Jaka moc fotowoltaiki? Jak obliczyć?

Instalacja fotowoltaiczna jest w stanie znacząco obniżyć wysokość rachunków za prąd, zarówno w przypadku gospodarstw domowych, jak i przedsiębiorstw. By tak się jednak stało konieczny jest prawidłowy dobór mocy wytwórczej. Każdego odbiorcę energii elektrycznej cechuje bowiem inne zapotrzebowanie na prąd. Jak moc fotowoltaiki będzie optymalna w przypadku gospodarstwa domowego lub firmy? Jak obliczyć moc instalacji fotowoltaicznej?

Jaka moc fotowoltaiki będzie potrzebna? To zależy

Odpowiedź na pytanie, jaka moc fotowoltaiki będzie odpowiednia w przypadku danego odbiorcy energii nigdy nie będzie jednoznaczna. Wpływ na ostateczną moc instalacji fotowoltaicznej ma bowiem kilka czynników, do których zaliczamy:

• Zużycie energii, czyli ilość energii elektrycznej konsumowanej w danym obiekcie przez urządzenia elektryczne. Zużycie energii elektrycznej na potrzeby obliczenia mocy instalacji fotowoltaicznej powinno być podawane w ujęciu rocznym. Dlaczego? W ujęciu 12-miesięcznym rozpatruje się bowiem także wydajność i opłacalność instalacji fotowoltaicznej – wszystkie systemy prosumenckie mają roczne okresy rozliczeniowe. Uwaga! Określając zapotrzebowanie energetyczne należy wziąć pod uwagę również zużycie planowane. Innymi słowy, jeśli w niedługim czasie po uruchomieniu instalacji PV zakupimy energochłonne urządzenie (np. pompę ciepła), jej zużycie energii warto uwzględnić przy projektowaniu mocy fotowoltaiki.
• Nasłonecznienie w miejscu montażu – uśrednione nasłonecznienie w Polsce wynosi ok. 1.000 kWh/m2 rocznie. Poszczególne regiony kraju cechują jednak różne wartości. Przykładowo, w województwie małopolskim nasłonecznienie przekracza 1.100 kWh/m2/rok, podczas gdy w województwie pomorskim wynosi ono średnio ok. 900 – 950 kWh/m2/rok. Informacje o nasłonecznieniu znajdziemy w tzw. mapach nasłonecznienia.
• Charakterystyka miejsca montażu – w tym m.in. kąt nachylenia modułów PV, umiejscowienie względem słońca. Kwestie te opisuje tzw. współczynnik korekcji nasłonecznienia. Wynosi on od 0,64 do 1,14.
• Sprawność instalacji PV. Straty w instalacji fotowoltaicznej są czymś normalnym i wynikają z różnych ograniczeń sprzętowych i projektowych. Przykładowo, najwyższej jakości falowniki cechuje sprawność na poziomie 98%, co oznacza, że 2% energii zostaje zmarnowana. Straty występują też m.in. w przewodach. Optymalnie skonfigurowane systemy słoneczne cechuje sprawność na poziomie ok. 85-88%.

Dodatkowo, przy obliczaniu mocy fotowoltaiki znaczenie może mieć także rodzaj wykorzystywanego systemu prosumenckiego. Dlaczego? W systemie opustów, przy odbiorze odesłanych nadwyżek prądu prosument traci 20% (w instalacjach o mocy do 10 kW) lub 30% (w instalacjach o mocy większej niż 10 kW) energii. By skompensować tę stratę należy odpowiednio zwiększyć moc systemu.

Na podstawie wszystkich powyższych danych można z łatwością obliczyć moc instalacji fotowoltaicznej, korzystając ze wzoru.

Jak obliczyć moc instalacji fotowoltaicznej? Wzór

Istnieje kilka sposobów na obliczenie szacunkowej mocy instalacji fotowoltaicznej. Najprostszy, ale i też najmniej dokładny zakłada, że produkcję z fotowoltaiki należy dostosować do zużycia, przyjmując, że z 1 kW instalacji otrzymamy 1.000 kWh prądu. Zatem, przy założeniu, że zużywamy rocznie 5.000 kWh, będziemy potrzebować instalacji o mocy ok. 5 kW. Nie jest to jednak precyzyjna metoda. Co więcej, nie dla każdego systemu prosumenckiego będzie ona odpowiednia.

Uniwersalny wzór, pozwalający ustalić, jaka moc fotowoltaiki będzie najlepsza w naszym przypadku wygląda następująco:

gdzie:
Ze – zapotrzebowanie energetyczne (z ostatnich 12 miesięcy oraz planowane w najbliższym czasie) w kWh,
N – nasłonecznienie (w kWh/m2),
W – wydajność instalacji PV,
K – współczynnik korekcji nasłonecznienia.

Warto jednak dodać, że jeśli korzystamy z systemu opustów, konieczne jest uwzględnienie dodatkowych parametrów – autokonsumpcji oraz współczynnika opustu. Wzór na obliczenie mocy instalacji fotowoltaicznej działającej w ramach net-meteringu będzie wyglądać następująco:

gdzie:

Ze – zapotrzebowanie energetyczne (z ostatnich 12 miesięcy oraz planowane w najbliższym czasie) w kWh,
N – nasłonecznienie (w kWh/m2),
W – wydajność instalacji PV,
K – współczynnik korekcji nasłonecznienia.
A – współczynnik autokonsumpcja (%),
Ne – nadwyżka energii odesłana do sieci (%),
Wo – współczynnik opustu (80% lub 70%)

Uwaga! Zsumowany współczynnik autokonsumpcji oraz nadwyżek energii nie może przekroczyć 100%.

Fotowoltaika – jaka moc instalacji w net-billingu?

W przypadku net-billingu przewymiarowanie instalacji fotowoltaicznej nie zawsze będzie opłacalnym rozwiązaniem, dlatego, obliczając moc fotowoltaiki dla nowego systemu rozliczeń warto wykorzystać pierwszy, uniwersalny wzór. Poniżej znajdziecie przykładowe obliczenia.

Ze – Zapotrzebowanie energetyczne (roczne): 5.000 kWh
N – Nasłonecznienie: 1.150 kWh/m2/rok
W – Wydajność instalacji: 80%
K – Współczynnik korekcji nasłonecznienia: 1,06

Moc fotowoltaiki (kW) = 5,12 

Jaka moc fotowoltaiki do domu w systemie opustów?

W przypadku systemu opustów, wzór będzie nieco bardziej skomplikowany. W jego przypadku należy bowiem uwzględnić autokonsumpcję oraz wysokość współczynnika opustu.

Ze – zapotrzebowanie energetyczne: 5.000 kWh
N – nasłonecznienie: 1.150 kWh/m2/rok
W – wydajność instalacji PV: 80%
K – współczynnik korekcji nasłonecznienia: 1,06
A – współczynnik autokonsumpcja: 20%
Ne – nadwyżka energii odesłana do sieci: 80%,
Wo – współczynnik opustu: 0,8

Moc fotowoltaiki (kW) = 6,15

Moc fotowoltaiki – co jeszcze należy wziąć pod uwagę?

Choć powyższe obliczenia mogą wydawać się stosunkowo proste, warto pamiętać, że ustalenie, jaka moc fotowoltaiki będzie wbrew pozorom wcale nie należy do łatwych zadań. W normalnych warunkach, oprócz nasłonecznienia i wydajności instalacji, trzeba wziąć pod uwagę jeszcze inne kwestie, takie jak np. ilość cienia w ciągu roku czy ilość dostępnego miejsca montażu. Dlatego, przy obliczeniu mocy instalacji fotowoltaicznej najlepiej skorzystać z pomocy specjalistów. Ci bazując na swojej wiedzy i korzystając z zaawansowanych systemów komputerowych są w stanie precyzyjnie wyznaczyć optymalną moc instalacji fotowoltaicznej.

Jeśli szukacie specjalisty możecie sprawdzić nasz ranking firm fotowoltaicznych.