Ile paneli fotowoltaicznych na dom 100 m2, 150 m2, 200 m2?

Jaka moc paneli fotowoltaicznych na dom? Dlaczego odpowiedź nie jest prosta

Zacznijmy od tego, że nie ma uniwersalnej odpowiedzi na pytanie, jaka moc paneli fotowoltaicznych na dom wystarczy, by pokryć jego zapotrzebowanie energetyczne. Każdy budynek jest inny pod względem zużycia prądu i ciepła, nawet jeśli na pierwszy rzut oka wydaje się on być kopią drugiego budynku.

Ta sama zasada odnosi się do instalacji fotowoltaicznych. Choć dla niewprawnego obserwatora wszystkie systemy PV mogą wyglądać tak samo, ilość generowanej z nich energii może być diametralnie różna. Inną produkcję mogą mieć nawet dwa systemy PV o dokładnie takiej samej mocy i konfiguracji sprzętowej. Poniżej wyjaśnimy, dlaczego tak się dzieje.

Ile paneli fotowoltaicznych na dom? Dom domowi nierówny

W domach energia może być konsumowana w różnych celach i w różnej ilości. W niemal każdym z nich energię elektryczną wykorzystuje się do zasilania urządzeń RTV i AGD, a także do oświetlenia. Nie każdy z nas korzysta jednak z dokładnie takiego samego typu i ilości sprzętów, podczas gdy cechy te mają kluczowy wpływ na ilość zużywanej energii, a tym samym na wymaganą ilość paneli fotowoltaicznych.

Do tego dochodzi fakt, że w niektórych domach energia elektryczna służy także do zaspokajania innych codziennych potrzeb, np. przygotowywania posiłków (np. z pomocą płyty indukcyjnej), przygotowywania CWU, ogrzewania, a także wentylacji. I gdy weźmiemy pod uwagę szczególnie te trzy ostatnie aspekty (CWU, ogrzewanie i wentylację) sprawa zaczyna się mocno komplikować. W grę zaczynają bowiem wchodzić kwestie związane z efektywnością energetyczną budynku (bądź też klasą energetyczną budynku).

To ile energii zużyje budynek na potrzeby ogrzewania, CWU i wentylacji zależy bowiem od szeregu zmiennych, w tym m.in.:

• materiałów wykorzystanych do budowy – w szczególności materiałów izolacyjnych. Budynki nieocieplone pochłoną i stracą ogromną ilość energii. Budynki zaizolowane np. “białym styropianem” będą bardziej efektywne, ale nie mogą się równać z budynkiem zaizolowanym np. pianą PUR.
• konstrukcji budynku – znaczenie ma np. umiejscowienia okien, które mogą generować zyski cieplne, zmniejszające koszty ogrzewania.
• poprawności wykonanych prac, chodzi np. o unikanie mostków cieplnych czy zawilgoceń.
• zastosowanej metody wentylacji – wentylacja grawitacyjna przyczynia się do znacznych strat cieplnych, z kolei wentylacja mechaniczna wiąże się z poborem prądu.
• zastosowanego źródła ciepła i jego sprawności – każde źródła ciepła posiada swoją sprawność, czyli zdolność do przekształcania paliwa na energię cieplną. Wyższa sprawność przekłada się na znacznie niższy pobór prądu.

O ilości energii wykorzystywanej na potrzeby ogrzewania, CWU i wentylacji wykorzystuje się parametr tzw. energii użytkowej. Określa on ile konkretnie energii zużyjemy na ten cel. Określa się go w kWh/m2/rok. W standardowych, nowoczesnych budynkach (ewentualnie gruntownie termomodernizowanych) współczynnik energii użytkowej wynosi 40 – 60 kWh/m2/rok.

Gdy uwzględnimy wszystkie powyższe kwestie okaże się, że dwa z pozoru identyczne budynki mają zupełnie różne poziomy zużycia energii. A to oznacza, że będą wymagały innej ilości paneli fotowoltaicznych. Dochodzimy do kolejnego wątku komplikującego odpowiedź na pytanie, jaka moc paneli fotowoltaicznych na dom będzie odpowiednia.

Jakiej mocy fotowoltaika do domu? To zależy

Zróżnicowanie pod względem efektywności występuje również w przypadku instalacji fotowoltaicznych. Każdy z systemów PV może bowiem działać z różną wydajnością. Co na to wpływa? Czynników może wiele, w tym np.:

• Charakterystyka zastosowanych podzespołów – zarówno panele fotowoltaiczne, jak przetwornice prądu stałego (falowniki, mikrofalowniki) cechują pewne parametry decydujące o ich zdolności do generowania energii elektrycznej. Mowa tu przede wszystkim o sprawności (istotnej zarówno dla falownika, jak i modułów). Oprócz tego, w przypadku paneli znaczenie mają jednak również np. współczynniki temperaturowe czy współczynnik degradacji. To sprawia, że w zależności od wybranej kombinacji urządzeń, uzysk z tej samej ilości paneli PV może być inny.
• Kwestia zacienienia i nasłonecznienia – truizmem będzie stwierdzenie, w przypadku fotowoltaiki unika się cienia. Nawet częściowe i chwilowe zasłonięcie pojedynczego modułu przełoży się na spadek produkcji w całej instalacji. Przy czym nie zawsze da się go wyeliminować w 100%. Jednak nawet przy niezacienionej instalacji produkcja z 1 kW fotowoltaiki może być różna – wynika to faktu, że regiony w Polsce nie mają jednakowego potencjału wytwórczego. Więcej na ten temat dowiecie się z naszego artykułu: Wydajność fotowoltaiki w ciągu roku – jak wygląda?.
• Kąt nachylenia i azymut – w Polsce optymalny kąt nachylenia wynosi ok. 35 stopni. Moduły powinny być też skierowane na południe (jeśli chcemy zmaksymalizować produkcję). Nie zawsze jednak warunki są tak idealne. Odchylenia od tych wartości oznaczają kilku – kilkunastoprocentowe spadki w produkcji.
• Kwestie elektroenergetyczne – związane np. ze stanem domowej instalacji elektrycznej, ale także możliwościami odbioru energii przez sieć elektroenergetyczną w miejscu montażu (to od nich zależy m.in. brak problemów dotyczących za wysokiego napięcia w sieci przy fotowoltaice).
• Poprawność montażu – nawet najwyższej jakości sprzęt, zamontowany niepoprawnie, nie będzie generował prognozowanej ilości energii. Dlatego tak ważny jest właściwy dobór ekipy.

Upraszczając można przyjąć, że w Polsce z 1 kW instalacji fotowoltaicznej otrzymamy ok. 1.000 kWh energii elektrycznej. Na tym założeniu będziemy bazować w dalszych obliczeniach.

Jeśli chcecie być dokładniejsi możecie skorzystać ze wzoru na obliczenie mocy instalacji fotowoltaicznej, który znajdziecie w naszym artykule: Net-billing a przewymiarowanie instalacji fotowoltaicznej – jak obliczyć moc fotowoltaiki?

Ile paneli fotowoltaicznych na dom 100 m2, 150 m2, 200 m2? Najpierw ustal zużycie

Jak widzicie, bez głębszej analizy zużycia energii, nie da się odpowiedzieć na pytanie, ile paneli fotowoltaicznych wystarczy by zasilić dom jednorodzinny. Wystarczy jednak sprawdzimy zapotrzebowania energetyczne budynku, by wszystko stało się jasne. Skąd wziąć informacje na ten temat?

Podstawowym źródłem informacji będzie nasz rachunek za prąd, na którym powinniśmy znaleźć statystyki dotyczącego zużycia energii z ostatnich 12 miesięcy.

Jeśli prądu używacie nie tylko do oświetlenia i zasilania domowych sprzętów, ale także do gotowania, ogrzewania, wentylowania etc., może to być również Wasze jedyne źródło informacji.

Trudniej będzie, jeśli dopiero planujecie wykorzystać prąd, jako podstawowe źródło energii. Wówczas, konieczne będzie oszacowanie przyszłego zużycia energii. W tym celu możecie skorzystać np. z kalkulatora zużycia prądu.

Jeśli planujecie także zamianę kotła na ogrzewanie elektryczne, będziecie jeszcze potrzebować danych dotyczących energii użytkowej z tzw. świadectwa charakterystyki energetycznej budynku (lub charakterystyki energetycznej budynku), ewentualnie z OZC.

W przypadku ogrzewania elektrycznego musimy też znać sprawność źródła ciepła, która będzie decydowała o ostatecznej ilości pobieranego prądu. I tak przykładowo, w przypadku kotłów elektrycznych sprawność nie przekroczy 100%. Pompy ciepła charakteryzuje średnioroczna sprawność na poziomie ok. 300%. Co to oznacza w praktyce? Standardowy kocioł elektryczny, by dostarczyć 1 kWh ciepła potrzebuje 1 kWh energii elektrycznej. Pompa ciepła o średniorocznej sprawności na poziomie 300% (SCOP = 3) z 1 kWh energii elektrycznej dostarczy 3 kWh energii cieplnej.

Jak mając te wszystkie dane możemy ustalić, ile paneli fotowoltaicznych na dom 100 m2, 150 m2, 200 m2 wystarczy by zaspokoić zapotrzebowanie energetyczne?

Ile paneli fotowoltaicznych na dom 100 m2?

By zaspokoić zapotrzebowanie na prąd użytkowy (oświetlenie, RTV, AGD) dla przeciętnego 100-metrowego domu i 3-osobowej rodziny, zużywającej rocznie 1.600 kWh wystarczy instalacja o mocy ok. 1,6 kW, składająca z 4 paneli o mocy ok. 400 W. Jeśli fotowoltaika miałaby służyć również do ogrzewania kotłem elektrycznym konieczne było zwiększenie mocy systemu PV do 7,1 kW. To około 18 modułów o mocy 400 W.

Jak to obliczyliśmy? Jako przykład posłużył nam budynek o powierzchni 100 m2, w którym mieszkają 3 osoby. Zużycie energii elektrycznej na potrzeby oświetlenia, urządzeń domowych) wynosi w tym przypadku 1.600 kWh rocznie. Dom posiada dobrą izolację, dzięki której energia użytkowa na potrzeby ogrzewania, wentylacji i CWU wynosi 55 kWh/m2/rok. Do ogrzewania i przygotowywania CWU wykorzystywane jest kocioł elektryczny, którego sprawność wynosi ok. 100%.

By pokryć zapotrzebowanie na prąd do oświetlenia i zasilania domowych urządzeń wystarczyłaby instalacja o mocy ok. 1,6 kW, czyli około 4 moduły o mocy 415 W. Jak to wyliczyliśmy? Wystarczy pamiętać, że 1 kW instalacji PV w Polsce generuje rocznie ok. 1.000 kWh. Dalsze obliczenia są proste:

1.600 kWh / 1.000 kWh/kW = 1,6 kW

Jeśli panele miałby służyć również ogrzewaniu, musimy wziąć pod uwagę również wskaźnik energii użytkowej – 55 kWh/m2/rok i sprawność źródła ciepła (w tym przypadku mamy stosunek energii oddanej do pobranej 1:1).

Całkowite roczne zapotrzebowanie energetyczne budynku wynosi zatem 7.100 kWh, bo

55 kWh/m2/rok x 100 m2 + 1.600 kWh = 7.100 kWh/rok. 

Wymagana moc systemu w tym przypadku wynosiłaby ok. 7,1 kW (7.100 W). W przeliczeniu na przeciętną moc modułów PV (ok. 400 W), daje to nam ok. 18 modułów. Ich liczbę zmniejszymy wybierając modele o wyższej mocy nominalnej – np. tyle samo prądu wygeneruje ok. 14 modułów o mocy 500 W.

Ile paneli fotowoltaicznych na dom 150 m2?

W domu o powierzchni 150 m2, zamieszkiwanym przez 4 osoby zużywające rocznie ok. 2.000 kWh, wystarczy zamontować ok. 5 modułów o mocy 400 W (razem – 2 kW). Gdy dom zasilałyby grzejniki elektryczne, by pokryć całkowite zapotrzebowanie na prąd konieczna byłaby instalacja o mocy 11 kW, składająca się z 28 paneli 400 W. 

Do obliczeń wzięliśmy budynek o powierzchni 150 m2, w którym mieszka 4-osobowa rodzina. W ciągu roku na oświetlenie i zasilanie domowych sprzętów zużyje ona 2.000 kWh. Sam dom jest zaledwie kilkuletni, zatem jego współczynnik energii użytkowej wynosi 60 kWh/m2/rok. Dom zasilany jest grzejnikami elektrycznymi o sprawności 100%.

Najpierw obliczmy zużycie energii elektrycznej dla pompy:

(60 kWh/m2/rok x 150 m2) = 9.000 kWh

Przez rok, według uproszczonych obliczeń pompa zużyje ok. 9.000 kWh. Do tego doliczamy zużycie domowe – 2.000 kWh. Razem daje to 11.000 kWh.

11.000 kWh / 1.000 kWh/kW = 11 kW

Wyliczona wyżej instalacja 11 kW (11.000 W) to system złożony z ok. 28 modułów o mocy 400 W.

Ile paneli fotowoltaicznych na dom 200 m2?

W domu o powierzchni 200 m2, w którym zużywa się ok. 3.000 kWh energii na potrzeby oświetlenia, RTV i AGD wystarczy instalacja złożona z 8 modułów o mocy 400 W (ok. 3 kW). Jeśli dom ogrzewałaby pompa ciepła z SCOP 3,5 konieczne byłoby zwiększenie ich liczby do 18 sztuk (łącznie ok. 7 kW).

W grę wchodzi termomodernizowany budynek o powierzchni 200 m2, współczynniku energii użytkowej 70 kWh/m2/rok. Mieszka w nim 5-osobowa rodzina, która rocznie potrzebuje ok. 3.000 kWh prądu (do zasilania domowych sprzętów). Budynek zasila pompa ciepła o sprawności 350%.

3.000 kWh / 1.000 kWh/kW = 3 kW
(70 kWh/m2/rok x 200 m2) / 3,5 (sprawność pompy) = 4.000 kWh.
4.000 kWh / 1.000 kWh = 4 kW (4.000 W)
4 kW + 3 kW = 7 kW (7.000 W)
7.000 W / 400 W = 17,5 sztuk modułów

W powyższym przypadku dom zasilany kotłem elektrycznym będzie wymagał ok. 18 modułów o mocy 400 W.

Nie wiesz jakiej mocy fotowoltaika do domu? Skorzystaj z pomocy specjalistów

Jak mogliście zauważyć, wielkość domu nie musi mieć znaczenia przy ustalaniu mocy instalacji PV i ilości paneli fotowoltaicznych. Dom o powierzchni 200 m2 może wymagać mniej paneli fotowoltaicznych niż budynek o powierzchni 150 m2. Wszystko zależy od zapotrzebowania energetycznego budynku.

Musicie też pamiętać, że wskazane powyżej obliczenia są orientacyjne. Dokładne wyliczenia wymagałyby uwzględnienia kwestii indywidualnych dla każdego budynku, miejsca montażu PV i potrzeb inwestora.

Dlatego, odpowiedź na pytanie: “Jakiej mocy fotowoltaika do domu będzie odpowiednia?” najlepiej zostawić specjalistom. Może to być np.:

• doradca energetyczny z firmy zajmującej się montażem instalacji fotowoltaicznych (sprawdźcie nasz ranking firm fotowoltaicznych),
• ekspert zajmujący się doborem pomp ciepła i PV (znajdziecie takiego za pomocą naszego rankingu firm montujących pompy ciepła),
• specjalista z doradztwa energetycznego – ranking firm znajdziecie na naszej stronie: https://enerad.pl/doradztwo-energetyczne/ranking-firm-doradztwa-energetycznego/.

Dzięki temu będziecie mieć pewność, że ilość paneli fotowoltaicznych dla Waszego domu, bez względu na jego wielkość, będzie odpowiednia.