Instalacja fotowoltaiczna to zestaw urządzeń, który zamienia energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną wykorzystywaną w domu. Panele wytwarzają prąd stały, a falownik przekształca go w prąd zmienny, zasilający domowe urządzenia.
Jak działa instalacja fotowoltaiczna?
Podstawą działania systemu jest zjawisko fotowoltaiczne zachodzące w ogniwach, najczęściej wykonanych z krzemu. Gdy promieniowanie słoneczne pada na ogniwo, energia fotonów wprawia elektrony w ruch. W ten sposób powstaje napięcie i prąd stały oznaczany jako DC.
Prąd stały nie ma jeszcze postaci używanej przez typowe urządzenia domowe. Trafia więc do falownika, nazywanego też inwerterem. Urządzenie zamienia go na prąd zmienny AC, zgodny z parametrami instalacji elektrycznej budynku. Tak przygotowana energia może zasilać lodówkę, oświetlenie, pompę ciepła czy inne odbiorniki.
Przepływ energii w typowej instalacji wygląda następująco:
- Promieniowanie słoneczne pada na ogniwa w panelach.
- Ogniwa wytwarzają prąd stały DC.
- Falownik przekształca prąd stały w prąd zmienny AC.
- Prąd zmienny zasila urządzenia w domu.
- Nadwyżka trafia do magazynu energii albo do sieci, zależnie od rodzaju instalacji i sposobu rozliczenia.
W pierwszej kolejności energia jest zużywana na bieżąco w budynku. Jeżeli panele produkują więcej prądu, niż wynosi aktualne zapotrzebowanie, powstaje nadwyżka. W systemie z magazynem może zostać przechowana na później. W instalacji podłączonej do sieci zostaje przekazana do sieci elektroenergetycznej i rozliczona zgodnie z zasadami właściwymi dla prosumenta.
Z czego składa się instalacja fotowoltaiczna?
Fotowoltaika nie oznacza wyłącznie paneli na dachu. Prawidłowo działający system obejmuje również urządzenia odpowiedzialne za przetwarzanie energii, montaż, pomiar i bezpieczeństwo.
| Element | Funkcja |
|---|---|
| Panele fotowoltaiczne | Wytwarzają prąd stały dzięki zjawisku fotowoltaicznemu zachodzącemu w ogniwach. |
| Falownik | Przekształca prąd stały DC w prąd zmienny AC i monitoruje pracę systemu. |
| Stelaż i konstrukcja montażowa | Utrzymują moduły na dachu lub gruncie pod właściwym kątem i zapewniają ich stabilność. |
| Licznik dwukierunkowy | Mierzy energię pobieraną z sieci oraz oddawaną do niej. |
| Okablowanie i zabezpieczenia | Przesyłają energię między urządzeniami i chronią instalację przed zwarciami, przepięciami oraz skutkami wyładowań. |
Panele składają się z połączonych ogniw fotowoltaicznych. Ich moc znamionową podaje się najczęściej w watach peak, czyli Wp. Całkowitą moc instalacji określa się natomiast w kilowatach peak, czyli kWp. Dobór modułów zależy nie tylko od ich mocy, lecz także od wymiarów dostępnej powierzchni i warunków montażowych.
Falownik jest jednym z najważniejszych elementów systemu, ponieważ umożliwia wykorzystanie energii z paneli w domowej instalacji elektrycznej. W zależności od konfiguracji może także kontrolować produkcję, współpracować z magazynem energii i przekazywać dane do aplikacji monitorującej.
Kim jest prosument i jak rozlicza energię?
Prosument to osoba, która jednocześnie zużywa i produkuje energię elektryczną. Nazwa łączy słowa „producent” i „konsument”. W praktyce właściciel przydomowej instalacji korzysta z energii wytworzonej na miejscu, a nadwyżki może przekazać do sieci.
W przypadku nowych instalacji podłączonych do sieci podstawą rozliczeń jest net-billing. Nadwyżka energii oddana do sieci jest wyceniana zgodnie z zasadami obowiązującymi w tym systemie, a jej wartość trafia na depozyt prosumencki. Środki z depozytu mogą następnie pomniejszać koszty energii pobranej z sieci, na przykład wieczorem lub zimą, gdy produkcja z paneli jest niższa.
Wysokość korzyści zależy między innymi od ilości energii zużywanej bezpośrednio w domu, mocy instalacji, cen energii oraz profilu zużycia. Dlatego duże znaczenie ma autokonsumpcja, czyli wykorzystywanie własnego prądu w momencie jego produkcji. Magazyn energii może zwiększyć możliwość korzystania z energii również po zachodzie słońca, ale nie jest obowiązkowym elementem każdej instalacji.
Co wpływa na wydajność instalacji?
Ta sama moc paneli może dawać różne uzyski w zależności od miejsca montażu i warunków pracy. Przy planowaniu systemu trzeba przeanalizować przede wszystkim:
- Nasłonecznienie charakterystyczne dla lokalizacji i zmienność pogody.
- Orientację modułów względem stron świata, przy czym skierowanie na południe często sprzyja wysokiej produkcji, ale nie jest jedynym możliwym rozwiązaniem.
- Kąt nachylenia paneli, który powinien być dopasowany do konstrukcji dachu lub stelaża.
- Zacienienie powodowane przez drzewa, kominy, sąsiednie budynki albo inne elementy otoczenia.
- Czystość powierzchni modułów, ponieważ kurz, pyłki i inne zabrudzenia mogą ograniczać dostęp światła.
- Dobór mocy paneli, falownika i pozostałych zabezpieczeń do warunków technicznych budynku.
Instalacja pracuje także zimą, choć zwykle produkuje wtedy mniej energii ze względu na krótszy dzień i słabsze nasłonecznienie. Przed montażem warto przeprowadzić audyt obejmujący roczne zużycie prądu, stan dachu, dostępne miejsce, zacienienie oraz planowane urządzenia, takie jak pompa ciepła, klimatyzacja lub samochód elektryczny.
Czy warto zainwestować w fotowoltaikę?
Instalacja fotowoltaiczna jest inwestycją długoterminową, która może ograniczyć zakup energii z sieci i zwiększyć udział własnego prądu w zużyciu gospodarstwa domowego. Jej opłacalność zależy jednak od właściwego dopasowania mocy, sposobu wykorzystania energii oraz aktualnych zasad rozliczeń.
Najbezpieczniej zacząć od audytu energetycznego i analizy rachunków z całego roku, a nie od samej liczby paneli. Dobrze przygotowany projekt uwzględnia obecne i przyszłe potrzeby domu, warunki dachu oraz możliwość późniejszej rozbudowy o magazyn energii.
