Przydomowa elektrownia fotowoltaiczna

panele fotowoltaiczne w przybliżeniuSłońce codziennie wysyła w naszym kierunku energię. Czy wykorzystujemy ją w maksymalnym stopniu? Promieniowanie słoneczne można przecież zamienić na energię elektryczną i cieplną. Jest to nie tylko energia odnawialna, wyjątkowo łatwo dostępna i tania, ale również stuprocentowo czysta i ekologiczna.

Nasza niedoceniana gwiazda

Słońce to wyjątkowy i niezawodny towarzysz życia człowieka. Świeci przecież każdego dnia, bez względu na inne warunki pogody. Nawet w pochmurne dni dociera do nas jego światło. Dzięki wysyłanemu w kierunku Ziemi promieniowaniu w ogóle istnieć może życie na naszej planecie. Zawdzięczamy Słońcu tak wiele, ale czy na pewno korzystamy w pełni ze wszystkich dobrodziejstw, które oferuje nam nasza gwiazda?

Niewyczerpane źródło odnawialnej energii

Słońce wysyła do nas przecież znacznie więcej energii, niż jej potrzebujemy. Energia wytwarzana przez osiem minut naszej gwiazdy wystarczyłaby do pokrycia zapotrzebowania energetycznego ludzkości na cały rok! W dodatku jest to energia praktycznie niewyczerpywalna – przez najbliższe kilka miliardów lat Słońce będzie wysyłać do nas stałą dawkę energii. Nic, tylko czerpać energię słoneczną. Jak to zrobić?

Jak korzystać z energii słońca – przydomowa elektrownia fotowoltaiczna

Promieniowanie słoneczne człowiek wykorzystywać może na dwa sposoby – przekształcając jego energię na energię cieplną bądź elektryczną. Do tego pierwszego zadania służą kolektory cieplne, drugie realizowane jest przez przydomowe elektrownie fotowoltaiczne, złożone z paneli fotowoltaicznych (PV). Oba te systemy nie wiążą się wcale z wielkimi wydatkami, zapewniają za to sporą dawkę niedrogiej energii. Dzięki nim możemy stać się prosumentami, czyli zarówno producentami, jak i konsumentami energii.

System fotowoltaiczny – z czego się składa?

Podstawowymi elementami przydomowej elektrowni fotowoltaicznej są panele fotowoltaiczne, powszechnie nazywane bateriami słonecznymi. Wbudowane w nie są ogniwa fotowoltaiczne. Pod wpływem działania energii słonecznych ulegają one efektowi fotowoltaicznemu, który polega na wytworzeniu się siły elektromotorycznej. W wyniku tego procesu powstaje prąd stały. Dzięki urządzeniu o nazwie inwerter DC/AC, prąd stały jest przetwarzany na prąd zmienny i może być wykorzystany w gospodarstwie domowym.

Prosumencie, produkuj energię z pomocą przydomowej elektrowni fotowoltaicznej

Energię elektryczną możemy produkować na własne potrzeby, ale też ją… sprzedawać. Instalację fotowoltaiczną możemy podpiąć pod standardową sieć elektryczną. Dzięki licznikowi dwukierunkowemu wiemy, ile wynosi różnica między energią wyprodukowaną przez nią i pobraną z sieci. Jeśli prądu wyprodukowaliśmy za mało (np. w dni pochmurne), to możemy dobrać go więcej z sieci. A jeśli wyprodukowaliśmy go więcej, niż w bieżącym momencie możemy odprowadzać go operatorowi. Więcej na ten temat w artykule On grid i off grid – przyłączona do sieci energetyki lub nie.

Możesz też magazynować energię!

Jednak wcale nie trzeba podłączać systemu fotowoltaicznego do sieci – energię przez niego wyprodukowaną możemy przekazywać bezpośrednio do urządzeń elektrycznych. Mamy też możliwość jej magazynowania w akumulatorach chemicznych. Jest to jednak znacznie bardziej kosztowna inwestycja, ponieważ akumulatory i ich cykliczna wymiana to niemały wydatek.

Ciepło ze słońca – kolektory

Energię słoneczną, jak już powiedzieliśmy, możemy także wykorzystać do produkcji energii cieplnej. Urządzenia, które zapewniają ten proces, zwane są kolektorami. Najbardziej typowe kolektory składają się z przezroczystego pokrycia, absorbera, czyli powierzchni chłonącej energię ze słońca, wymiennika ciepła oraz izolacji. Kolektory są zwykle wykorzystywane do przygotowywania ciepłej wody lub przygotowywania ciepłej wody i wspomagania centralnego ogrzewania. Są w stanie działać nawet w dni pochmurne – w sytuacji, w której nasłonecznienie jest zbyt słabe, dodatkowe źródło energii podgrzewa wodę.

Jak działają kolektory solarne?

Pod wpływem promieni słonecznych nagrzewa się absorber, czyli powierzchnia pochłaniająca. Ona natomiast przekazuje energię cieplną specjalnemu czynnikowi o bardzo niskiej temperaturze zamarzania, tak zwanemu glikolowi wysokotemperaturowemu. Następnie glikol kierowany jest do wężownicy zasobnika solarnego, gdzie oddaje ciepło, nagrzewając wodę. W instalacji, w której kolektor wspomaga centralne ogrzewanie, nagrzana woda przekazywana jest do kotła, a następnie trafia do grzejników.

Gdzie można umieścić baterie słoneczne?

Baterie słoneczne z reguły umieszcza się na dachach budynków – jeśli dom ma dach spadzisty, to bezpośrednio na jego pokryciu, a jeśli dach jest płaski, to na dodatkowych stojakach. Panele można oczywiście też montować w innych miejscach, na przykład na ścianach budynków. Zgodnie z prawem budowlanym, zainstalowanie panelu fotowoltaicznego nie wymaga pozwolenia od nadzoru budowlanego.

Optymalne warunki rozmieszczenia paneli fotowoltaicznych

W przeciwieństwie do elektrowni wiatrowych (zobacz: Przydomowa elektrownia wiatrowa) czy wodnych (zobacz: Mikro i małe elektrownie wodne) warunki terenu nie są aż tak istotne dla wydajności elektrowni słonecznych. Ale, rzecz jasna, możemy ustawić panele fotowoltaiczne w taki sposób, by czerpały maksymalnie dużo promieniowania słonecznego. Najlepiej jest ustawiać je w kierunku południowym.

Jeśli chcemy umieścić je na dachu, można ewentualnie skierować je na wschód lub zachód. Unikać należy zacienienia ze strony jakichś towarzyszących obiektów, jak budynki czy drzewa – panele powinny być wystawione na słońce w maksymalnym możliwym stopniu. Nie każdy wie, że także kąt nachylenia PV jest istotny – panele powinny być nachylone pod optymalnym kątem 30-35 stopni w lecie, natomiast zimą pod kątem około 60 stopni. Ta wartość związana jest oczywiście z naszą szerokością geograficzną. Pod tym kątem panele odbiorą najwięcej energii.

Program Prosument promuje energię słoneczną

Program Prosument, prowadzony przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, promuje zakup i montaż małych instalacji lub mikroinstalacji odnawialnych źródeł energii, do produkcji energii elektrycznej lub ciepła. Obejmuje również dofinansowanie małej elektrowni słonecznej i kolektora solarnego. W przypadku systemów fotowoltaicznych dofinansowanie ( na dzień 06.02.2017 r.) wynosi dla instalacji o mocy do 5 kW 7 000 zł/kWp, a dla instalacji o mocy powyżej 5 do 40 kW 6 000 zł/kWp.

Jeżeli projekt instalacji przewiduje montaż akumulatorów do magazynowania energii elektrycznej, to maksymalny koszt kwalifikowany instalacji powiększa się o 5 000 zł/kWh pojemności akumulatora. Dla kolektorów słonecznych dofinansowanie wynosi 2 000 zł/kW (moc określona zgodnie z normą PN-EN 12975-1 lub równoważną, przy różnicy temperatury (Tm-Ta)=50 K i natężeniu promieniowania słonecznego G=1000 W/m2.Więcej o programie Prosument i jego ofercie w artykułach Prosument, Wymagania formalno-prawne i Jakie źródło-jaka instalacja.

Przydomowa elektrownia fotowoltaiczna – dlaczego warto?

Jakie korzyści niesie więc przydomowa elektrownia fotowoltaiczna? Dzięki nim przynajmniej częściowo możemy uniezależnić się od dostaw energii z sieci. Trzeba tu zaznaczyć jednak, że inwestycja w panele fotowoltaiczne zwróci się dopiero po kilku latach. Jest to chyba jednak gra warta świeczki, ponieważ energia słoneczna to tani i całkowicie czysty sposób pozyskiwania energii elektrycznej, podobnie jak kolektory są ekologicznym rozwiązaniem dla energii grzewczej w naszym gospodarstwie domowym. Korzystać z energii słonecznej możemy tak naprawdę w każdych warunkach geograficznych, bo słońce dociera przecież wszędzie. Jest to też źródło energii faktycznie niewyczerpane. Zdecydowanie warto więc jest rozważyć bycie prosumentem.