i jego skomplikowanie. Jeżeli odbywa się on standardowo i panele mogą zostać umieszczone na południowym dachu pod kątem około 35 stopni, cena montażu nie powinna być wygórowana. Natomiast jeśli jest on trudniejszy lub bardziej oddalony od budynku, który będzie zaopatrywany w prąd, należy liczyć się ze zwiększonymi kosztami, spowodowanymi, na przykład, większą ilością potrzebnych kabli czy mocowań, a także większym nakładem pracy.Wytworzony przy pomocy fotowoltaiki prąd jest prądem stałym, dlatego nie nadaje się bezpośrednio do użytku. W związku z tym trafia on do inwertera, gdzie zostaje przekształcony w prąd zmienny, który może już zasilić urządzenia znajdujące się w gospodarstwie domowym.Latem, kiedy zapotrzebowanie na energię elektryczną jest mniejsze, a nasłonecznienie intensywne i długotrwałe, powstają nadwyżki prądu. Zostają one odesłane do sieci i tam zmagazynowane. Inwestor może je odebrać w dowolnym momencie większego zapotrzebowania na energię, który zazwyczaj występuje zimą. Wszystko to zostało objęte odpowiednimi przepisany prawnymi, dzięki którym zakład energetyczny nie możne odmówić inwestorom przyjęcia wytworzonej przez fotowoltaikę energii. Odbywa się to na zasadzie opustów. Za każdą zmagazynowaną 1 kWh, inwestor może odebrać 0,8 kWh, pod warunkiem, że moc jego instalacji nie przekracza 10 kW. Jeżeli jest ona większa, za każdą odesłaną do sieci 1 kWh, przysługuje mu 0,7kWh. Jest to jedyna „opłata”, jaką ponosi inwestor za przesył i magazynowanie prądu.Panele fotowoltaiczne są często mylone z kolektorami słonecznymi. Nic w tym dziwnego, obie instalacje wyglądają bardzo podobnie, a ich działanie oparte jest na wykorzystaniu energii słonecznej. Na tym jednak podobieństwa się kończą. Fotowoltaika wytwarza prąd, natomiast kolektory służą do podgrzania wody użytkowej. I o ile nadwyżki energii można zmagazynować, tak zbyt duża ilość gorącej wody, która na dodatek występuje latem, a nie zimą, okazuje się kłopotliwa. W chłodniejszych porach roku, kiedy nasłonecznienie jest mniejsze, zarówno ilość wyprodukowanego prądu, jak i ciepła, jest mniejsza. Energia zostaje wykorzystana na bieżąco, a jej braki są uzupełniane przy pomocy zgromadzonych latem nadwyżek. Kolektory słoneczne nie są jednak w stanie wystarczająco podgrzać wody użytkowej, dlatego konieczny jest montaż dodatkowego podgrzewacza. Mimo to instalacja ta generuje oszczędności, ponieważ zużywana jest mniejsza ilość energii do podniesienia temperatury wody do pożądanej.Fotowoltaika jest bardziej uniwersalną instalacją – wyprodukowany w ten sposób prąd może zostać spożytkowany w dowolny sposób – do zasilenia kotła elektrycznego, rekuperacji czy innych sprzętów znajdujących się w gospodarstwie domowym.

Dobór mocy fotowoltaiki

Moc fotowoltaiki dobiera się na podstawie dotychczasowego zużycia energii elektrycznej w gospodarstwie domowym. W oparciu o rachunki, specjaliści pomagają wybrać najbardziej optymalną moc instalacji, która zaspokoi zapotrzebowanie energetyczne mieszkańców, ale także określą orientacyjny czas zwrotu z inwestycji. Zazwyczaj następuje on po 6-8 latach od chwili uruchomienia instalacji. Sporo zależy jednak od sposobu finansowania przedsięwzięcia oraz zapowiadanych podwyżek cen energii, które mogą wpłynąć na skrócenie tego okresu.Instalacja fotowoltaiczna jest bardzo wygodnym rozwiązaniem, ponieważ nie wymaga ingerencji użytkowników. Jest też bezawaryjna, co zawdzięcza swojej prostej budowie, dzięki czemu chroni inwestorów przed dodatkowymi kosztami związanymi z naprawą.Przed podjęciem decyzji dotyczącej mocy instalacji należy wziąć pod uwagę wszystkie sprzęty zasilane energią elektryczną, zarówno te już znajdujące się w domu, jak i te, których zakup planujemy. Po montażu pompy ciepła, rekuperacji czy ogrzewania elektrycznego będzie generowane dodatkowe zużycie prądu, przez co może okazać się, że pierwotnie zakładana moc instalacji jest niewystarczająca do całkowitego pokrycia zapotrzebowania energetycznego budynku. Wprawdzie system można w każdej chwili rozbudować o dodatkowe panele, jednak wiąże się to z kolejnymi kosztami związanymi z zakupem i montażem, co finalnie może wpłynąć na wyższe koszty końcowe.Bardzo ważne jest też miejsce montażu, ponieważ fotowoltaika powinna być możliwie najbardziej wystawiona na działanie promieni słonecznych. Dlatego przed podjęciem decyzji należy upewnić się, że w pobliżu nie ma wysokich obiektów, które zacieniałyby panele. W przeciwnym razie mogą one wpłynąć na zmniejszoną skuteczność systemu. Jeżeli na działce nie ma bardziej optymalnego miejsca montażu, a na panele pada  przez krótki czas niewielki cień, na przykład ze słupa wysokiego napięcia, inwestor może zdecydować się na instalację systemu z optymalizacją pracy, dzięki czemu zminimalizuje straty spowodowane częściowym zacienieniem paneli.Fotowoltaika działa poprawnie nawet w pochmurne dni oraz zimą, kiedy nasłonecznienie jest zdecydowanie słabsze i krótkotrwałe. Produkuje ona wówczas mniejszą ilość prądu, który wystarcza na bieżące zużycie, choć nie zawsze, ponieważ zużycie energii jest większe niż latem. Jest to doskonała okazja do wykorzystania zgromadzonych nadwyżek. Warto pamiętać, że na spożytkowanie zmagazynowanej energii inwestor ma 365 dni od chwili przesłania jej do sieci.

Działanie fotowoltaiki

Instalacja fotowoltaiczna jest uznawana za najdoskonalszy system jeżeli chodzi o wykorzystanie promieniowania słonecznego. Ponadto rozwiązanie to jest całkowicie ekologiczne – podczas swojej pracy nie wytwarza szkodliwych dla atmosfery substancji, nie zagraża ptakom, jak na przykład turbiny wiatrowe i wpływa na zmniejszenie ilości spalanego węgla przez zakłady energetyczne.Najmniejsze jednostki światła, nazywane fotonami, padają na panele fotowoltaiczne, wprawiając w ten sposób w ruch elektrony. Wytworzony zostaje prąd stały, który nie nadaje się do bezpośredniego użytku, dlatego jest on kierowany do inwertera, nazywanego również falownikiem, gdzie zostaje przekształcony w prąd zmienny, czyli dokładnie taki, jaki znajduje się w naszych gniazdkach. Energia ta musi przejść jeszcze przez układ zabezpieczający, aby dotrzeć do sieci.

Opłacalność fotowoltaiki

Obecnie instalacje fotowoltaiczne stają się jedną z wiodących technologii odnawialnych źródeł energii w naszym kraju. Specjaliści przewidują, że pod koniec przyszłego roku łączna moc wszystkich znajdujących się w Polsce systemów fotowoltaicznych przekroczy 3 GW.Mimo to wiele osób uważa, że fotowoltaika w naszym kraju nie działa poprawnie, ponieważ nasłonecznienie jest zbyt małe. Warto jednak pamiętać, że panele wykorzystują światło, a nie ciepło pochodzące ze słońca, dlatego wytwarzają prąd nawet w pochmurne dni. Oczywiście nie da się ukryć, że największą ilość energii produkują w słoneczne i długie dni. Ich efektywność spada zimą ze względu na krótkotrwałe nasłonecznienie, które jest dodatkowo ograniczane przez chmury i smog.Zimą efektywność paneli fotowoltaicznych spada, jednak nie drastycznie. Dzieje się tak przez krótkotrwałe nasłonecznienie połączone ze zwiększonym zapotrzebowaniem na prąd. Powstająca energia zostaje wykorzystana na bieżąco, a niedobory są uzupełnianie zmagazynowanymi latem nadwyżkami. W ten sposób inwestor całkowicie uniezależnia się od dostaw energii i przez cały rok wykorzystuje własny, ekologiczny prąd.Sposób rozliczania inwestorów, wykorzystujących fotowoltaikę do produkcji prądu z zakładem energetycznym został jasno określony w ustawie o OZE z lipca 2016 roku. Dzięki temu sieć nie może odmówić przyjęcia wyprodukowanych przez fotowoltaikę nadwyżek prądu, a z góry ustalony system opustów umożliwił usystematyzowanie współpracy inwestorów z zakładami energetycznymi.Pomimo tego, że właściciel przydomowej elektrowni słonecznej uniezależnił się od cen i dostaw prądu, musi on liczyć się z opłatami stałymi, które wynoszą około 150 zł rocznie, a w ich skład wchodzą takie opłaty, jak:

• jakościowa,
• abonamentowa,
• handlowa,
• przejściowa.

Koszt fotowoltaiki

Na instalację fotowoltaiczną składają się panele, inwerter, system montażowy oraz okablowanie. Moc instalacji zależy od ilości paneli – im jest ich więcej tym więcej energii będzie produkować system, ale wpłynie to też na koszty montażu. Podobnie jak miejsce montażu i jego skomplikowanie. Jeżeli panele zostają zamontowane na przykład na dachu budynku gospodarczego, który znajduje się w pewnej odległości od domu, należy wziąć pod uwagę fakt, że potrzebna będzie większa ilość kabli, co z kolei wpłynie na końcowe koszty.Fotowoltaika jest instalacją bezobsługową i bezawaryjną. Jej prosta budowa sprawia, że nie ma w niej elementu, który mógłby ulec uszkodzeniu. Mimo to warto regularnie przeprowadzać przeglądy techniczne, by mieć pewność, że instalacja pracuje z należytą skutecznością.Żywotność paneli fotowoltaicznych wynosi, zależnie od producenta, około 35 lat, natomiast gwarancja na nie może potrwać nawet 25 lat.Na efektywność pracy fotowoltaiki wpływa miejsce montażu paneli. Zaleca się, by były one instalowane na południowym dachu pod kątem około 35 stopni. Na uwagę zasługują również wysokie obiekty znajdujące się w pobliżu, ponieważ w określonych godzinach mogą one zacieniać panele, co spowoduje spadek efektywności ich pracy. Jeżeli nie ma bardziej optymalnego miejsca, inwestor powinien zdecydować się na fotowoltaikę wyposażoną w optymalizację pracy, dzięki której straty spowodowane zacienieniem zostaną zminimalizowane.Zwrot z inwestycji w fotowoltaikę ma miejsce po około 7-8 latach, jeżeli inwestor samodzielnie sfinansował system oraz po 6-7 latach w przypadku, gdy skorzystał z dofinansowania. Na wydłużenie się lub skrócenie tego czasu wpływają takie czynniki jak wybór mocy instalacji, miejsce montażu i ewentualne zacienienia, a także podwyżki cen energii elektrycznej. Warto zaznaczyć, że fotowoltaika generuje oszczędności już od chwili jej uruchomienia.

Czy fotowoltaika jest instalacją przyszłości?

Nie zawsze zdajemy sobie z tego sprawę, ale nasze zapotrzebowanie energetyczne stale rośnie. W dzisiejszych czasach już niemal wszystko zasilane jest prądem lub przynajmniej wymaga regularnego ładowania. Jeszcze kilkanaście lat temu w całym gospodarstwie domowym znajdował się jeden telewizor i jedno radio. Obecnie już w niemal każdej sypialni umieszczany jest chociaż niewielki telewizorek. Jeżeli doliczymy do tego radio znajdujące się najczęściej w kuchni, kilka komputerów – stacjonarnych lub laptopów, przypadających na każdego członka rodziny oraz tablety, smartfony i smartwatche, które wymagają regularnego ładowania oraz oczywiście sprzęty niezbędne do codziennego użytku – lodówkę, kuchenkę mikrofalową, czajnik elektryczny, ekspres do kawy, okazuje się, że nasze zapotrzebowanie energetyczne jest znacznie większe niż moglibyśmy przypuszczać.Zapowiadane od jakiegoś czasu znaczne podwyżki cen prądu boleśnie odbiją się na portfelach wielu osób. Związane są one z malejącymi zasobami węgla, który należy do nieodnawialnych źródeł energii. Im jest go mniej, tym będzie on droższy, co bezpośrednio wpłynie na ceny prądu. Aby tego uniknąć, wielu inwestorów już teraz decyduje się na montaż fotowoltaiki.Koszty związane z systemem fotowoltaicznym mogą początkowo wydawać się zbyt wysokie, jednak w porównaniu do innych instalacji odnawialnych źródeł energii, są one stosunkowo niewielkie. Ponadto produkowana przez panele energia elektryczna jest bardzo uniwersalna – może zostać wykorzystana do zasilenia urządzeń znajdujących się w budynku, łącznie z kotłem elektrycznym, rekuperacją czy pompą ciepła.Sama rozbudowa systemu w przypadku zwiększenia zapotrzebowania energetycznego, również nie jest skomplikowana. Polega ona jedynie na dokupieniu większej ilości paneli. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że późniejsze zwiększenie mocy fotowoltaiki może wpłynąć na wydłużenie okresu zwrotu z inwestycji, ponieważ inwestor będzie musiał kolejny raz ponieść koszty montażu.Pomimo tego, że fotowoltaika jest instalacją bezobsługową oraz łatwą w montażu, należy do jej wykonania zatrudnić specjalistów, by mieć pewność, że miejsce instalacji zostało odpowiednio dobrane, ale także że cały system jest profesjonalnie zamontowany.Panele fotowoltaiczne nie wymagają czyszczenia, ponieważ ich kąt nachylenia pozwala na regularne oczyszczanie ich przy pomocy deszczu. Również śnieg się po nich osuwa, dzięki czemu dostęp do promieni słonecznych nie zostaje zablokowany. Może się jednak zdarzyć, że panele będą potrzebowały niewielkiej pomocy inwestora, kiedy osadzi się na nich zamarznięty śnieg. Dzieje się to rzadko i występuje przede wszystkim wtedy, gdy temperatura jest zmienna – w ciągu dnia jest dodatnia, dzięki czemu śnieg ulega roztopieniu, a nocą spada poniżej zera, przyczyniając się do jego ponownego zamarznięcia.

Fotowoltaika a kolektory słoneczne

Instalacja fotowoltaiczna bardzo często jest mylona z kolektorami słonecznymi. Wszystko dlatego, że oba systemy są wizualnie bardzo podobne do siebie i oba wykorzystują do swojej pracy energię słoneczną. Jednak na tym podobieństwa się kończą.Fotowoltaika uważana jest za uniwersalną instalację, ponieważ produkuje prąd, który może zostać wykorzystany w dowolny sposób. Nadmiar wytworzonej latem energii zostaje przesłany do sieci i tam zmagazynowany, dzięki czemu inwestor może cieszyć się własnym, darmowym prądem przez cały rok.W przypadku kolektorów słonecznych sytuacja nie wygląda już aż tak kolorowo. Największa efektywność systemu jest odnotowywana oczywiście latem, kiedy nasłonecznienie jest najbardziej intensywne. Problem zaczyna się jednak w momencie, gdy podgrzanej wody użytkowej jest zbyt dużo. Jeżeli inwestor posiada basen, może tam umieścić jej nadmiar jednak pamiętajmy, że w największe upały, kiedy słońce świeci najintensywniej, mało kto korzysta z gorących kąpieli – wybieramy zazwyczaj chłodne prysznice, by się orzeźwić. Niestety, o ile zmagazynowanie prądu nie jest trudne, tak w przypadku ogrzanej wody jest to niemożliwe, dlatego też latem pojawiają się nadwyżki gorącej wody, a zimą jej niedobór. W przypadku kolektorów słonecznych konieczny jest montaż dodatkowych podgrzewaczy wody, które będą podnosiły jej temperaturę do pożądanej. Oczywiście to, że kolektory nie są w stanie wystarczająco ogrzać wody zimą nie oznacza, że są nieopłacalnym rozwiązaniem – mimo to generują oszczędności, ponieważ kocioł zużyje mniej energii do dogrzania wody w porównaniu do jej całkowitego ogrzania.Pomimo niezbitych dowodów na to, że fotowoltaika jest korzystniejszym rozwiązaniem niż kolektory, wielu inwestorów decyduje się na montaż obu instalacji, dzięki czemu mogą w maksymalny sposób wykorzystać promienie słoneczne.

Fotowoltaika a ekologia

Odnawialne źródła energii są dostępne zawsze w takich samych lub podobnych ilościach, co sprawia, że mają przewagę nad zasobami wyczerpalnymi. Dlatego też fotowoltaika jest doskonałą alternatywą dla czerpania prądu z sieci, gdzie produkowana energia pochodzi głównie ze spalania węgla, czyli surowca nieodnawialnego, którego zasoby kurczą się w zastraszającym tempie, co z kolei znajduje odzwierciedlenie w rosnących cenach prądu.Podczas swojej pracy fotowoltaika nie generuje hałasu, ani żadnych szkodliwych substancji do atmosfery. Zajmuje też stosunkowo niewiele miejsca, szczególnie, gdy panele montowane są na dachu.Jak wiadomo, spalanie paliw kopalnianych przyczynia się w aż 70% do emisji CO2 na świecie, czyli do zwiększenia efektu cieplarnianego. Ekologiczną alternatywą stały się odnawialne źródła energii, a w tym przypadku – fotowoltaika.Do rosnącej popularności fotowoltaiki przyczyniła się coraz większa świadomość społeczeństwa w kwestii ochrony środowiska, a także chęć uniezależnienia się od cen i dostaw prądu. W ostatnich latach cena systemu spadła o nawet 50%, dzięki czemu stał się on bardziej dostępny cenowo dla inwestorów. Obniżka kosztów fotowoltaiki w połączeniu z dostępnymi dotacjami również przyczyniła się do zwiększenia popularności tego rozwiązania.Nawet nieznaczne odciążenie zakładów energetycznych na skutek wykorzystywania prądu wyprodukowanego przy pomocy fotowoltaiki ma ogromny wpływ na środowisko.

Podsumowanie

Fotowoltaika jest korzystnym rozwiązaniem zarówno ze względów ekonomicznych jak i ekologicznych. Połączenie ochrony środowiska z oszczędnościami jest dokładnie tym, czym powinna wyróżniać się nowoczesna instalacja OZE.