Instalacja fotowoltaiczna i jej początki
Po raz pierwszy zjawisko fotowoltaiki zostało zaobserwowane w 1839 roku. Jednak dopiero w 1905 roku Albert Einstein zaprezentował wyjaśnienie tego zjawiska. Z kolei pierwsze ogniwo fotowoltaiczne zostało zbudowane dopiero w 1954r., a jego sprawność wynosiła zaledwie 4%. Wraz z biegiem czasu sprawność ogniw rosła, a naukowcy zdobywali coraz to większą wiedzę na temat zjawiska fotowoltaiki i mogli jeszcze lepiej i skuteczniej opracowywać elementy instalacji. Świat nie tylko zaakceptował, ale nawet zapragnął rozwijać wszelkie instalacje, które pozwalały na pozyskiwanie energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii. Również w Polsce zagościła pierwsza instalacja fotowoltaiczna, a instalacje prosumenckie cieszyły się wielką popularnością.
Energia słoneczna w Polsce
Od 2019 roku zauważyć można ogromny przyrost mikroinstalacji słonecznych. Dzięki niższym cenom paneli słonecznych oraz dodatkowym ulgom, coraz większa liczba polskich gospodarstw mogła zaopatrzyć się w solary. Z kolei wzrost cen prądu, również dla przedsiębiorców spowodował, że również tutaj rozpoczęto inwestycje w fotowoltaikę. W celu spopularyzowania produkcji zielonej energii, Rząd również podjął odpowiednie kroki, dzięki czemu inwestowanie w fotowoltaikę stanie się jeszcze bardziej opłacalne.
Wciąż obserwować możemy wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną. Choć paliwa kopalniane nadal są głównym źródłem wytwarzania energii elektrycznej, to udział energii pozyskiwanej z odnawialnych źródeł energii nieustannie rośnie. Ich niewątpliwą zaletą jest to, że nigdy się nie wyczerpią, są ogólnodostępne, nie powodują degradacji środowiska, jak również nie zanieczyszczają go. Najpopularniejszym źródłem odnawialnej energii jest z kolei energia ze słońca.
Energia elektryczna ze słońca
Energetyka solarna ma ogromny potencjał. Uważa się, że w przyszłości stanie się głównym źródłem energii na całym świecie. Jednak należy wciąć pod uwagę pewne ograniczenia. Jednym z nich jest nasłonecznienie, które ma bezpośredni wpływ na wydajność instalacji solarnych. Na szczęście w Polsce nasłonecznienie jest wystarczające, a warunki bardzo korzystne.
Średnie roczne nasłonecznienie w Polsce sięga około 1000 kWh/m2, co daje bardzo dobre wyniki. Jednak rozkład promieniowania słonecznego w ciągu roku jest nierówny. W miesiącach od kwietnia do września przypada 80% rocznego nasłonecznienia. Jednocześnie, w poszczególnych rejonach notuje się okresowe zmiany nasłonecznienia. Związane to jest ze zmianami klimatycznymi, zachmurzeniem, a także zanieczyszczeniem powietrza. Pomimo to, roczna średnia suma nasłonecznienia w naszym kraju wynosi blisko 1600 godzin. To oznacza, że mamy doskonałe warunki do produkcji prądu elektrycznego ze słońca.
Instalacja fotowoltaiczna – czy warto?
Przed podjęciem decyzji odnośnie inwestowania w instalację fotowoltaiczną powinniśmy rozważyć pewne kwestie. Przede wszystkim, czy na naszym dachu możliwe jest zamontowanie paneli słonecznych. W odpowiedzi na te pytania pomoże nam specjalista ds. fotowoltaiki. Przeprowadzając audyt określi:
- optymalny kierunek montowania paneli na dachu
- kąt nachylenia dachu
- uwzględni zacienienia
- określi dostępną powierzchnię do zamontowania paneli
- sprawdzi wytrzymałość konstrukcyjną dachu.
Ceny poszczególnych elementów instalacji
Instalacja fotowoltaiczna składa się z kilku elementów, które mają bezpośredni wpływ na jej cenę, jako całości. Istotna jest także konstrukcja montażowa oraz sama usługa montażu. Od 2017 roku możemy zaobserwować stopniowy spadek cen instalacji słonecznych. Dzieje się tak z powodu większej dostępności poszczególnych elementów, jak i z uwagi na regulacje prawno-podatkowe. Jednak główny wpływ na cenę całej instalacji ma cena ogniwa fotowoltaicznego. W zależności od ich ilości, jakości i metody produkcji, cena może być różna. Ponadto, rodzaj konstrukcji oraz montaż paneli na dachu płaskim lub skośnym, bądź też na gruncie powodują ogromne rozbieżności cenowe. Dodatkowo marża, która uzależniana jest od mocy instalacji oraz stopnia trudności montażu. Wszystko to powoduje, że cena mikroinstalacji solarnej może być wyższa lub niższa.
Kiedy instalacja fotowoltaiczna się zwróci?
To jedno z pytań, które są najczęściej zadawane. Jednak odpowiedź nie jest wcale taka prosta. Rozbieżność cenowa jest bardzo duża i zależy od wszystkich elementów, jakie składają się na instalację. Niemniej, ogromny wzrost cen prądu elektrycznego sprawia, że coraz bardziej opłaca się inwestować w fotowoltaikę. Jeśli zużywamy bardzo mało energii, a rachunki nie przekraczają 100zł miesięcznie, to inwestycja może nie być opłacalna. Jeśli jednak co miesiąc płacimy znacznie wyższe rachunki za prąd elektryczny, to instalacja fotowoltaiczna będzie dla nas idealnym rozwiązaniem. Jednocześnie, okres zwrotu wylicza się zawsze indywidualnie. Im większa jest moc instalacji, tym koszt 1 kWp jest niższy. Zatem, skraca się okres zwrotu inwestycji. Dla gospodarstw domowych zwykle okres zwrotu tej inwestycji określa się na około 7-8 lat.
Sposoby finansowania instalacji słonecznej
Wiele samorządów, jak i nowe programy rządowe sprawiają, że otwierają się przed nami różne możliwości dofinansowania do instalacji słonecznej. Ulga termomodernizacyjna może dodatkowo skrócić czas zwrotu zainwestowanych pieniędzy. Zaś rosnące ceny energii elektrycznej dodatkowo zwiększają opłacalność inwestycji. Ponadto, coraz więcej banków oferuje preferencyjne kredyty na inwestycje w odnawialne źródła energii. Wybierając taki okres kredytowania, przy którym rata kredytu będzie równa wysokości miesięcznych rachunków za prąd możemy nawet nie odczuć zakupu. Raty nie będą obciążały domowego budżetu. Ponadto, firmy mogą zdecydować się na zakup instalacji solarnej nie tylko za pomocą kredytu, ale również poprzez leasing. Bez wątpienia posiada on wiele korzyści.
Gdzie szukać dotacji?
Bezzwrotne dotacje mają duży wpływ na zwrot inwestycji w fotowoltaikę. Jednocześnie sprawiają, że inwestycja ta jest bardziej atrakcyjna. Obecnie, aby znaleźć aktualny program dotacji do fotowoltaiki powinniśmy sprawdzić przede wszystkim oferty gminy, w której mieszkamy. Część gmin posiada środki pozyskane z UE, a inne z własnych środków wspierają redukcję emisji CO2. W ramach tych programów można pozyskać atrakcyjne finansowanie przedsięwzięcia. Dodatkowo, nie zapominajmy o możliwości skorzystania z ulgi termomodernizacyjnej. Na wykorzystanie środków z tej ulgi mamy aż 6 lat, jeśli dochody w pierwszym roku nie były wystarczająco wysokie. Przedsiębiorcy mogą natomiast szukać dla siebie wsparcia finansowego w PROW. Dzięki temu inwestycja będzie znacznie bardziej opłacalna.
Korzyści z posiadania instalacji słonecznej
Podsumujmy najważniejsze korzyści, jakie płyną z posiadania instalacji fotowoltaicznej:
- Obniżenie rachunków za energię elektryczną.
- Niezależność energetyczna gospodarstwa.
- Niezależność od podwyżek cen prądu.
- Znaczne zmniejszenie emisji CO2, pozytywny wpływ na środowisko naturalne.
- Podniesienie wartości nieruchomości.
- Możliwość optymalizowania kosztów.
- Stabilność inwestycji i wysoka stopa zwrotu.
- Niska awaryjność.
- Długi okres gwarancyjny na poszczególne elementy instalacji.
- Szybki montaż, bez konieczności przebudowy instalacji elektrycznej.
- Długa żywotność instalacji.
- Samoobsługowy system działania.
Niedogodności, jakie wiążą się z instalacją solarną
Prócz wielu zalet, instalacje posiadają też pewne wady. Należą do nich przede wszystkim zależność od warunków atmosferycznych, a także fakt, iż zanieczyszczenia osiadające na powierzchni paneli słonecznych obniżają wydajność ich pracy. Ponadto, jeśli decydujemy się na niewielką instalację solarną, nie musimy posiadać pozwolenia na budowę. Jednak w przypadku instalacji o mocy przekraczającej 50 kW, niezbędne będzie pozwolenie na budowę. Pamiętajmy jednak, że tak duże instalacje dotyczą zwykle sporych ośrodków, instytucji i przedsiębiorstw, a nie instalacji na potrzeby gospodarstwa domowego.
Instalacja fotowoltaiczna – rodzaje
Na pełną instalację słoneczną składają się moduły solarne, falownik, a także system montażowy i akcesoria elektryczne.
Na rynku odstępne są obecnie trzy rodzaje instalacji:
System on grid
To system, który połączony jest z siecią elektroenergetyczną. Cała energia elektryczną, którą produkuje instalacja fotowoltaiczna przekazywana jest do falownika, w którym dochodzi do przemiany z prądu stałego na prąd przemienny. Taki prąd trafia do gniazdek w naszym domu. Zaś cała nadprodukcja prądu elektrycznego trafia do ogólnej sieci energetycznej.
System off grid
To system, który nie jest podłączony do sieci elektroenergetycznej. Energia elektryczna, którą wytwarza instalacja fotowoltaiczna trafia do akumulatorów lub zasila układy wydzielone, np. oświetlenie. Akumulator musi być wyposażony w regulator ładowania, który zabezpiecza urządzenie przed przeładowaniem. Podczas pobierania energii prąd stały przekazywany jest do gniazdek poprzez falownik, który przemienia go z prądu stałego w zmienny.
System wyspowy
To system hybrydowy, który jednocześnie jest podłączony do sieci elektroenergetycznej, jak i posiada akumulatory, które gromadzoną wyprodukowaną energię elektryczną.
Sposób działania najpopularniejszego rodzaju instalacji – on grid
Sposób działania paneli słonecznych zna już wielu z nas. Pod wpływem promieniowania słonecznego, zarówno bezpośredniego, jak i rozproszonego, moduły umieszczone na dachu lub gruncie wytwarzają prąd stały. Specjalnymi kablami transportowany jest do skrzynki z zabezpieczeniami. Stąd zmierza zaś do inwertera. Zadaniem inwertera, zwanego również falownikiem jest przetworzenie prądu stałego w prąd zmienny. W zależności od posiadanej instalacji, możemy wybrać inwerter 1 fazowej i 3 fazowy. Od inwertera specjalnymi kablami prąd elektryczny przemieszcza się do skrzynki z zabezpieczeniami po stronie AC. Od niej, również specjalnymi przewodami energia elektryczna płynie do istniejącej instalacji elektrycznej, za licznikiem energii elektrycznej.
Jak rozliczany jest prąd w systemie on grid?
Wśród zalet takiego rodzaju podłączenia jest to, że możemy na bieżąco zużywać cały wyprodukowany prąd elektryczny, nie ponosząc za to żadnych kosztów. Z kolei nadwyżki wyprodukowanej energii magazynowane są w sieci.
Sposoby rozliczania wyprodukowanej energii
Największą zaletą systemu on grid jest możliwość korzystania na bieżąco z wyprodukowanej energii oraz magazynowanie nadwyżek w sieci. Prąd wytworzony w instalacji fotowoltaicznej ma nieco większą częstotliwość niż sieciowy, dzięki czemu zużywany jest w pierwszej kolejności.
Nadwyżki wyprodukowanej energii przesyłane są do sieci elektroenergetycznej. W zależności od podmiotu wytwarzającego energię w mikroinstalacji inny jest sposób rozliczenia z zakładem energetycznym. Jeśli jesteśmy prosumentami (czyli jednocześnie produkujemy i konsumujemy energię), a nasza instalacja ma moc nie przekraczającą 50 kWp, to możemy korzystać z opustów. W tym wypadku cała nadprodukcja energii elektrycznej przesyłana jest do sieci elektroenergetycznej. Jeśli zużywamy więcej, niż jest w stanie wyprodukować instalacja fotowoltaiczna, to prąd pobieramy z sieci energetycznej. W tym przypadku jednak tracimy na tym 20% (jeśli instalacja ma moc maksymalnie 10 kWp) lub 30% (w przypadku instalacji o mocy powyżej 10 kWp, ale poniżej 50 kWp).
Prognozowanie zysków
Najbardziej optymalnym usytuowaniem paneli słonecznych jest skośny dach skierowany na południe. Ponadto, ważny jest kąt nachylenia samych modułów solarnych oraz wydajność instalacji. To wszystko określane jest właściwie skonfigurowanym zestawem słonecznym. Przy dobrym nasłonecznieniu, osiągi naszej instalacji będą największe. Najlepsze osiągi możemy zyskać od kwietnia do września. W okresie pozostałych miesięcy uzyski są znacznie mniejsze, a w listopadzie, grudniu i styczniu minimalne. Mimo to, średnia wartość jest bardzo zadowalająca. Jeśli właściwie skonfigurujemy cały zestaw solarny i odpowiednio go zamontujemy, to nasze uzyski będą jeszcze większe.
Instalacja fotowoltaiczna w ustawach
Zakup instalacji fotowoltaicznej wiąże się przede wszystkim z opłaceniem podatku VAT. W przypadku fotowoltaiki wynosi on 23%. Podobnie w przypadku zakupu fotowoltaiki na cele biznesowe. Jednakże, podatek ten może być mniejszy, jeśli zostanie zakupiony przez inwestora indywidualnego na cele mieszkaniowe. W przypadku, jeśli zakupu instalacji dokona przeciętny Kowalski, a instalacja zostanie zamontowana na dachu budynku mieszkalnego, którego powierzchnia nie przekracza 300 m2, to podatek wyniesie zaledwie 8%. Jeżeli moduły solarne zostaną zamontowane na budynku gospodarczym, na gruncie lub garażu wolnostojącym to podatek wyniesie 23%.
Ponadto, zgodnie z ustawą o OZE należy rozróżnić 3 rodzaje instalacji:
- Mikroinstalacja PV o mocy do 50 kW.
- Mała instalacja PV o mocy od 50-500 kW.
- Duża instalacja o mocy większej niż 500 kW, czyli farma PV.
Z czego składa się zestaw fotowoltaiczny?
W każdym zestawie fotowoltaicznym są panele słoneczne, falownik, konstrukcja montażowa oraz okablowanie i zabezpieczenia. Kiedy specjalista określi właściwą moc zestawu będzie mógł dopasować właściwe elementy zestawu. Wówczas instalacja powinna w pełni pokryć zapotrzebowanie gospodarstwa na energię elektryczną. Dodatkowo, będzie można właściwie dobrać konstrukcję montażową. Trzeba przy tym uwzględnić rodzaj pokrycia dachu. Jeśli dokonamy zakupu właściwie skonfigurowanego zestawu słonecznego, a do tego będzie on prawidłowo zamontowany, to zyskamy jego wydajną i bezawaryjną pracę przez wiele lat.
Panele fotowoltaiczne
Nazywane także modułami, są głównym elementem zestawu. To właśnie moduły przechwytują promienie słoneczne i przetwarzają je na prąd elektryczny. Każdy panel składa się z wielu ogniw krzemowych. Kiedy fotony ze światła słonecznego zderzają się z elektronami zainstalowanymi w panelach, tworzy się energia elektryczna. Wytwarzany w panelach słonecznych prąd stały transportowany jest do falownika.
Falownik, czyli inwerter
To bardzo ważne urządzenie, którego zadaniem jest przemiana prądu stałego w prąd zmienny. Wszystkie urządzenia, jakie posiadamy w swoich domach zasilane są właśnie prądem zmiennym. Bez przetworzenia prądu ze stałego na przemienny praktycznie nie można z niego korzystać. Istotną informacją jest, że okres żywotności inwertera jest zawsze krótszy niż samych paneli. Podczas swojej pracy, falownik nagrzewa się do bardzo wysokich temperatur. Dodatkowo, posiada wiele elementów elektronicznych. Przez to jest on bardziej awaryjny. Ponadto, falownik zbiera informacje o pracy całej instalacji . Odczyty statystyk są ważne by ocenić sprawność instalacji.
Wśród inwerterów wyróżnić możemy:
–1 fazowe– zwykle przy małych mocach przyłączeniowych.
–3 fazowe– przy większych mocach przyłączeniowych.
–mikroinwertery– dostosowane do pracy z pojedynczym ogniwem.
Montaż instalacji solarnej
Prawidłowy montaż instalacji jest niezwykle ważny. Zapewnia nam bezpieczeństwo użytkowania, a także bezawaryjność. Zwykle montaż instalacji odbywa się na dachu lub gruncie. Z tego względu możemy wyróżnić sposoby montowania zależne od powierzchni.
Montaż na dachy skośnym
Jest to jeden z najlepszych i najtańszych sposobów montowania paneli słonecznych. Rodzaj konstrukcji powinien być dobrany do rodzaju pokrycia dachowego. Najczęściej stosuje się tutaj dwie aluminiowe szyny, które montowane są bezpośrednio na dachu. Dopiero na szynach można zamontować panele. Za pomocą stosownych zacisków i śrub przytwierdza się je do szyn.
Montaż na dachu płaskim
Montaż paneli słonecznych na dachu płaskim jest nieco bardziej skomplikowany. Zwykle stosuje się konstrukcje balastowe. Nie wymagają one ingerowania w dach. Jednak w ich wypadku konieczne jest sprawdzenie wytrzymałości dachu. Takie konstrukcje mają duże obciążenie. Montowanie paneli na konstrukcjach balastowych pozwala ustawić je w najlepszym możliwym kierunku, jak i pod najbardziej optymalnym kątem.
Montaż paneli na gruncie
Montując panele słoneczne na gruncie mamy do dyspozycji dwie podstawowe metody. Pierwszą jest jednoramienna konstrukcja wolnostojąca na palach, bądź dwuramienna konstrukcja. W tym przypadku ustawienie paneli może być zarówno w pionie, jak i poziomie. W ten sposób można zminimalizować cień, jaki rzucają rośliny czy inne elementy wystroju ogrodu. Dodatkowo, metoda ta chroni przed wieloma uszkodzeniami mechanicznymi. Drugą metodą instalowania paneli słonecznych na gruncie jest konstrukcja balastowa, tak jak w przypadku montowania na dachu płaskim.
Producenci
Najbardziej popularnymi i zaufanymi producentami paneli słonecznych na świecie są:
Canadian Solar, Trina Solar, Jinko Solar, Hanwha QCells, SunPower, JA Solar, Risen, Longi, GCL Systems, Suntech / Shunfeng, Seraphim, Chint / Astronergy, ZNshine Solar, First Solar, Talesun, Renesola, Eging, Phono Solar, BYD, Changzhou Almaden, China Sunergy, REC Group, Boviet, Sharp, LG.
Jeśli zaś chodzi o producentów inwerterów, to na uwagę zasługują Huawei i SMA, a także Sungrow, TMEIC, ABB, Sineng, TBEA, Schneider Electric, General Electric oraz SolarEdge. W naszym kraju popularnością cieszą się Fronius, Growatt, Afore, Steca.
Instalacja fotowoltaiczna, a gwarancja
Koszt zakupu systemu fotowoltaicznego jest dość wysoki. Dodatkowo, jest to raczej długoterminowa inwestycja. Z tego powodu czas trwania gwarancji na poszczególne elementy jest bardzo ważny. Ponadto, należy zwrócić uwagę także na zakres gwarancji. Gwarancja produktu (materiału) oraz na uzyski mocy to dwie najistotniejsze gwarancje, jakie powinny mieć wszystkie panele słoneczne. Jeśli panel słoneczny przestanie działać lub jego uzyski znacznie spadną, będziemy mogli uzyskać zwrot pieniędzy lub wymienić go na nowy. W przypadku gwarancji na uzyski mocy, ważny jest poziom spadku. Producenci zakładają, że każdego roku skuteczność paneli będzie nieznacznie maleć. Jednak po 25 latach nadal powinny produkować energię z mocą przynajmniej 80% początkowych uzysków. W przypadku inwerterów gwarancja jest znacznie krótsza. Wynosi zwykle 5 – 10 lat.
Instalacja fotowoltaiczna – jak to właściwie jest?
Już od dwóch lat branża fotowoltaiczna w naszym kraju cieszy się ogromną popularnością. Z każdym rokiem przybywa instalacji przyłączanych do sieci. Wpływa na to wiele zalet, jakie posiada wytwarzanie energii elektrycznej ze słońca. Dodatkowo, sama technologia jest niezawodna i bardzo wydajna. Jednak sceptycy wciąż są, a ich głównym argumentem jest opłacalność tej technologii w polskich warunkach. Jednak naukowcy i użytkownicy instalacji fotowoltaicznych udowadniają, że jak najbardziej, w Polsce istnieją warunki do zakładania instalacji solarnych. Przeważająca ilość użytkowników ma bardzo pozytywne zdanie o instalacji słonecznej i poleca je. Przede wszystkim dlatego, że przynosi spore oszczędności na rachunkach za prąd. Dodatkowo, wciąż rosnące ceny prądu sprawiają, że dla użytkowników systemu fotowoltaicznego są one niegroźne. Zaś okres zwrotu tej inwestycji znacząco się zmniejszy.
Opusty
W kwestii opłacalności nie można pominąć tematu opustów. Dzięki opustom można maksymalnie zużywać wyprodukowaną zieloną energię. Z kolei możliwość magazynowania nadprodukcji energii elektrycznej w sieci pozwala na wyeliminowanie problemu drogich akumulatorów. Eliminujemy również potrzebę umieszczenia ich w swoim domu czy pomieszczeniu gospodarczym. Należy także zaznaczyć, że jeszcze do niedawna mogliśmy pozyskać dotacje na zakup i montaż instalacji fotowoltaicznej. W przyszłości ma to się jednak zmienić. Istnieje szansa, że ulga w PIT pozostanie niezmiennie aktualna, jednak uzyskanie pieniędzy na zakup i montaż stają się już trudniejsze. Mimo to, warto zainteresować się zakupem instalacji słonecznej. Dzięki znacznym spadkom cen, obecnie kompletną instalację możemy zakupić o około 30-40% taniej niż przed kilkoma laty. To bez wątpienia bardzo opłacalna inwestycja.
