Podstawy działania systemów fotowoltaicznych
Panele fotowoltaiczne to nowoczesne urządzenia przekształcające energię słoneczną w elektryczną. Ich działanie opiera się na zjawisku fotowoltaicznym, odkrytym w 1839 roku przez francuskiego fizyka Alexandre’a Becquerela. Standardowy panel składa się z kilkudziesięciu połączonych ogniw krzemowych. Każde ogniwo wytwarza prąd stały o napięciu około 0,5 V. Typowa moc pojedynczego panelu waha się między 250 a 450 W. Systemy fotowoltaiczne mogą znacząco obniżyć rachunki za prąd. W Polsce ich popularność stale rośnie – w 2020 roku zainstalowano ponad 300 000 mikroinstalacji.
Efektywność paneli fotowoltaicznych zależy od wielu czynników. Kluczowe znaczenie ma nasłonecznienie danego obszaru. W Polsce najlepsze warunki panują na wybrzeżu i południu kraju. Ważny jest też kąt nachylenia paneli – optymalny to około 30-40 stopni. Istotna jest również orientacja – najkorzystniejsze ustawienie to kierunek południowy. Nowoczesne [panele fotowoltaiczne] (onninen.pl/produkty/Fotowoltaika-i-magazyny-energii/Panele-fotowoltaiczne) osiągają sprawność przekraczającą 20%. Oznacza to, że potrafią zamienić ponad jedną piątą padającego na nie promieniowania słonecznego w energię elektryczną.
Instalacja fotowoltaiczna składa się z kilku kluczowych elementów. Oprócz paneli niezbędny jest inwerter, zamieniający prąd stały na zmienny. Ważne są też elementy montażowe i okablowanie. Niektóre systemy wyposażone są w akumulatory, pozwalające magazynować nadwyżki energii. Koszt kompletnej instalacji o mocy 5 kWp wynosi obecnie około 25 000 – 30 000 zł. Ceny systematycznie spadają – jeszcze 5 lat temu były o około 30% wyższe. Żywotność dobrej jakości paneli szacuje się na 25-30 lat.
Systemy fotowoltaiczne mają wiele zalet. Przede wszystkim pozwalają uniezależnić się od rosnących cen energii. Są też przyjazne dla środowiska – nie emitują zanieczyszczeń podczas pracy. Instalacja fotowoltaiczna o mocy 5 kWp pozwala rocznie uniknąć emisji około 3 ton CO2. Panele nie wymagają też skomplikowanej obsługi. Ich główną wadą jest zależność od warunków pogodowych i pór roku. Zimą produkcja energii może spaść nawet o 70-80% w porównaniu z okresem letnim.
Dobór i montaż instalacji fotowoltaicznej
Prawidłowy dobór instalacji fotowoltaicznej to kluczowy etap. Pierwszym krokiem jest analiza zużycia energii. Warto przeanalizować rachunki za prąd z ostatnich 12 miesięcy. Pozwoli to określić roczne zapotrzebowanie na energię. Dla przeciętnego gospodarstwa domowego w Polsce wynosi ono około 3500-4000 kWh. Na tej podstawie można oszacować wymaganą moc instalacji. Przyjmuje się, że 1 kWp mocy zainstalowanej produkuje rocznie około 1000 kWh energii. Dla wspomnianego zapotrzebowania odpowiednia będzie więc instalacja o mocy 4-5 kWp.
Kolejnym ważnym aspektem jest wybór odpowiedniego miejsca montażu. Najczęściej panele instaluje się na dachu budynku. Kluczowe jest, by miejsce to było dobrze nasłonecznione i niezacienione. Należy też uwzględnić nośność konstrukcji dachowej. Standardowy panel waży około 20 kg. Dla instalacji 5 kWp łączna waga paneli to około 400 kg. Alternatywą dla montażu dachowego są konstrukcje naziemne. Te sprawdzają się szczególnie na dużych, niezacienionych działkach.
Sam montaż instalacji fotowoltaicznej to zadanie dla profesjonalistów. Wymaga ono specjalistycznej wiedzy i narzędzi. Proces zaczyna się od zamocowania konstrukcji wsporczej. Następnie instalowane są panele i podłączane okablowanie. Kolejnym krokiem jest montaż i konfiguracja inwertera. Na koniec system jest testowany i uruchamiany. Cały proces trwa zwykle 1-2 dni. Po zakończeniu montażu konieczne jest zgłoszenie instalacji do lokalnego zakładu energetycznego. Ten ma 30 dni na wymianę licznika na dwukierunkowy.
Warto pamiętać o regularnej konserwacji systemu fotowoltaicznego. Podstawowym zadaniem jest czyszczenie paneli. W większości przypadków wystarczy to robić raz lub dwa razy w roku. Należy też kontrolować stan okablowania i połączeń elektrycznych. Ważne jest również monitorowanie wydajności systemu. Nagły spadek produkcji energii może świadczyć o awarii lub zacienieniu paneli. Profesjonalny przegląd instalacji warto przeprowadzać co 2-3 lata. Jego koszt to zwykle 200-300 zł.
Korzyści finansowe i środowiskowe z fotowoltaiki
Instalacja fotowoltaiczna to inwestycja, która przynosi wymierne korzyści finansowe. Przeciętne gospodarstwo domowe może dzięki niej zaoszczędzić 2000-3000 zł rocznie na rachunkach za prąd. Przy obecnych cenach energii, zwrot z inwestycji następuje po 7-10 latach. Warto pamiętać, że ceny prądu mają tendencję wzrostową. W ciągu ostatnich 5 lat wzrosły o około 40%. Oznacza to, że rzeczywisty czas zwrotu może być krótszy. Po okresie zwrotu, instalacja produkuje praktycznie darmową energię przez kolejne 15-20 lat.
Fotowoltaika to nie tylko oszczędności, ale też potencjalne źródło dodatkowego dochodu. W Polsce funkcjonuje system opustów, tzw. net-metering. Pozwala on na magazynowanie nadwyżek energii w sieci i odbieranie ich później. Za każdą 1 kWh wprowadzoną do sieci, można odebrać 0,8 kWh. Przy dużej instalacji i niskim zużyciu własnym, możliwe jest więc całkowite pokrycie zapotrzebowania na energię. Niektóre kraje, np. Niemcy, oferują systemy taryf gwarantowanych. Tam za każdą wyprodukowaną kWh otrzymuje się ustaloną stawkę, niezależnie od zużycia.
Korzyści z fotowoltaiki wykraczają poza aspekt finansowy. Instalacja o mocy 5 kWp pozwala rocznie uniknąć emisji około 3 ton CO2. To równowartość zasadzenia 150 drzew. Przyczynia się też do redukcji innych zanieczyszczeń, takich jak tlenki siarki czy pyły zawieszone. Ma to bezpośredni wpływ na poprawę jakości powietrza. W skali kraju, rozwój fotowoltaiki przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego. Zmniejsza zależność od importu paliw kopalnych i ogranicza ryzyko blackoutów.
Warto też wspomnieć o wzroście wartości nieruchomości wyposażonych w instalację fotowoltaiczną. Według badań przeprowadzonych w USA, domy z panelami sprzedają się średnio o 4,1% drożej niż podobne nieruchomości bez instalacji. W Europie ten trend również jest widoczny. Instalacja fotowoltaiczna jest postrzegana jako nowoczesne i ekologiczne rozwiązanie, co zwiększa atrakcyjność nieruchomości. Dodatkowo, dla potencjalnego kupca oznacza niższe rachunki za prąd, co jest istotnym argumentem przy podejmowaniu decyzji o zakupie.
