Fotowoltaika – jak działa, opłacalność, jaka moc?

Co to jest fotowoltaika? Jak działa?

Fotowoltaika (z ang. PV) to metoda wytwarzania energii elektrycznej, bezpośrednio z promieniowania słonecznego. Podstawowym narzędziem, które pozwala przemienić zwykłe światło, w użyteczny dla wszystkich prąd, są panele fotowoltaiczne, zwane też panelami solarnymi. Jak przebiega ten proces?

Kiedy promienie słoneczne padają na powierzchnię paneli, zachodzi tzw. zjawisko fotowoltaiczne, którego efektem jest pojawienie się prądu stałego. Powstała w ten sposób energia trafia następnie do kolejnego istotnego urządzenia – falownika (inwertera). Ten przekształca prąd stały w prąd zmienny, czyli taki, którym możesz zasilać telewizor, lodówkę czy pralkę.

Jak wygląda instalacja fotowoltaiczna na żywo?

Panele fotowoltaiczne często mylone są z kolektorami (tzw. solarami). I faktycznie, o pomyłkę dla niewprawnego oka wcale nietrudno, bo niektóre rodzaje solarów mogą do złudzenia przypominać panele fotowoltaiczne. Poniżej możesz zobaczyć, jak wygląda przykładowa instalacja kolektorów słonecznych.

Instalacja kolektorów słonecznych, źródło: pixabay.pl

A jak wygląda instalacja fotowoltaiczna i panele fotowoltaiczne?

Instalacja fotowoltaiczna, źródło: enerad.pl

Instalacja fotowoltaiczna, źródło: enerad.pl

Moduły fotowoltaiczne, źródło: enerad.pl

Pod względem funkcjonalnym fotowoltaika i instalacje oparte o kolektory mocno się różnią. Kolektory słoneczne służą wyłącznie do uzyskiwania ciepła. Fotowoltaika generuje zaś prąd.

Fotowoltanika czy fotowoltaika?

W kwestii energetyki słonecznej pojawiają się też nieścisłości, jeśli chodzi o nazewnictwo. Bo choć większość z nas posługuje się określeniem “fotowoltaika”, wielu stosuje podobnie brzmiące słowo “fotowoltanika”. Jak nazywa się branża zajmująca się pozyskiwaniem energii z promieni słonecznych – fotowoltaika czy fotowoltanika?

Poprawna nazwa dziedziny OZE zajmującej się produkcją prądu elektrycznego ze słońca brzmi “fotowoltaika”, a nie fotowoltanika. Słowo fotowoltaika, to spolszczenie angielskiego określenia photovoltaic. “Fotowoltanika” to zwykłe przejęzyczenie.

Fotowoltaika: net-metering – na to czym polega?

Ilość wyprodukowanej w ten sposób energii, szczególnie latem, jest zwykle zbyt duża, aby mogła być na bieżąco skonsumowana. Dlatego też, jej nadwyżki, na podstawie umowy z operatorem energetycznym, trafiają do sieci, skąd mogą zasilać urządzenia innych konsumentów. W mniej słonecznych miesiącach – zimą i jesienią, gdy instalacja nie działa z pełną mocą, możesz z kolei odebrać część (70-80%) wysłanego naddatku z sieci, aby zasilić swoje urządzenia.

Opisany powyżej proces, który pozwala oddać nadwyżki energii, by odebrać ją w mniej wydajnych okresach, to tzw. net-metering. Polega on na bilansowaniu prądu wprowadzanego do sieci energetycznej i prądu pobieranego, w danym okresie rozliczeniowym (zwykle półrocznym). Nadwyżka wyprodukowana w słonecznych miesiącach trafia do “wirtualnego magazynu” w sieci ogólnej, skąd zostanie pobrana, gdy Twoja bieżąca produkcja nie będzie w stanie w całości pokryć Twojego zapotrzebowania.

W Polsce, na zasadzie net-meteringu działa tzw. system opustów. Dzięki niemu, właściciele mikroinstalacji fotowoltaicznej o mocy do 10 kWp, jako prosumenci, mogą za darmo odebrać 80% nadwyżki wysłanej do sieci. Dla instalacji większych niż 10 kWp, ale nie większych niż 50 kWp, współczynnik ten wynosi 70%.

Fotowoltaika w net-billingu

Pod koniec 2021 roku, rządzący zadecydowali, że net-metering w formie systemu opustów nie może być dalej wykorzystywany do rozliczenia energii z fotowoltaiki. Jego miejsce w 2022 roku zajął tzw. net-billing wprowadzony nowelizacją ustawy o OZE, która weszła w życie 01.04.02022 roku. Według ustawodawców, net-metering nie służył bezpieczeństwu sieci energetycznych, był kosztowny w utrzymaniu (w szczególności dla sprzedawców energii), ale też nie spełniał wytycznych unijnych związanych z rynkiem energii (choć wielu ekspertów nie podzielało jednak tego stanowiska).

W efekcie, instalacje, które zostaną podłączone do sieci po 1 kwietnia 2022 roku (z wyjątkiem tych realizowanych w ramach projektów parasolowych), będą docelowo korzystać z net-billingu. Na czym polega to rozwiązanie?

W net-billingu energia jest rozliczana w sposób wartościowy, a nie ilościowy, jak to miało miejsce w net-meteringu. Nadwyżki prądu wprowadzone do sieci są przeliczane zgodnie z kursem energii rynku energii (do 2024 roku będzie wykorzystywana RCEm – miesięczna rynkowa cena prądu, a po tej dacie – stawka godzinowa). Obliczona w ten sposób kwota będzie stanowić tzw. depozyt prosumencki, zapisywany na specjalnym koncie prosumenckim. Jego zawartość będzie służyć do obniżania wartości energii pobranej z sieci (do obliczania rachunku będą wykorzystywane standardowe stawki sprzedawcy i operatora).

Na wykorzystanie nadwyżek energii wprowadzonych do sieci, prosument w net-billingu będzie miał 12 miesięcy. Niewykorzystany w tym czasie prąd, a właściwie – jego wartość, zostanie częściowo zwrócony. Do odbioru będzie maksymalnie 20% pozostałej energii z każdego miesiąca.

Opłacalność fotowoltaiki – o ile można obniżyć rachunki za prąd?

Jednym z najczęściej poruszanych argumentów przemawiających za zamontowaniem instalacji fotowoltaicznej jest zauważalny spadek wysokości rachunków za energię elektryczną. Jednak, czy faktycznie, pomimo początkowych kosztów, panele słoneczne się opłacają? Ile można zaoszczędzić na fotowoltaice?

Choć w różnych miejscach można niekiedy trafić na sprzeczne informacje, fotowoltaika zdecydowanie się opłaca – zarówno Tobie, jak i środowisku. A zyski z tego rozwiązania są tym większe, im więcej energii zużywasz. Zanim przejdziemy do konkretnych przykładów, warto jeszcze wspomnieć o tym, od czego uzależniona jest opłacalność fotowoltaiki:

• wybranych komponentów i ich cen – nowsze technologie będą droższe, jednak pozwolą na uzyskanie lepszych efektów;
• kosztów robocizny – ceny mogą się różnić m.in. w zależności od konkretnej firmy, regionu czy stopnia zaawansowania instalacji;
• wzrostów cen prądu – im wyższe rachunki za prąd zapłaciłbyś bez fotowoltaiki, tym szybszy zwrot kosztów instalacji i większe oszczędności. Wyobraź sobie, ile możesz zyskać dzięki fotowoltaice, skoro nawet zamrożone ceny prądu 2023 dla osób fizycznych wzrosły o niemal 20%. Natomiast osoby, które przekroczą limit 2000 kWh zapłacą jeszcze więcej!;
• regionu – ilość promieniowania słonecznego, niezbędnego do produkcji energii różni się w zależności od województwa. Im słoneczniejszy region, w którym mieszkasz, tym na większy uzysk możesz liczyć.
• sposobu rozliczenia – system opustów należał do najbardziej opłacalnych w Europie i na świecie. Zastępujący go net-billing, choć mniej korzystny, nadal będzie przynosił spore oszczędności.

Wciąż nie jesteś pewien, że fotowoltaika jest dla Ciebie? Oto wyliczenia, które pokażą Ci, ile zostanie w Twoim portfelu dzięki fotowoltaice, jeśli jesteś osobą fizyczną, rolnikiem lub prowadzisz firmę.

Instalacja fotowoltaiczna – oszczędności dla domu

W przypadku fotowoltaiki dla domu, do obliczeń wykorzystamy przykład przeciętnej, 4-osobowej rodziny państwa Kowalskich. Posiadają oni dom, z dachem spadzistym, skierowanym na południe. Roczne zużycie energii w ich przypadku wynosi 3.000 kWh, co daje rachunek w wysokości 2.700 zł.

W przypadku net-billingu czas zwrotu z inwestycji w dużej mierze zależy od cen energii na giełdzie. Biorąc jednak pod uwagę stawki za prąd z 2022 roku, fotowoltaika z powyższego przykładu rozliczana w net-billingu bez żadnych dopłat powinna zwrócić się po ok. 7-8 latach. Ze wsparciem (dotacja Mój Prąd i ulga termomodernizacyjna), czas ten powinien wynieść ok. 5 lat – przy założeniu 20% autokonsumpcji. Oszczędności po 25 latach przekroczą 100.000 zł!

Fotowoltaika – oszczędności dla rolnika

Aby pokazać, oszczędności wynikające z fotowoltaiki dla rolnika, posłużymy się przykładem państwa Nowaków. Ich bieżące, domowe zużycie energii wynosi rocznie 4.000 kWh, jednak kolejne 6.000 kWh zużywają na potrzeby prowadzenia gospodarstwa. Łączne, roczne zużycie energii wynosi więc w tym przypadku 10000 kWh, co daje koszt w wysokości 9.000 zł. Bieżące zużycie to jednak 35%.

Inwestycja państwa Nowaków, finansowana z własnych środków i rozliczana w net-billingu, zwróciłaby się w ciągu około 7 lat. Rodzina Nowaków może jednak liczyć na specjalne dotacje na fotowoltaikę dla rolników oraz 25% ulgi w podatku gruntowym. Gdy uwzględnimy te parametry, inwestycja zwróci się po około 4 latach. Zysk, po odliczeniu kosztów inwestycji, w ciągu 25 lat trwałości paneli, może wynieść niemal 400.000 zł.

Fotowoltaika – oszczędności dla firmy

Również przedsiębiorstwa mogą wiele zyskać, inwestując w instalację fotowoltaiczną. Za przykład posłuży nam zakład stolarski, który w ciągu roku zużywa 12.000 kWh energii elektrycznej. Koszty z tego tytuły w ciągu roku, to około 11.000 zł. Panele, ze względu na płaski dach zakładu, zostaną zainstalowane na specjalnej konstrukcji. Firma odliczy 23% VAT od zakupu instalacji oraz kosztów energii. W ciągu 25-letnie cyklu życia instalacji, zaoszczędzi na energii ponad 470.000 zł.

W tym przypadku, okres zwrotu z inwestycji pokrytej wyłącznie ze środków własnych, wyniesie ok. 5-6 lat. Gdyby zakład wykorzystał dofinansowanie do fotowoltaiki dla firm, czas ten mógłby być jeszcze krótszy.

Jak widać, wydatki na fotowoltaikę, w zależności od Twoich potrzeb energetycznych, mogą zwrócić się w ciągu kilku lat. Zastanawiasz się, czy czas ten można skrócić, minimalizując koszty? Najpierw sprawdź, z czego wynikają ceny fotowoltaiki.

Od czego zależy cena instalacji fotowoltaicznej?

To, co wielu powstrzymuje przed inwestycją w energię słoneczną, to ceny fotowoltaiki w 2023 roku. W istocie, jeszcze kilka lat temu, za 1kW instalacji, trzeba była zapłacić nawet ok. 10.000 zł. Teraz, wraz ze wzrostem popularności takich rozwiązań, koszty zarówno samych paneli, jak i usługi montażu zdecydowanie spadły – co z pewnością zauważyłeś po szacunkowych cenach instalacji z naszych wyliczeń. Od czego właściwie zależą ceny instalacji fotowoltaicznej? Wpływ na koszt fotowoltaiki ma kilka, różnych czynników:

• rozmiar instalacji – w tym przypadku równanie jest proste. Im większe są rachunki za prąd, tym większa moc systemu fotowoltaicznego jest potrzebna i tym większe koszty. Warto jednak podkreślić, że niektóre firmy fotowoltaiczne, wychodząc naprzeciw potrzebom klientów, przewidują rabaty dla rozbudowanych instalacji;
• miejsce montażu – nie bez znaczenia dla kosztów ma również to, gdzie zostanie usytuowana instalacja. Najczęściej trafia ona na dach – wówczas przy wycenie należy uwzględnić jego kąt nachylenia i rodzaj pokrycia (choć warto wiedzieć, że niekiedy może samodzielnie pełni funkcję poszycia – wówczas jest to tzw. dach solarny). Przy dachach płaskich lub przy instalacji gruntowej, niezbędne jest wykonanie specjalnego rusztowania oraz dodatkowych robót, które podnoszą koszt przedsięwzięcia;
• rodzaj podzespołów – fotowoltaika to stosunkowo młoda dziedzina, w której wciąż pojawiają się efektywniejsze, ale i droższe rozwiązania. Jeśli zależy Ci na nowoczesnych, wysokiej jakości komponentach, będziesz musiał zapłacić więcej;
• jakość obsługi – na rynku pojawia się coraz więcej przedsiębiorstw trudniących się instalacją paneli fotowoltaicznych. Niektóre z nich oferują kompleksowe usługi, obejmujące nie tylko montaż, ale i również przygotowanie projektu, monitoring działającego systemu czy szeroko pojęte wsparcie poinstalacyjne, co może wiązać się z wyższym kosztem;
• forma finansowania – na koszt całego przedsięwzięcia ma też wpływ to, czy planujesz pokryć je z własnych środków, czy masz możliwość skorzystania z programów wspierających rozwój OZE.

Instalacja fotowoltaiczna – jak ją sfinansować?

Pamiętaj, że część z powyższych metod finansowania możesz ze sobą miksować. Dla przykładu, wydatki możesz pokryć np. z własnych środków uzupełnionych o bezzwrotne dotacje i kredyt na fotowoltaikę.

Jaki zestaw fotowoltaiczny? Jak wybrać?

Wiesz już, że chcesz chronić środowisko i oszczędzać z pomocą fotowoltaiki? Teraz przed Tobą jedna z najważniejszych kwestii – dobór instalacji fotowoltaicznej. Na co trzeba zwrócić uwagę decydując się na panele solarne? Istnieje jedna nadrzędna zasada, którą należy się kierować wybierając zestaw fotowoltaiczny. Ilość energii, którą wyprodukuje instalacja nie powinna być większa od faktycznego, bieżącego zużycia. Dlaczego?

Przyczyna jest prozaiczna. Jak już wiesz, nie wszystkie wyprodukowane nadwyżki będziesz mógł odzyskać w ramach net-meteringu, co zmniejsza opłacalność przedsięwzięcia. Dlatego, tak ważne jest, aby moc instalacji opierała się przede wszystkim na wysokości rachunków za prąd. Na co jeszcze należy zwrócić uwagę?

• Nachylenie dachu – panele słoneczne w Polsce osiągają najlepszą wydajność na podłożu o nachyleniu od 35° do 38°. Mniejsze lub większe nachylenie będzie oznaczało spadki wydajności.
• Orientacja względem stron świata – przy instalacji fotowoltaicznej, najwięcej zyskasz, gdy dach skierowany jest na południe. Również montaż wschód-zachód może przynieść wymierne korzyści (szczególnie w nowych systemie rozliczeń: net-billingu). Nie warto natomiast decydować się na panele solarne, jeśli planowane miejsce instalacji skierowane jest na północ.
• Ilość cienia – zacienienie ma niebagatelny wpływ na wydajność fotowoltaiki. Jego źródłem mogą być m.in. drzewa wokół instalacji, ale także elementy domu (np. komin). Dlatego warto dokładnie zbadać, jak pada cień w wybranym przez Ciebie miejscu, w ciągu całego roku.
• Wentylacja i temperatury – aby panele fotowoltaiczne działały skutecznie, muszą być odpowiednio chłodzone. Stąd też wybierając miejsce montażu upewnij się, że osiągana tam temperatura nie będzie zbyt wysoka. Warto też szukać takich paneli, które charakteryzują się niskimi stratami efektywności w stosunku do STC (standaryzowanych warunków testowych).

Im Twojej instalacji będzie bliżej do ideału (konstrukcji skierowanej na południe, o nachyleniu ok. 35%, bez zacienienia), tym będzie ona wydajniejsza, a tym samym bardziej opłacalna.

Instalacja fotowoltaiczna – jaka moc dla domu i firmy? Jak ją obliczyć?

Gdy uwzględnisz już wszystkie czynniki, istotne w wyborze instalacji, warto przejść do konkretnych wyliczeń, które powiedzą Ci, ile paneli fotowoltaicznych potrzebujesz w Twoim przypadku. Jak się do tego zabrać? Według najprostszego przelicznika, instalacja fotowoltaiczna o mocy 1 kWp wyprodukuje rocznie około 1.000 kWh energii elektrycznej. Szacunki oparte na tej metodzie są jednak bardzo nieprecyzyjne, przez co istnieje ryzyko przeszacowania lub niedoszacowania skali produkcji energii.

Dlatego, jeśli chcesz samodzielnie obliczyć moc instalacji fotowoltaicznej, skorzystaj z następującego wzoru:

Jako, że nie każdy masz czas i możliwość samodzielnego wyliczania wielkości instalacji, pamiętaj o alternatywie jaką jest kalkulator fotowoltaiki lub skorzystaj z pomocy specjalistów. Narzędzie tego typu pozwoli Ci nie tylko na oszacowanie mocy zestawu fotowoltaicznego, ale także pokaże Ci potencjalne oszczędności, przy uwzględnieniu sposobu finansowania fotowoltaiki.

Fotowoltaika zalety – jakie korzyści?

Fotowoltaika to rozwiązanie wciąż stosunkowo mało popularne. Tymczasem posiada ono szereg zalet, które powinny przekonać do skorzystania z PV zarówno osoby fizyczne, jak i przedsiębiorstwa.

Fotowoltaika z enerad.pl – jak przebiega proces?

Jak już wskazaliśmy, fotowoltaika pozwala na osiągnięcie wielu profitów. Wiesz już, że chcesz zacząć z nich korzystać? Przeprowadzimy Cię przez proces wdrożenia fotowoltaiki – krok po kroku.

1. Kontakt z wykonawcą

Zamów kontakt z firmą fotowoltaiczną, której powierzysz opracowanie i montaż fotowoltaiki. Zwróć uwagę, czy posiada ona niezbędne uprawnienia i kwalifikacje.

2. Wybór instalacji i wycena

Razem z doradcą firmy fotowoltaicznej dopasuj projekt instalacji do swoich potrzeb i możliwości finansowych. Przy ocenie zapotrzebowania potrzebna będzie informacja m.in. o ilości zużywanej energii.

3. Podpisanie umowy

Jeśli zaproponowane rozwiązanie Ci się spodoba podpisz umowę z wykonawcą i jeśli to konieczne, wpłać zaliczkę.

4. Montaż

Udostępnij ekipie montażowej miejsce, w którym ma powstać instalacja. Prace, w zależności od wielkości i stopnia skomplikowania projektu mogą potrwać 1-2 dni.

5. Odbiór instalacji

Po zakończeniu instalacji, razem z ekipą sprawdź, czy projekt został właściwie wykonany i odbierz dokumentację techniczną. Będzie ona niezbędna do kolejnego etapu.

6. Przygotowanie wniosku o przyłączenie

Uzupełnij wniosek, który przekażesz do operatora sieci. Podaj w nim m.in. dane techniczne projektu, planowany termin przyłączenia oraz moc instalacji.

7. Zgłoszenie podłączenia instalacji

Złóż wniosek i zgłoś swoją instalację operatorowi sieci dystrybucyjnej – będzie to jednocześnie sygnał o chęci przyłączenia mikroinstalacji do sieci. Musisz to zrobić nie później niż 30 dni przed planowanym przyłączeniem instalacji fotowoltaicznej.

Jak montuje się panele fotowoltaiczne?

W całym opisanym powyżej procesie, najważniejszy z punktu widzenia inwestora jest etap montażu. Jak montuje się panele fotowoltaiczne? W przypadku instalacji o niewielkiej mocy (3-5 kWp) prace trwają zwykle tylko kilka godzin. Obejmują wówczas m.in.:

• dokonanie pomiarów miejsca montażu i przygotowanie elementów konstrukcji,
• zamontowanie paneli fotowoltaicznych,
• przygotowanie tras kablowych,
• montaż inwertera (lub mikroinwerterów w przypadku fotowoltaiki niskonapięciowej),
• montaż zabezpieczeń,
• wykonanie uziemienia fotowoltaiki.

Jeśli chcesz zobaczyć, jak montuje się panele fotowoltaiczne w praktyce mamy dla Ciebie film z prac przeprowadzonych u jednej z Redaktorek naszego serwisu.

Szczegóły całego przedsięwzięcia,  uwzględniające m.in. znalezienie odpowiedniej firmy fotowoltaicznej oraz tego, co działo się po zamocowaniu instalacji, znajdziesz w naszym artykule: Instalacja paneli fotowoltaicznych – nasza relacja z zakładania [VIDEO]. Oprócz szczegółowego opisu przygotowań i prac, znajdziesz tam też sporo zdjęć z przygotowań i instalacji.

Natomiast jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jakim zasadom technicznym podlega montaż paneli fotowoltaicznych, zachęcamy Cię do zapoznania się z naszym artykułem: Prawidłowy montaż paneli fotowoltaicznych – jak wygląda?

Dowiedz się więcej o fotowoltaice!