Panele fotowoltaiczne – jak działają i gdzie się je montuje. Czy instalacja fotowoltaiczna się opłaca?

Nowelizacja Ustawy o Cenach Energii (tzw. ustawy prądowej) przewiduje, że ceny energii dla odbiorców końcowych (z wyjątkiem większych firm, które muszą liczyć się z podwyżkami) zostają zamrożone, ale tylko do końca 2019 roku. W obawie przed coraz wyższymi cenami energii inwestorzy indywidualni chętniej skłaniają się ku instalacjom fotowoltaicznym. Zobacz, jak działają panele fotowoltaiczne i ile możesz zyskać decydując się na ich montaż. 

Jak działają panele fotowoltaiczne i co zrobić z nadwyżką wyprodukowanej energii?

Panele fotowoltaiczne są sercem instalacji fotowoltaicznej. Zbudowane są one z modułów, których najmniejszymi elementami są z kolei ogniwa fotowoltaiczne. To w nich dochodzi do zamiany promieniowania słonecznego na prąd stały. Aby prąd stały wyprodukowany przez PV można było wykorzystać do zasilania urządzeń domowych, przekazywany jest on do falownika (inwertera), który zamienia prąd stały na prąd przemienny.

Najczęściej zdarza się, że produkowana jest większa ilość energii, niż inwestor zużywa na własne, bieżące potrzeby. Ewentualną nadwyżkę energii przekazać można operatorowi sieci dystrybucyjnej. Korzysta się w tym celu z systemu on-grid zintegrowanego z siecią energetyczną. Znaczną część "zgromadzonej" w ten sposób energii można wykorzystać w ciągu roku od daty jej wprowadzenia do sieci. O ilości energii, którą można odzyskać (w sytuacjach, gdy wytwarzana na bieżąco energia z PV nie jest wystarczająca), decyduje system opustów (bezgotówkowy system rozliczeń energii elektrycznej wyprodukowanej w budynku i pobranej z sieci, który dedykowany jest właścicielom mikroinstalacji fotowoltaicznych, czyli tzw. prosumentom). Wg przeliczników prosument może odebrać:

• 80% oddanej energii elektrycznej – gdy instalacja fotowoltaiczna ma poniżej 10 kW,
• 70% oddanej energii elektrycznej – przy instalacji fotowoltaicznej większej niż 10 kW.

– Przeliczniki te pokazują, że najwięcej korzyści z montażu instalacji fotowoltaicznej, uzyskuje się, gdy prąd wytworzony ze słońca maksymalnie wykorzystuje się na własne potrzeby. Dlatego inwestor powinien zadbać o odpowiednio wysokie zapotrzebowanie na energię elektryczną w swoim domu. Rekomendowanym rozwiązaniem zwiększającym stopień wykorzystania na własne potrzeby energii wytwarzanej przez instalację PV jest zastosowanie w budynku hybrydowego systemu grzewczego na bazie pompy ciepła zasilanej energią elektryczną. Opłacalność wynikająca ze współpracy pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną rośnie, gdy pompa ciepła spełnia funkcję nie tylko ogrzewania, ale także produkcji c.w.u. oraz chłodzenia w okresie letnim. Wtedy możliwe jest bieżące wykorzystywanie energii elektrycznej ze słońca. Za takim rozwiązaniem przemawia fakt, że zarówno pompa ciepła, jak i panele fotowoltaiczne wykorzystują odnawialne źródła energii – tłumaczy Małgorzata Smuczyńska, NIBE Business Unit Manager.

Warto przeczytać: Jak zmiany w ustawie o odnawialnych źródłach energii wpłyną na system prosumencki w Polsce

Gdzie zamontować panele fotowoltaiczne?

Panele fotowoltaiczne można zamontować na kilka sposobów. Warto jednak pamiętać, że ich usytuowanie wpływa na wydajność mikroinstalacji, co natomiast przekłada się na opłacalność całej inwestycji w fotowoltaikę. PV działają najbardziej wydajnie, gdy zapewnimy im możliwie najlepszy dostęp do promieni słonecznych.

PV można zamontować na budynku, na takich jego elementach, jak: dach, balkon/loggia lub ściana oraz na gruncie (terenie przyległym do budynku). W Polsce najczęściej stosowany jest montaż systemów dachowych. Dlatego też na rynku dostępne są systemy, dzięki którym panele można zamontować na każdym dachu bez względu na rodzaj pokrycia (dachówka, blacha, papa i inne) oraz kształt połaci dachowej (płaska, skośna). Warto zwrócić uwagę na to, że najbardziej optymalna do montażu paneli fotowoltaicznych jest południowa część dachu. Rzadziej stosowany montaż paneli fotowoltaicznych na gruncie ma pewne ograniczenia, takie jak: teren pod instalacje nie może być zacieniony, a grunt nie może być kamienisty lub piaszczysty. Plusem montażu paneli na gruncie jest natomiast łatwy dostęp do instalacji.

Montaż paneli fotowoltaicznych – dlaczego warto?

Zastosowanie paneli fotowoltaicznych to nie tylko korzyści w postaci oszczędności na kosztach energii elektrycznej zużywanej do zasilania urządzeń domowych, takich jak pralka, lodówka, telewizor itp. Jak wspomniała ekspertka marki NIBE, fotowoltaikę warto zintegrować z systemem grzewczym, by wykorzystać jej potencjał do ogrzewania i wentylacji domu oraz podgrzewania ciepłej wody użytkowej. W systemach hybrydowych panele fotowoltaiczne mogą na przykład współpracować z powietrzną pompą ciepła.

Przeczytaj: Czym są i kiedy sprawdzają się grzewcze systemy hybrydowe

Jednym z przykładów na zastosowanie technicznie zaawansowanego rozwiązania jest system hybrydowy w nowo budowanym domu w województwie podlaskim. System NIBE obejmuje:

• 22 panele po 260 kW każdy,
• powietrzną pompę ciepła o mocy 8 kW,
• zbiornik buforowy o pojemności 100 litrów,
• centralę wentylacyjną z odzyskiem ciepła,
• kondensacyjny kocioł gazowy jako źródło wspomagające.

W budynku o powierzchni użytkowej równej 143 metrów kwadratowych (+ nieogrzewany garaż) system hybrydowy uruchomiono w 2017 roku. Właściciel nieruchomości na własne potrzeby prowadzi monitoring systemu i po roku eksploatacji wyliczył koszt ogrzewania domu, jego wentylacji, chłodzenia oraz produkcji ciepłej wody użytkowej dla 4-osobowej rodziny. Dzięki zastosowaniu paneli fotowoltaicznych koszt ponoszony na energię elektryczną zużywaną na wymienione cele kształtuje się na poziomie 98 zł/m-c.

Uwaga! Przymierzając się do montażu PV o łącznej mocy do 40 kW musimy pamiętać o tym, że można je zamontować praktycznie w każdym budynku/lokalu bez pozwolenia na budowę (wyjątek to obiekty wpisane do rejestru zabytków) a moc instalacji dobieramy na podstawie mocy łącznej wszystkich urządzeń elektrycznych, które planujemy zasilać z instalacji fotowoltaicznej.