Podstawy fotowoltaiki dla początkujących
Fotowoltaika to technologia przetwarzania energii słonecznej na prąd elektryczny. Wykorzystuje ona zjawisko fotowoltaiczne zachodzące w ogniwach słonecznych. Instalacja fotowoltaiczna składa się z paneli, inwertera oraz okablowania. Panele montuje się najczęściej na dachu budynku. Inwerter przekształca prąd stały z paneli na prąd przemienny. Systemy fotowoltaiczne mogą znacząco obniżyć rachunki za prąd. Ich żywotność wynosi około 25-30 lat. Koszt instalacji zwraca się zazwyczaj po 6-10 latach.
Moc instalacji dobiera się do zużycia energii w gospodarstwie. Dla przeciętnego domu jednorodzinnego wystarcza system o mocy 4-6 kWp. Większe gospodarstwa mogą potrzebować nawet 10 kWp. Wybór odpowiedniej mocy jest kluczowy dla efektywności systemu. Zbyt mała instalacja nie pokryje zapotrzebowania. Zbyt duża będzie nieekonomiczna. Warto przeanalizować rachunki za prąd z ostatniego roku. Pomoże to precyzyjnie określić potrzebną moc.
Fotowoltaika wymaga odpowiednich warunków nasłonecznienia. Najlepsze są dachy skierowane na południe, bez zacienienia. Kąt nachylenia dachu powinien wynosić 30-40 stopni. Przy mniej korzystnym ustawieniu można zastosować konstrukcje korygujące. Ważna jest również wytrzymałość dachu. Panele fotowoltaiczne ważą około 20 kg/m2. Przed montażem należy sprawdzić, czy konstrukcja dachu wytrzyma to obciążenie.
Instalacja fotowoltaiczna wymaga odpowiednich pozwoleń. Dla systemów do 50 kWp wystarczy zgłoszenie do zakładu energetycznego. Większe instalacje wymagają pozwolenia na budowę. Konieczne jest również podpisanie umowy z zakładem energetycznym. Określa ona zasady oddawania nadwyżek energii do sieci. W Polsce obowiązuje system opustów. Pozwala on na odbieranie 80% oddanej energii w ciągu roku.
Komponenty zestawu fotowoltaicznego
Głównym elementem instalacji są panele fotowoltaiczne. Występują w dwóch podstawowych technologiach: monokrystaliczne i polikrystaliczne. Panele monokrystaliczne mają wyższą sprawność, ale są droższe. Polikrystaliczne są tańsze, ale mniej wydajne. Dla domu jednorodzinnego zazwyczaj wystarcza 15-20 paneli. Ich łączna powierzchnia wynosi około 30-40 m2. Panele montuje się na specjalnych stelażach aluminiowych.
Inwerter to „serce” instalacji fotowoltaicznej. Przekształca prąd stały z paneli na prąd przemienny. Wyróżniamy inwertery centralne i mikroinwertery. Inwerter centralny obsługuje całą instalację. Mikroinwertery montuje się przy każdym panelu. Są droższe, ale zwiększają wydajność systemu. Dla domu jednorodzinnego zazwyczaj wystarcza jeden inwerter centralny. Jego moc powinna być dobrana do mocy paneli.
Okablowanie łączy poszczególne elementy instalacji. Musi być odporne na warunki atmosferyczne. Stosuje się specjalne przewody solarne. Są one odporne na promieniowanie UV i duże wahania temperatury. Ważnym elementem są również zabezpieczenia elektryczne. Chronią one instalację przed przepięciami i zwarciami. W skład zabezpieczeń wchodzą bezpieczniki, rozłączniki i ochronniki przepięciowe.
Zestawy fotowoltaiczne często zawierają również system monitoringu. Pozwala on na bieżąco śledzić produkcję energii. Dane są dostępne przez internet lub aplikację mobilną. Monitoring umożliwia szybkie wykrycie ewentualnych awarii. Niektóre zestawy zawierają też optymalizatory mocy. Zwiększają one wydajność instalacji, szczególnie przy częściowym zacienieniu paneli.
Dobór mocy instalacji fotowoltaicznej
Moc instalacji fotowoltaicznej należy dokładnie dopasować do potrzeb. Zbyt mała nie pokryje zapotrzebowania na energię. Zbyt duża będzie nieopłacalna. Podstawą doboru jest roczne zużycie energii. Dla przeciętnego domu jednorodzinnego wynosi ono około 3500-4500 kWh. Odpowiada to instalacji o mocy 4-5 kWp. Większe gospodarstwa domowe mogą potrzebować 6-8 kWp. Firmy i gospodarstwa rolne często wymagają mocy powyżej 10 kWp.
Przy doborze mocy należy uwzględnić plany na przyszłość. Warto przewidzieć zwiększone zużycie energii. Może ono wynikać z zakupu nowych urządzeń lub klimatyzacji. Coraz popularniejsze stają się również samochody elektryczne. Ich ładowanie znacząco zwiększa zapotrzebowanie na energię. W takich przypadkach warto zaplanować nieco większą instalację. Nadwyżki energii można oddawać do sieci w ramach systemu opustów.
Zestaw fotowoltaiczny 6 kw to popularny wybór dla wielu domów jednorodzinnych. Zapewnia on roczną produkcję energii na poziomie około 6000 kWh. Wystarcza to dla 4-5 osobowej rodziny z typowym wyposażeniem elektrycznym. Taka instalacja składa się zazwyczaj z 15-18 paneli o mocy 330-400 W każdy. Zajmują one powierzchnię około 30-36 m2 dachu. Koszt takiego zestawu waha się w granicach 25-30 tysięcy złotych.
Przy doborze mocy warto uwzględnić również warunki nasłonecznienia. W Polsce średnia roczna produkcja energii z 1 kWp wynosi około 950-1050 kWh. Jest ona niższa na północy kraju, a wyższa na południu. Na produkcję wpływa również zacienienie dachu i jego orientacja. Dla dachów skierowanych na wschód lub zachód produkcja może być niższa o 15-20%. W takich przypadkach może być konieczne zwiększenie mocy instalacji.
Proces instalacji systemu fotowoltaicznego
Instalacja systemu fotowoltaicznego rozpoczyna się od dokładnej analizy. Specjalista ocenia warunki na dachu i możliwości montażu. Sprawdza się nachylenie, orientację i ewentualne zacienienia. Ważna jest również ocena stanu technicznego dachu. Następnie projektuje się rozmieszczenie paneli i dobiera pozostałe komponenty. Projekt musi uwzględniać obowiązujące normy i przepisy. Po zaakceptowaniu projektu przez klienta, można przystąpić do montażu.
Montaż rozpoczyna się od instalacji konstrukcji wsporczej. Na dachu skośnym wykorzystuje się specjalne haki lub śruby. Na dachu płaskim stosuje się systemy balastowe. Następnie montuje się panele fotowoltaiczne. Łączy się je w szeregi za pomocą specjalnych złączek. Kolejnym krokiem jest instalacja inwertera. Montuje się go zazwyczaj na ścianie budynku lub na poddaszu. Ważne jest zapewnienie odpowiedniej wentylacji dla inwertera.
Po zamontowaniu głównych elementów, wykonuje się okablowanie. Przewody solarne prowadzi się od paneli do inwertera. Następnie inwerter łączy się z domową instalacją elektryczną. Montuje się również zabezpieczenia elektryczne. Cała instalacja musi być uziemiona zgodnie z obowiązującymi normami. Na koniec instaluje się licznik dwukierunkowy. Umożliwia on rozliczanie energii oddawanej do sieci.
Po zakończeniu montażu, instalacja przechodzi testy i uruchomienie. Sprawdza się poprawność połączeń i działanie wszystkich elementów. Konfiguruje się inwerter i system monitoringu. Klient otrzymuje instrukcję obsługi i zasady bezpieczeństwa. Ostatnim etapem jest zgłoszenie instalacji do zakładu energetycznego. Po pozytywnej weryfikacji, instalacja może rozpocząć pracę. Cały proces od projektu do uruchomienia trwa zazwyczaj 2-4 tygodnie.
Koszty i opłacalność fotowoltaiki
Koszt instalacji fotowoltaicznej zależy od jej mocy i jakości komponentów. Dla typowego domu jednorodzinnego waha się on w granicach 20-35 tysięcy złotych. Cena za 1 kWp mocy wynosi obecnie około 4000-5000 złotych. W tej kwocie zawiera się koszt paneli, inwertera, okablowania i montażu. Droższa instalacja nie zawsze oznacza lepszą jakość. Warto porównać oferty kilku sprawdzonych firm.
Opłacalność fotowoltaiki zależy od wielu czynników. Najważniejsze to ceny energii elektrycznej i warunki nasłonecznienia. Przy obecnych cenach prądu, instalacja zwraca się po 6-10 latach. Okres zwrotu jest krótszy przy wyższym zużyciu energii. Wpływ ma również jakość wykonania i serwisowania instalacji. Dobrze zaprojektowany i utrzymany system może działać efektywnie przez 25-30 lat. Po tym czasie wydajność paneli spada, ale nadal produkują energię.
Inwestycję w fotowoltaikę można sfinansować na kilka sposobów. Najprostszym jest płatność gotówką. Dostępne są również kredyty i pożyczki dedykowane dla fotowoltaiki. Niektóre banki oferują preferencyjne warunki dla takich inwestycji. Istnieją też programy dotacji i ulg podatkowych. Najbardziej znany to program „Mój Prąd”. Oferuje on dofinansowanie do 5000 złotych na instalację. Dodatkowo można skorzystać z ulgi termomodernizacyjnej w podatku PIT.
Przy ocenie opłacalności warto uwzględnić również inne korzyści. Fotowoltaika uniezależnia od rosnących cen energii. Zwiększa wartość nieruchomości i poprawia jej energooszczędność. Ma również pozytywny wpływ na środowisko. Typowa instalacja 5 kWp redukuje emisję CO2 o około 3 tony rocznie. To równowartość posadzenia 150 drzew. Inwestycja w fotowoltaikę to nie tylko oszczędności, ale również wkład w ochronę klimatu.
