Nadwyżka energii z fotowoltaiki - jak ją wykorzystać?

Nadwyżka energii z fotowoltaiki - kiedy powstaje?

Zacznijmy od przypomnienia, jak działa fotowoltaika. Panele fotowoltaiczne produkują prąd z promieni słonecznych. Jest to jednak prąd stały, który, by mógł zostać przez nas wykorzystany, musi zostać zamieniony na prąd zmienny. Wygenerowana i przetworzona energia fotowoltaiczna, z racji właściwości energii elektrycznej, w pierwszej kolejności trafia do naszej domowej sieci i zasila działające w niej urządzenia.

Profil produkcji energii z fotowoltaiki bardzo rzadko pokrywa się jednak z profilem zapotrzebowania na energię - szczególnie w gospodarstwach domowych. Panele fotowoltaiczne najwięcej energii produkują bowiem w okolicach południowych, czyli wtedy, gdy domowników zwykle nie ma na miejscu. Bieżące zużycie (autokonsumpcja) jest wówczas bardzo niskie i właściwie wszystko, co wyprodukuje fotowoltaika jest nadprodukcją.

Źródło: Dzienna produkcja energii z fotowoltaiki, opracowanie własne Enerad.pl

Źródło: profil zużycia energii w gospodarstwie domowym, opracowanie własne Enerad.pl

Pozostaje pytanie - co się dzieje z taką energią? Czy nadwyżka prądu z fotowoltaiki przepada? Odpowiedź na to pytanie zależy od kilku czynników - wielkości instalacji, jej charakteru oraz obowiązujących przepisów.

Czy nadwyżka prądu z fotowoltaiki przepada? Instalacje prosumenckie

Fotowoltaiczne instalacje prosumenckie to takie, które spełniają łącznie kilka warunków:

• są podłączone do sieci energetycznej o napięciu niższym niż 110 kV;
• charakteryzują się mocą nie większą niż 50 kW;
• produkują energię elektryczną ze słońca na własny użytek - to znaczy, produkcja ta nie stanowi dla nich przeważającej części działalności gospodarczej.

Od 2019 roku za instalacje prosumenckie uważa się nie tylko te instalacje, które zostały zamontowane przez osoby fizyczne, ale również te, które należą do firm, JST, związków wyznaniowych czy stowarzyszeń.

Nadwyżka energii z fotowoltaiki a system opustów

Prosumenci, którzy do 31 marca 2022 roku (lub wcześniej) złożą wniosek o przyłączenie instalacji, będą mogli korzystać z tzw. systemu opustów. Zgodnie z nim nadwyżki energii elektrycznej są oddawane do sieci energetycznej, jak do wirtualnego magazynu. Stamtąd, mogą zostać odebrane przez prosumenta przez okres 12 miesięcy od wprowadzenia - po tym czasie przepadną bezpowrotnie. Przy odbiorze nadwyżek potrąca:

• 20% wprowadzonych energii - w przypadku instalacji o mocy do 10 kW;
• 30% energii z fotowoltaiki o mocy większej niż 10 kW;

Ta część, która nie wraca, to rekompensata dla sprzedawców energii, za jej przechowywanie. Cały proces rozliczania energii z fotowoltaiki odbywa się automatycznie, z wykorzystaniem licznika dwukierunkowego, które rejestruje ilość energii oddanej i pobranej.

Jak to wygląda w praktyce? Oto przykład - w uproszczeniu.

Instalacja pana Kowalskiego o mocy 3 kW wyprodukowała 100 kWh energii. Z tego, 30 kWh rodzina pana Kowalskiego zużyła na bieżąco. Pozostałe 70 kWh energii trafiło do sieci, skąd będzie je mógł pobrać później, np. wieczorem. Z tym, że do zwrotu będzie jedynie 56 kWh (0,8 x 70 kWh = 56 kWh).

Z racji systemu opustów i potrąceń, prosumenckie instalacje fotowoltaiczne są specjalnie projektowane w taki sposób, by generowały określoną liczbę nadwyżek energii, które wyprodukowane w dużej ilości np. wiosną i latem, będą mogły zostać w całości odbrane jesienią i zimą, gdy produkcja jest mniejsza. W ten sposób, odpowiednie przewymiarowanie instalacji może sprawić, że za energię czynną nie zapłacimy ani złotówki, a jedynym kosztem związanym z rachunkami za prąd pozostaną opłaty stałe w wysokości kilkudziesięciu złotych.

Kluczem jest tu słowo “odpowiednie”. W niektórych przypadkach, nadwyżki energii z fotowoltaiki podłączonej do sieci mogą zostać zmarnowane. O tym napiszemy jednak nieco później.

Nadwyżka energii z fotowoltaiki a net-billing

Instalacje, które zostaną zgłoszone od 1 kwietnia 2022 roku (po okresie przejściowym trwającym do 1 lipca 2022 roku, podczas którego tymczasowo będzie obowiązywał je system opustów) będą korzystać już z net-billingu. Na czym to polega?

Zgodnie z zapisami ustawt o OZE, w net-billingu nadwyżka energii jest wyceniana po średniej cenie energii obowiązującej w danym miesiącu, na rynku hurtowym (od 2024 roku cena będzie ustalana godzinowo). Uzyskany w ten sposób kapitał trafia na specjalne konto i tworzy tzw. depozyt prosumencki. Jego zawartość jest później pomniejszana o wartość energii pobranej z sieci - zgodnie z cennikiem naszego sprzedawcy energii.

Okres rozliczeniowy w net-billingu również trwa 12 miesięcy, jednak inaczej niż w przypadku net-meteringu, niewykorzystana w tym czasie energia nie przepada w całości. Zgodnie z ustawą o OZE: "niewykorzystane środki stanowią nadpłatę, która jest zwracana prosumentowi energii odnawialnej, prosumentowi zbiorowemu energii odnawialnej lub prosumentowi wirtualnemu energii odnawialnej przez sprzedawcę, o którym mowa w art. 40 ust. 1a, w terminie nie dłuższym niż do końca 13. miesiąca następującego po danym miesiącu. Wysokość zwracanej nadpłaty nie może przekroczyć dwudziestu procent wartości energii elektrycznej wprowadzonej do sieci w miesiącu kalendarzowym, którego dotyczy zwrot nadpłaty".

Jak to będzie działać w praktyce? Oto uproszone obliczenia.

Instalacja pana Kowalskiego w lipcu wyprodukowała 100 kWh energii. Z tego, 30 kWh rodzina pana Kowalskiego zużyła na bieżąco. Pozostałe 70 kWh energii trafiło do sieci i zasiliło jego depozyt prosumencki wartością 26,46 zł [70 x 0,378 zł (średnia cena z TGE lipiec 2021) = 26,46 zł] . Jednocześnie Pan Kowali zużył dobrał 50 kWh energii, wartej 33,50 zł (50 x 0,67 (stawka z cennika sprzedawcy) = 33,50 zł. Tym samym jego rachunek za ten miesiąc wyniesie 7,04 zł.

Instalacja on-grid: kiedy nadwyżka prądu z fotowoltaiki może przepaść?

Jak już wspominaliśmy, na odbiór energii, czy to z wirtualnego magazynu macie cały rok czy też w ramach net-billingu - czyli dokładnie tyle, ile trzeba, by braki w produkcji jesienią i zimą pokryć energią fotowoltaiczną wyprodukowaną wiosną i latem. Czasem jednak, ilość nadprogramowej energii jest tak duża, że nie jesteśmy w stanie jej wykorzystać w zadanym terminie 12 miesięcy. Wówczas będzie ona nam przepadać.

Kiedy podobna sytuacja będzie miała miejsce? W zasadzie opcje są dwie:

• jeśli nasza instalacja zostanie za bardzo przewymiarowana - zdarza się, że nieuczciwe firmy fotowoltaiczne “wciskają” klientom za duże zestawy fotowoltaiczne, by osiągnąć większy zysk. Taka instalacja jest dla inwestora podwójnie nieopłacalna. Po pierwsze kosztuje go więcej, a po drugie traci on na niewykorzystanych nadwyżkach prądu - dzieje się tak, bez względu na sposób rozliczenia.
• jeśli nasze zużycie znacząco spadnie - co jest raczej rzadką sytuacją, bo właściciele instalacji PV mają raczej tendencję do zwiększania ilości zużywanej energii (bo przecież mają ja za darmo).

Jeśli nie chcemy, by nasza instalacja produkowała zbyt dużo nadwyżek, najlepiej jest skorzystać z usług rzetelnej i profesjonalnej firmy fotowoltaicznej. Taką znajdziecie w naszym rankingu firm fotowoltaicznych.

Nadmiar energii z fotowoltaiki a instalacja off-grid

Prosumenckie instalacje on-grid, choć najpopularniejsze, nie są jedynym rozwiązaniem fotowoltaicznym. Popularne są bowiem również tzw. instalacje fotowoltaiczne off-grid, czyli takie nie są podłączone do sieci.
Również i w przypadku tego typu instalacji PV, wyprodukowana energia w pierwszej kolejności trafia do pracujących urządzeń. A co się dzieje z nadwyżkami?

W instalacji off-grid nadwyżki energii nie przepadają, jeśli system wyposażony jest w magazyn energii - np. akumulator, który będzie przechowywał nadprodukcję. Z niego energia jest pobierana, gdy instalacja fotowoltaiczna nie pracuje - np. nocą.

Instalacja off-grid, w której nadwyżki są magazynowane, zapewnia inwestorowi całkowitą niezależność od sieci energetycznej. Zwykle są wykorzystywane w miejscach, gdzie założenie przyłącza jest niemożliwe - przykładem może być fotowoltaika na działkę.

Nadwyżka prądu z fotowoltaiki a instalacja hybrydowa

Specyficznym przypadkiem są tzw. instalacje fotowoltaiczne hybrydowe, czyli takie, które stanowią połączenie instalacji on-grid i off-grid. Instalacja fotowoltaiczna hybrydowa jest zatem podłączona do sieci elektroenergetycznej, a także posiada magazyn energii do przechowywania nadwyżek.

Jak działa taki system? Standardowo, energia fotowoltaiczna wygenerowana przez panele fotowoltaiczne najpierw zasila pracujące urządzenia. Następnie, to co nie zostanie wykorzystane, trafia do magazynu energii. Dopiero gdy zostanie on napełniony, pozostała energia trafia do sieci energetycznej. Gdy potrzebujemy energii, najpierw jest ona pobierana z magazynu, a gdy jej zabraknie - z sieci. Dzięki temu, przez większość czasu korzystamy wyłącznie z własnego, darmowego prądu i minimalizujemy straty na rzecz sieci energetycznej.

Jest to rozwiązanie, które coraz bardziej zyskuje na popularności, z różnych względów:

• zapewnia bezpieczeństwo dostaw prądu, z racji tego, że fotowoltaika hybrydowa nie wyłączy się w przypadku awarii sieci, tak jak fotowoltaika on-grid;
• pozwala na maksymalizację wykorzystania wyprodukowanej energii, bez strat dla sieci energetycznych;
• gwarantuje większą elastyczność - w dużej mierze pozostajemy samowystarczalni, co sprawia, że ryzyko wzrostów cen prądu czy zmian w systemie prosumenckim (o których napiszemy niżej) będzie nas dotyczyć w mniejszym stopniu.

Rozwiązania hybrydowe są również mocno zalecane, dla utrzymania stabilności działania całego polskiego systemu elektroenergetycznego. Dlaczego? Duża liczba instalacji on-grid zwiększa napięcie w sieci, co w efekcie może doprowadzić do przeciążenia. By go uniknąć operatorzy mogą odłączyć część instalacji - w tym i Waszą.

Fotowoltaika - co z nadmiarem energii w instalacjach innych niż prosumenckie?

W przypadku instalacji fotowoltaicznych o mocy większej niż 50 kW, zamontowanych np. w większych przedsiębiorstwach, wyprodukowana energia znów najpierw trafia do lokalnej sieci elektrycznej, zasilając działające urządzenia. Tu, inaczej niż w przypadku instalacji prosumenckiej, niewykorzystany prąd może jednak jedynie zostać sprzedany, po średniej cenie sprzedaży energii na rynku konkurencyjnym w poprzednim kwartale.

W 2020 roku, średnia cena sprzedaży energii na rynku konkurencyjnym wyniosła 252,69 zł/MWh i była najwyższą ceną od 12 lat. Jednak mimo tego, jest to stawka o ok. 60% mniejsza od stawki, jaką płacą podmioty za energię pobraną z sieci.

Zarządzanie nadwyżkami energii z fotowoltaiki w przypadku większych instalacji PV nie jest zatem tak opłacalne, jak w przypadku instalacji prosumenckich. Zła wiadomość jest jednak taka, że może się okazać, że już od 2022 roku podobne zasady będą obowiązywały także i prosumentów.

Nadmiar energii z fotowoltaiki - dlaczego net-billing zastąpi system opustów?

Proponowany sposób rozliczania energii z fotowoltaiki, w ramach net-billingu, nie spotkał się z przychylnością rynku, jak i samych prosumentów. Dlaczego?

By odpowiedzieć na to pytanie, posłużmy się przykładem gospodarstwa domowego płacącego, które zużywa ok. 3.700 kWh energii rocznie. Jej koszt to ok. 2.640 zł. Dzięki instalacji fotowoltaicznej o mocy 4,58 kW działającej w systemie opustów, rachunki za prąd w tym domu zmalałyby o ok. 2.350 zł. W zaproponowanym systemie sprzedaży, przy założeniu autokonsumpcji na poziomie 30%, oszczędności wyniosłyby jedynie ok. 1040 zł.

Co sprawiło, że rząd rozważa wprowadzenie tego rozwiązania? Zmiany są argumentowane m.in. koniecznością dostosowania polskiego prawa do przepisów unijanych. Jasne jest jednak, że znacznie większy wpływ na pojawienie się propozycji zmian jest sytuacja spółek energetycznych.

Jak już wspominaliśmy, lawinowo rosnąca liczba prosumentów (których w III kwartale 2021 roku mieliśmy już ponad 700 tysięcy), sprawiła, że nad przestarzałymi sieciami energetycznymi zawisła groźba przeciążeń - operatorzy systemów od jakiegoś czasu ostrzegali, że obecny system jest zbyt wymagający. To jednak tylko jedna strona medalu. Drugą, są pieniądze, które na prosumentach tracą sprzedawcy energii. Instalacja PV oznacza mniejsze zużycie energii z konwencjonalnego źródła i starty w sprzedaży. Co więcej, system opustów skonstruowany jest w taki sposób, że w przypadku odbieranych nadwyżek prosument otrzymuje upust na opłaty dystrybucyjne. Całość tej kwoty musiała jednak trafić do operatora. Koszt dystrybucji ponosił więc sprzedawca energii, co generowało mu straty tym większe, im bardziej rosła liczba prosumentów.

System opustów musiał zatem zniknąć, by sprzedawcy energii (czyli zwykle spółki-siostry operatorów energii) nie notowali strat. Stracą jednak tym razem prosumenci. Czy istnieje sposób na opłacalne funkcjonowanie fotowoltaiki w proponowanym systemie? Owszem. Odpowiedzią jest wyższa autokonsumpcja i magazynowanie energii.

Jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki?

W przeciętnym gospodarstwie domowym, posiadającym instalację fotowoltaiczną, autokonsumpcja rzadko kiedy przekracza 30%. Jest tak, gdyż jak już wskazywaliśmy, energia najintenstywniej produkowana jest w czasie, gdy domowników nie ma w domu - w godzinach 7-15. Gdy wracają ok. godziny 16-17, produkcja zaczyna spadać, a drastycznie rośnie zużycie. Oszczędności z fotowoltaiki w takim modelu, szczególnie w obliczu proponowanych zmian systemu rozliczania prosumentów, nie będą wielkie. Dlatego ważne jest rozsądne zarządzanie energią w domu. Jak zatem zwiększyć opłacalność instalacji fotowoltaicznej - zarówno tej działającej w systemie opustów, jak i bez?

Zwiększ autokonsumpcję energii fotowoltaicznej

Tu rachunek jest prosty - jeśli przy codziennych czynnościach pochałaniających prąd, będziemy zużywać energię ze słońca, nie będziemy musieli jej kupować po wysokich stawkach od sprzedawców. A zatem warto zmienić kilka nawyków tak, by zwiększyć zużycie w ciągu dnia:

• Czynności, takie jak pranie czy zmywanie w zmywarce ustawiaj z funkcją opóźnienia w taki sposób, by rozpoczynały się w godzinach największej produkcji z fotowoltaiki.
• Prace, które generują spore zużycie energii, ale wymagają Twojej obecności - np. prasowanie, planuj na dni weekendowe.
• Rozważ montaż urządzeń elektrycznych do ogrzewania/chłodzenia domu i ogrzewania ciepłej wody użytkowej, które będą mogły pobierać energię do generowania ciepła z nadwyżek z fotowoltaiki. Szczególnie korzystnym rozwiązaniem może być pompa ciepła, która może zwiększyć autokonsumpcję do ok. 60%.

Oczywiście możliwości spożytkowania energii na bieżąco, gdy nie ma nas w domu, są ograniczone. Kontrolowanie zużycia prądu może też być wymagające, szczególnie w dzisiejszych, tak zabieganych czasach. Dlatego, warto rozważyć różnego rodzaju systemu do zarządzania energią.

Jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki z pomocą inteligentnych systemów?

Inteligentne zwiększanie autokonsumpcji to temat, który spotyka się z coraz większym zainteresowaniem właścicieli mikroinstalacji prosumenckich. Jego znaczenie rośnie m.in. ze względu na zmianę systemu opustów na system net-billingu - w jego przypadku maksymalizacja zużycia bieżącego będzie miała kluczowe znaczenie dla opłacalności fotowoltaiki. Z tej przyczyny ręczne sterowanie zużyciem może okazać się niewystarczające. By odpowiadać na potrzeby prosumentów powstają systemy do inteligentnego sterowania konsumpcją energii.

Są to urządzenia i dedykowane im aplikacje, które potrafią analizować przepływ energii i w razie wykrycia nadwyżek, włączać np. grzałki w bojlerze, klimatyzatora czy pompy ciepła. Dzięki nim nie musimy przejmować się ręczną kontrolą i sterowaniem, bo za nas tym zadaniem zajmie się automatyka.

Rozwiązania tego typu dostarczają m.in. producenci falowników (np. Fronius), ale też firmy takie jak np. Hewalex. Warto podkreślić, że ich wykorzystanie może być wspierane z publicznych środków. Wypowiedzi przedstawicieli rządu sugerują bowiem, że Mój Prąd będzie uwzględniał dotacje na inteligentne systemy do zarządzania energią w domu.

Skuteczną alternatywą (lub też uzupełnieniem) inteligentnych systemów mogą być magazyny energii.

Jak wykorzystać prąd z fotowoltaiki? Skorzystaj z magazynu energii!

Decydują się na magazyn energii jesteśmy w stanie przechować niemal 100% pozostałych nadwyżek energii, które nie zostały skonsumowane na bieżąco. Korzystanie z magazynu energii zapewnia m.in.:

• Samowystarczalność - odprowadzając nadwyżki prądu z fotowoltaiki do magazynu energii jesteśmy w stanie w znacznym stopniu uniezależnić się od energii z sieci. W mniejszym stopniu będziemy odczuwać np. ewentualne skutki wzrostów cen energii - ostatecznie większość energii będzie produkowana za darmo przez fotowoltaikę.
• Poczucie bezpieczeństwa - magazyny energii mogą działać jako np. zasilanie awaryjne. Nawet wielogodzinne przerwy w dostawie prądu czy awarie nie będą nam straszne.

Jak wynika z danych EuPD Research, jeszcze w 2015 roku cena magazynu energii o mocy do 6 kWh wynosiła ok. 1.600 EUR/kWh. W 2019 roku wynosił ok. 1.000 EUR/kWh. Według prognoz w 2023 ich cena ma spaść do ok. 600-70 EUR/kWh. Warto jeszcze zauważyć, że magazyny energii są tym bardziej opłacalne im większa jest różnica między zakupem, a sprzedażą energii elektrycznej. A ceny prądu w Polsce już teraz są bardzo wysokie.

Jeśli zależy nam na obniżeniu swoich rachunków za prąd i ochronie środowiska naturalnego, już teraz warto się zatem zastanowić nad skorzystaniem z podobnych rozwiązań, by ewentualne zmiany systemu nas nieprzyjemnie nie zaskoczyły.