fotowoltaika

zasada działania

i kiedy działają najlepiej


Panele fotowoltaiczne zamieniają energię słoneczną na energię elektryczną w przeciwieństwie do kolektorów słonecznych, które zamieniają energię słoneczną w energię cieplną.

Zbudowane są z fotoogniw – półprzewodników, które tworzą złącza p-n. Wykorzystują efekt fotowoltaiczny czyli zmianę własności elektrycznych ciała stałego pod wpływem światła. Foton – najmniejsza jednostka światła pada na płytkę krzemową, z której zbudowane jest ogniwo i pochłaniany jest przez krzem. Wybija elektron ze swojej pozycji zmuszając go do ruchu. Ten ruch to przepływ prądu elektrycznego.

Panele są tak zaprojektowane, żeby wytrzymały burze, gradobicia oraz niskie temperatury.

Przez pierwsze 20 lat eksploatacji sprawność paneli nie zmienia się, po tym okresie zacznie nieznacznie spadać. Zakładany czas eksploatacji wynosi 25-30lat, a okres gwarancji w zależności od producenta to od 5 do 15 lat.

Panele działają najsprawniej przy temperaturze powietrza rzędu 25oC. Przy wyższej temperaturze może dojść do przegrzania paneli i po pewnym czasie spalenia ogniw fotowoltaicznych i spadku wydajności paneli. W takim wypadku możliwa jest wymiana pojedynczego ogniwa na nowe. Sprawność paneli spada przy zachmurzeniu ale nigdy do zera.

Panele fotowoltaiczne montujemy na dachu lub na gruncie, skierowane w kierunku południowym, niezacienionym, tak żeby instalacja nie przeszkadzała w użytkowaniu miejsca, w którym będzie zamontowana. Wydajność paneli będzie największa jeśli skierujemy je na południe z odchyleniem 30o i pod kątem 30 – 60o.

Panele montowane na gruncie zainstalować na konstrukcji na wysokości 1,5-2,5m, żeby uniknąć zacienienia paneli w godzinach rannych i wieczornych, kiedy słońce operuje najniżej.

Zestaw fotowoltaiczny należy podłączyć do istniejącej instalacji elektrycznej w budynku i cieszyć się tańszym prądem, który można wykorzystać do ogrzewania wody i domu jak i zasilenia urządzeń RTV i AGD.

Panele fotowoltaiczne mogą współpracować z pompą ciepła – prąd wyprodukowany przez baterie słoneczne zasila pracę pompy ciepła. Pozwala to oszczędzić na rachunkach za energię elektryczna i cieplną.

zalety


  • bezobsługowość – wszystko działa na zasadzie włącz – wyłącz
  • darmowy prąd z energii słonecznej
  • brak kosztów eksploatacyjnych
  • niezależność energetyczna
  • ekologia – brak emisji zanieczyszczeń, drgań i hałasu
  • długowieczność – długa gwarancja
  • możliwość sprzedaży nadmiaru energii – net-metering

koszt instalacji

dla przeciętnego gospodarstwa domowego


Typowa 4 osobowa rodzina potrzebuje 2,5 – 3,5kWh energii elektrycznej rocznie

Jeśli całe to zapotrzebowanie miałoby być pokryte z paneli fotowoltaicznych należy przygotować się na wydatek rzędu 15-25 tys. zł

Gdybyśmy chcieli sprzedawać nadmiar wyprodukowanego prądu do sieci energetycznej, jako prosument jesteśmy zwolnieni z opłat podłączenia naszej mikroinstalacji do sieci (układy zabezpieczające, montaż licznika dwukierunkowego, itp.)

Jednocześnie operator sieci ma obowiązek podłączyć naszą minielektrownię do sieci. Na stronie internetowej operatora sieci dostępne są informacje dotyczące wniosku oraz załączników potrzebnych do finalizacji podłączenia. Formalnościami zajmuje się instalator paneli fotowoltaicznych.

ekologia


  • brak emisji szkodliwych gazów do atmosfery
  • brak emisji hałasu
  • znikomy wpływ na florę i faunę w okolicy zainstalowania
  • zbudowane z surowców możliwych do przetworzenia
  • brak strat energetycznych na przesyle – źródło energii w bliskim sąsiedztwie jej poboru
  • długa żywotność paneli – 25-35lat

czego potrzebujesz

w zależności od rodzaju instalacji


ON-GRID – czyli podłączona do sieci

Wykorzystujemy na bieżąco produkowaną energię elektryczną, a nadwyżki magazynujemy w sieci energetycznej i zużywamy później lub sprzedajemy, korzystając z net-meteringu.

W skład instalacji PV typu „on-grid” wchodzą następujące elementy:

  • panel fotowoltaiczny
  • inwerter (falownik)
  • licznik wytworzonej energii
  • licznik pobranej energii z sieci
  • przyłączenie do sieci

 

OFF-GRID – czyli nie podłączona do sieci

Takie rozwiązanie stosuje się, gdy nie ma w pobliżu linii energetycznej, nadwyżki wyprodukowanej energii magazynuje się w akumulatorach i nie ma możliwości sprzedaży ich do sieci.

Jeśli akumulator jest pełny, regulator ładowania odłącza panele fotowoltaiczne od akumulatora. Panele dalej będą produkowały prąd, nadmiar energii zostanie zmarnowany, ale to nie spowoduje szkód.

Instalacja PV typu „off-grid” składa się z następujących elementów:

  • panel fotowoltaiczny
  • inwerter (falownik)
  • regulator ładowania
  • akumulator
  • obciążenie

zysk


Fotowoltaika przynosi ok. 10% rocznej stopy zwrotu.

Jeśli przyjąć, że 4 osobowa rodzina zużywa ok. 2500 – 3500 kWh to instalacja fotowoltaiczna dla niej powinna mieć moc 3kWp.

NET-METERING

– bilansowanie energii elektrycznej netto (opomiarowanie netto) dla tzw. mikroinstalacji (do 40kW) – rozliczanie się z dostawcą energii elektrycznej z różnicy energii pobranej i oddanej do sieci

gdy przyłączymy naszą instalację do sieci energetycznej operator założy nam dwukierunkowy licznik energii – będzie można śledzić na bieżąco ile wyprodukowaliśmy, zużyliśmy i zmagazynowaliśmy w sieci energii elektrycznej.

Jeśli panele fotowoltaiczne wyprodukują więcej energii niż zużyjemy różnicę sprzedamy operatorowi sieci po cenie 100% średniej ceny energii elektrycznej z roku ubiegłego. W ten sposób staniemy się Prosumentem czyli jednocześnie konsumentem i producentem prądu.

Rozliczamy się w okresach półrocznych: styczeń – czerwiec i lipiec – grudzień. Codziennie odsyłamy i pobieramy energię, a po pół roku następuje podsumowanie. Taki sposób rozliczania wszedł w życie 1.01.2016r.

Jeśli zużyliśmy mniej niż wyprodukowaliśmy – bilans dodatni – operator sieci płaci nam za prąd wyprodukowany przez panele fotowoltaiczne.

Jeśli mamy bilans zerowy – czyli tyle samo wyprodukowaliśmy co zużyliśmy – ponosimy tylko koszt abonamentu i przesyłu.

Jeśli zużyliśmy więcej niż wyprodukowaliśmy – bilans ujemny – dopłacamy cenę za prąd pobrany z sieci.

PRZYKŁADOWY ZYSK Z INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ O MOCY 4,16kW (4000kWh rocznie)

Założenia:

    40% dopłata z programu PROSUMENT
    Średnia cena energii przez najbliższe 15 lat – 0,75zł za 1 kWh, 0,40zł koszt energii elektrycznej, 0,35zł koszt przesyłu, konsumpcja własna na poziomie 36%
    4000kWh * 36% = 1440kWh * 0,75zł = 1080zł
    2560kWh * 0,40zł = 1024zł

Łączny zysk z instalacji fotowoltaicznej o mocy 4,16kW – 2104zł / rok

Taka instalacja zwróci się po 8 latach (pod warunkiem dopłaty z Prosumenta)

Okres zwrotu będzie tym krótszy im zużyjemy więcej prądu wyprodukowanego przez panele.

dobór


Do doboru wielkości wielkość instalacji potrzeba określić roczne zużycie prądu na podstawie rachunków z zakładu energetycznego.

Moc nominalna jednego panelu fotowoltaicznego to 200 – 300W, powierzchnia 1 – 1,8m2.

Wstępne wyliczenia należy skonfrontować z wielkością powierzchni jaką mamy do dyspozycji na instalację i wziąć pod uwagę wszystkie elementy, które rzucają cień na ten obszar. W tym miejscu instalacja będzie mniej wydajna.