Czynniki wpływające na wydajność instalacji fotowoltaicznej
Decydując się na montaż instalacji fotowoltaicznej, warto wziąć pod uwagę kilka kluczowych czynników, które będą miały wpływ na ilość energii, jaką będzie można z niej wyprodukować. Jednym z najważniejszych parametrów jest moc zainstalowanych paneli PV. Im większa moc, tym więcej energii elektrycznej może zostać wytworzone. Przy wyborze konkretnych modeli paneli należy zwrócić uwagę na ich sprawność, gdyż od tego również zależy uzysk. Ponadto istotne jest usłonecznienie w danym regionie Polski. Nasłonecznienie jest zróżnicowane w poszczególnych częściach kraju i ma wpływ na opłacalność inwestycji. Np. na Podkarpaciu jest ono wyższe niż np. na Pomorzu. Kolejnym ważnym czynnikiem jest optymalny kąt nachylenia i azymut paneli względem stron świata. W Polsce najlepsze efekty przynosi ustawienie modułów na południe pod kątem ok. 35-40 stopni. Odpowiednie ustawienie gwarantuje lepsze wykorzystanie promieni słonecznych i wyższą produkcję energii.
Moc paneli fotowoltaicznych
Moc paneli fotowoltaicznych podawana jest w watach peak (Wp) i określa maksymalną ilość energii elektrycznej, jaką moduł PV może wytworzyć w idealnych warunkach nasłonecznienia. Im większa moc zainstalowana w ramach danej instalacji fotowoltaicznej, tym więcej energii może zostać wyprodukowane. Typowe panele monokrystaliczne na dziś mają moc rzędu 300-400 Wp. Przy domu jednorodzinnym standardowo montuje się instalację o łącznej mocy 4-8 kWp, co wymaga ok. 12-20 paneli. Dla bloków i firm stosuje się systemy o mocy nawet do kilkudziesięciu kWp. Wybierając konkretne modele paneli warto sprawdzić ich sprawność (zazwyczaj 15-22%), im wyższa, tym lepiej wykorzystają energię słoneczną.
Usłonecznienie w różnych regionach Polski
Ilość energii, jaką można uzyskać z paneli PV w dużej mierze zależy od natężenia promieniowania słonecznego w danym miejscu. Usłonecznienie w Polsce jest zróżnicowane w zależności od regionu. Najwięcej słońca jest na południu kraju. W województwach podkarpackim i małopolskim notuje się najwyższe wartości nasłonecznienia - ok. 1550-1600 kWh/m2. Im dalej na północ tym jest gorzej. W centrum kraju to ok. 1400 kWh/m2, a na Pomorzu nawet poniżej 1300 kWh/m2. Różnice w usłonecznieniu przekładają się na ilość prądu, jaki można uzyskać z tej samej instalacji PV. Dlatego na południu opłaca się bardziej.
Optymalny kąt nachylenia i azymut paneli
Aby panele fotowoltaiczne pracowały z jak największą wydajnością, należy je odpowiednio ustawić pod kątem nachylenia i azymutu. W polskich warunkach klimatycznych optymalny kąt nachylenia paneli PV wynosi ok. 35-40 stopni. Pozwala to najefektywniej wykorzystać promienie słoneczne padające na moduły przez cały rok. Jeśli chodzi o azymut, czyli ustawienie względem stron świata, zdecydowanie najlepszym kierunkiem jest południe. Wtedy panele otrzymują najwięcej bezpośredniego światła słonecznego w ciągu dnia. Odpowiednia orientacja i kąt nachylenia mogą zwiększyć roczną produkcję energii nawet o kilkanaście procent.
Szacowanie rocznej produkcji energii z instalacji
Montując instalację fotowoltaiczną, chcielibyśmy wiedzieć, ile energii elektrycznej będziemy w stanie z niej wyprodukować w skali roku. Dostępnych jest kilka sposobów na oszacowanie rocznego uzysku z takiego systemu PV. Można skorzystać z internetowych kalkulatori fotowoltaicznych, które na podstawie kilku danych wyliczą przewidywaną produkcję. Dokładniejsze, choć też pracochłonne są symulacje komputerowe uwzględniające konkretne warunki lokalizacyjne. Wreszcie najlepszym rozwiązaniem jest zainstalowanie licznika mierzącego rzeczywistą ilość wytworzonego prądu.
Kalkulatory dostępne w internecie
Najprostszą metodą na oszacowanie rocznej produkcji z instalacji fotowoltaicznej jest skorzystanie z internetowych kalkulatori PV. Wystarczy podać w nich dane takie jak moc planowanych paneli, ich ilość i rodzaj, miejsce lokalizacji oraz nachylenie i azymut. Na tej podstawie kalkulator oszacuje ile energii elektrycznej można wyprodukować z takiego systemu w ciągu roku. Są to dość ogólne wyliczenia, które mogą się różnić o 10-20% od rzeczywistości. Niemniej dają przybliżony obraz tego co można uzyskać z danej konfiguracji instalacji PV.
Zaawansowane symulacje komputerowe
Dokładniejszym sposobem prognozowania produkcji z instalacji fotowoltaicznej są zaawansowane symulacje komputerowe. Uwzględniają one konkretne warunki lokalizacyjne inwestycji, nasłonecznienie, ukształtowanie terenu, zacienienie oraz parametry techniczne poszczególnych elementów instalacji. Do przeprowadzenia takich symulacji wykorzystuje się specjalistyczne oprogramowanie, które pozwala precyzyjnie określić spodziewane uzyski na podstawie modelu 3D. To najdokładniejsza metoda prognozowania produkcji, choć wymaga dużo danych wejściowych i pracy.
Pomiar rzeczywistej produkcji
Najlepszym sposobem na sprawdzenie faktycznych uzysków z instalacji fotowoltaicznej jest zainstalowanie licznika mierzącego ilość wyprodukowanego prądu. Liczniki podłącza się na wyjściu falownika i pozwalają na bieżąco monitorować produkcję oraz całkowite uzyski od momentu uruchomienia systemu. Dzięki temu wiemy ile dokładnie energii elektrycznej zostało wytworzone przez nasze panele. Na tej podstawie możemy zweryfikować wcześniejsze szacunki i symulacje. Liczniki powinny być standardem w każdej instalacji PV.
Magazynowanie i wykorzystanie wyprodukowanej energii
Energię elektryczną wytworzoną przez instalację fotowoltaiczną można magazynować lub od razu zużywać na potrzeby własne albo oddawać do sieci dystrybucyjnej. Do magazynowania nadwyżek służą akumulatory i baterie. Wyprodukowany prąd może też zasilać wybrane obwody w trybie awaryjnym lub być sprzedawany do sieci. Odpowiednie zarządzanie wytworzoną energią zapewnia oszczędności i korzyści dla użytkownika instalacji PV.
Baterie i magazyny energii
Chcąc magazynować nadwyżki energii z paneli fotowoltaicznych potrzebne są akumulatory lub baterie. Gromadzą one prąd wytworzony w ciągu dnia i oddają go później, gdy słońca nie ma. Magazyn energii może być sterowany automatycznie aby zapewnić jego optymalne wykorzystanie. Dzięki temu można bardziej niezależnie korzystać z wyprodukowanego prądu według potrzeb. Koszt baterii to dodatkowy, znaczący wydatek, ale pozwala ograniczyć zużycie energii z sieci i lepiej wykorzystać własną produkcję. Obecnie stosuje się głównie baterie litowo-jonowe.
Systemy zasilania awaryjnego
Wyprodukowany przez fotowoltaikę prąd można wykorzystać do zasilania wybranych obwodów i urządzeń w trybie awaryjnym w przypadku braku energii z sieci. Wymaga to montażu specjalnych systemów zasilania rezerwowego, które w razie potrzeby automatycznie przełączą źródło napięcia z zasilania publicznego na panele PV. Dzięki temu kluczowe urządzenia w domu czy firmie, jak lodówka, oświetlenie, alarmy itp. mogą nadal działać mimo awarii sieci elektroenergetycznej.
Sprzedaż nadwyżek energii do sieci
Energię elektryczną z fotowoltaiki, która nie zostanie zużyta na potrzeby własne lub zmagazynowana w akumulatorach, można sprzedawać do sieci elektroenergetycznej. W tym celu instalacja PV musi zostać podłączona do sieci za pośrednictwem falownika i dwukierunkowego licznika. Za oddaną energię operatorzy sieci płacą ustaloną stawkę. Jest to dodatkowy sposób na zarabianie na nadwyżkach prądu wytworzonego przez własną instalację fotowoltaiczną.
Opłacalność inwestycji w fotowoltaikę
Decydując się na montaż instalacji fotowoltaicznej, chcemy mieć pewność, że się ona zwróci i będzie opłacalna. Na opłacalność wpływa kilka czynników takich jak koszty instalacji i okres jej zwrotu, dopłaty i dotacje oraz porównanie z innymi źródłami energii. Analizując te zmienne można ocenić, czy i kiedy zainwestowane środki wrócą nam w postaci zaoszczędzonej energii z sieci.
Okres zwrotu przy aktualnych cenach energii
Podstawowym wskaźnikiem opłacalności instalacji PV jest prosty okres zwrotu, czyli czas w którym zainwestowane środki zwrócą się dzięki zaoszczędzonej energii z sieci. Przy obecnych kosztach budowy (około 6-8 tys. zł za kWp) i cenach prądu okres zwrotu wynosi najczęściej 6-8 lat. Im droższa energia z sieci, tym szybciej inwestycja się zwraca. Orientacyjnie przy wzroście cen o 20% okres zwrotu skraca się o 2 lata. Okres zwrotu trzeba skalkulować indywidualnie dla każdej instalacji.
Wpływ dopłat i dotacji na koszty instalacji
Na atrakcyjność ekonomiczną inwestycji w fotowoltaikę mają wpływ różnego rodzaju dotacje i dopłaty na zakup i montaż instalacji PV. Obecnie można ubiegać się o dofinansowanie w ramach programu „Mój Prąd” - do 5 tys. zł dla osób fizycznych. Są też dopłaty z NFOŚiGW oraz z niektórych samor
Podsumowanie
Instalacje fotowoltaiczne mają coraz większe znaczenie jako źródło czystej energii elektrycznej w Polsce. Ich opłacalność i wydajność zależą od wielu czynników, które należy wziąć pod uwagę. Dzięki odpowiedniemu doborowi komponentów, lokalizacji i montażowi można uzyskać satysfakcjonującą ilość energii z paneli PV. Kluczowe jest też odpowiednie wykorzystanie i magazynowanie wyprodukowanego prądu. Mimo wysokich kosztów początkowych, inwestycja w fotowoltaikę powinna zwrócić się w ciągu kilku lat i przynosić oszczędności przez kolejne dziesięciolecia. Biorąc pod uwagę rosnące ceny energii elektrycznej i postęp technologiczny, panele fotowoltaiczne mają bardzo dobrą przyszłość jako ekologiczne źródło energii.
Tagi
Udostępnij
