Fotowoltaika a oszczędność. Czy to się opłaca?

Ciągły rozwój technologii i coraz szersze korzystanie z elektroniki sprawiają, że każde gospodarstwo domowe czy firma są uzależnione od dostaw energii elektrycznej. Osiągnięcia inżynieryjne, jeśli chodzi o produkcję paneli fotowoltaicznych, dają możliwość stania się prosumentem, a zatem jednocześnie wytwórcą i odbiorcą prądu, który może się rozliczać z operatorem sieci energetycznej na korzystnych warunkach.

Dlaczego warto korzystać z instalacji fotowoltaicznej?

Ceny energii elektrycznej dostarczanej z tradycyjnej sieci wciąż się zwiększają, a biorąc pod uwagę wykorzystywane w naszym kraju dominujące sposoby pozyskiwania prądu, można się spodziewać, że zarówno z uwagi na liczne niezbędne inwestycje pozwalające na podtrzymanie mocy wytwórczych w elektrowniach, jak i opłaty za emisję zanieczyszczeń trend ten nie tylko się utrzyma, ale z czasem będzie się nasilał. Użytkownicy potrzebujący zasilania w gospodarstwach domowych oraz ci, którzy korzystają z prądu na cele prowadzonej działalności gospodarczej, muszą być przygotowani na podwyżki, a jednocześnie znajdują się w sytuacji przymusowej – większość sprzętu AGD i RTV, systemy centralnego ogrzewania, oświetlenie, a nawet wentylacja mechaniczna nie mogą funkcjonować bez zasilania. Podobna sytuacja występuje, jeżeli chodzi o biznes – większość maszyn i urządzeń w firmach produkcyjnych nie może działać bez prądu tak, jak systemy odpylania, zabezpieczenia przeciwpożarowego czy chłodzenia. Jeśli więc nie można zaradzić podwyżkom dobrą metodą może być rozpoczęcie produkcji własnego prądu – zauważa przedstawiciel firmy Grupa DS, specjalizującej się w dobrze i montażu instalacji fotowoltaicznych.

Dobrze już rozwinięta technologia fotowoltaiczna daje szerokie możliwości pozwalające uzyskiwanie sporych ilości prądu przy wykorzystaniu promieniowania słonecznego. Taki sposób działania oznacza opcję wytwarzania prądu na własne potrzeby, a w przypadku poszczególnych gospodarstw domowych także odprowadzania jego nadmiaru do sieci, a następnie odbierania potrzebnej ilości w dogodnym dla siebie momencie. Według obowiązujących zasad w zamian za 1 kW oddany do sieci użytkownik może bezpłatnie pobrać od 0,7 do 0,8 kW, co zwalnia go z konieczności przechowywania wyprodukowanej energii, a tym samym posiadania właściwych akumulatorów, urządzeń nimi sterujących czy wreszcie pomieszczeń odpowiednich do ich gromadzenia.

Warto pamiętać także o tym, że korzystanie z własnej instalacji fotowoltaicznej pozwala na znaczne zmniejszenie emisji szkodliwych substancji i ograniczenie ilości przedostającego się do atmosfery dwutlenku węgla. Ma to tym większe znaczenie, że w naszych warunkach niemal 70% prądu jest wytwarzane w elektrowniach i elektrociepłowniach zasilanych węglem kamiennym i brunatnym, a jedynie do 21% pochodzi z w pełni ekologicznych źródeł odnawialnych takich jak wiatr, woda i słońce. Choć przemysłowe systemy filtracji są bardzo efektywne, to z uwagi na skalę zużycia węgla ilość pyłów trafiających do atmosfery jest dość duża, podobnie jak skala wytwarzanego przy okazji spalania paliw kopalnych CO₂. Dodatkową zachętą do stawiania na energię otrzymywaną ze słońca jest fakt, że sama instalacja jest stosunkowo prosta, szybko się zwraca, a dostępne źródła finansowania okazują się niezwykle atrakcyjne.

W jaki sposób działa instalacja fotowoltaiczna?

Zasada działania paneli fotowoltaicznych jest dość prosta, a jej efektywność stosunkowo wysoka. Choć nasz kraj nie jest położony szczególnie korzystnie, jeśli chodzi o nasłonecznienie, to za sprawą nowoczesnych i sprawnych technologii pozyskiwania energii można uzyskać od 980 kWh/m² do około 1060 kWh/m². Otrzymanie około 1 kWh z metra kwadratowego fotowoltaiki w ciągu roku sprawia, że do zaspokojenia potrzeb energetycznych typowego gospodarstwa domowego szacowanego przy czteroosobowej rodzinie na około 3000–4000 kWh rocznie optymalnym rozwiązaniem będzie instalacja o mocy około 5 kW, zajmująca w przybliżeniu około 30 m² dachu. Przy takiej powierzchni obciążenie konstrukcji dachowej pozostanie na rozsądnym poziomie, a ilość wyprodukowanego prądu powinna pokryć wszystkie potrzeby, zwłaszcza jeżeli użytkownicy korzystają z systemów pozwalających na jego oszczędzanie.

Do osiągnięcia odpowiedniego poziomu uzysku rocznego konieczne będzie wybranie właściwej lokalizacji dla montowanych ogniw. Liczyć się będzie zarówno kąt nachylenia paneli, jak i to, w którą stronę jest skierowana płaszczyzna dachu, gdzie zostaną założone. Na najlepsze rezultaty można będzie liczyć tam, gdzie połać jest skierowana na południe, a sam dach nie będzie w ciągu dnia zasłaniany przez wysokie budynki, przeszkody terenowe czy drzewa.

Panele fotowoltaiczne są zbudowane w dość prosty sposób. Elementem pozwalającym na wychwytywanie światła słonecznego są ogniwa wykonane z krzemowych kryształów pociętych na warstwy o niewielkiej grubości, zabezpieczone folią EVA (Ethylene Vinyl Acetale), wyposażone w złącza pozwalające na wyprowadzanie energii oraz usztywnione płytą z tworzywa sztucznego, przykryte szklaną taflą o wysokiej przezierności umieszczoną w lekkiej aluminiowej ramce. Ponieważ warstwa krzemu pełni rolę półprzewodnika tworzącego złącze typu p-n padające na ich powierzchnię fotony powodują przechodzenie elektronów między warstwą z przewagą elektronów, a dysponującą nadmiarem tzw. dziur doprowadzając do przepływu napięcia. W zależności od rodzaju ogniw, które mogą być mono- lub polikrystaliczne, efektywność panelu może się wahać od 16 do 25%. Oznacza to, że nawet 1/4 energii promieni słonecznych może być użyta do produkcji prądu.

Powstający w ogniwach prąd elektryczny jest prądem zmiennym, musi więc być przy użyciu właściwego inwertera przekształcony w prąd zmienny o napięciu 230 V i częstotliwości 50 Hz. W przypadku instalacji typu on-grind produkowane napięcie jest na bieżąco odprowadzane do sieci elektroenergetycznej i rejestrowane za pomocą specjalnego licznika. Jeśli fotowoltaika będzie działała off-grind, to do gromadzenia prądu w celu późniejszego wykorzystania, konieczne będą jeszcze akumulatory o odpowiedniej do mocy instalacji oraz okresu magazynowania pojemności.

Kiedy można zacząć zarabiać na swojej instalacji fotowoltaicznej?

Użytkownik, który korzysta z instalacji fotowoltaicznej podłączonej do sieci, ma możliwość znacznego obniżenia rachunków płaconych za prąd. Przy poprawnie zwymiarowanej instalacji z poziomem uzysku odpowiadającym potrzebom energetycznym budynku może to oznaczać wyeliminowanie kosztów związanych z poborem energii z sieci. Nie można jednak zapominać, że ważnym czynnikiem pozwalającym „wyjść na swoje” będzie również całkowita amortyzacja zamontowanej instalacji. Okres niezbędny do tego, by zakup fotowoltaiki w całości się zwrócił, zależy od poziomu poniesionych kosztów, ale również od awaryjności zamontowanych urządzeń, oraz tempa, w jakim będzie następowało zużywanie się paneli i zmniejszanie ich skuteczności.

Szacując zyskowność całego przedsięwzięcia, trzeba wziąć pod uwagę, że montaż paneli fotowoltaicznych może być dofinansowany z programu „Mój prąd”. W ramach dotacji można otrzymać 50% kosztów, jednak maksymalnie może to być kwota 5 tysięcy złotych na instalację o mocy od 2 do 10 kW. Poza nią użytkownik może wykorzystać także ulgę podatkową dostępną w ramach tzw. ulgi termomodernizacyjnej. Jej poziom jest uzależniony od faktycznie poniesionych wydatków oraz progu podatkowego, w którym znajdują się uzyskiwane dochody. Dzięki obu możliwościom czas amortyzacji fotowoltaiki ulega znacznemu skróceniu. Bez żadnych ulg instalacja zwróci się najprawdopodobniej po 7–8 latach. Ulga „Mój prąd” skraca ten czas do 6 lat, a ulga termomodernizacyjna do około 5 lat. Amortyzacja będzie szybsza, jeśli instalacja ma większą moc, choć oczywiście jej proste przewymiarowanie na nic się tu nie przyda, ponieważ liczy się jedynie ta energia, która zostanie efektywnie spożytkowana.

Okres, w którym instalacja fotowoltaiczna zacznie przynosić wymierne korzyści, jest więc stosunkowo krótki, co sprawia, że zainteresowanie montażem odpowiedniego systemu utrzymuje się na dość wysokim poziomie. Warto jednak pamiętać, że kluczem do zadowolenia oraz właściwego poziomu zysków jest precyzyjne określenie prognozowanego zużycia energii, a także dobre oszacowanie poziomu uzysku w konkretnej lokalizacji. Dopiero uwzględnienie wszystkich parametrów daje możliwość prawidłowego doboru potrzebnej mocy. Równie ważna będzie też jakość wykorzystanych paneli oraz niezbędnego osprzętu i fachowość podłączenia.