Domowa elektrownia – wytyczne dla inwestora

Panele fotowoltaiczne – rodzaje

Głównym elementem domowej elektrowni słonecznej są panele fotowoltaiczne, które zbudowane są z kilkudziesięciu pojedynczych ogniw krzemowych (fot. 1). Ogniwa łączone są w moduły, pokryte powłoką antyrefleksyjną, szybą hartowaną i oprawione w aluminiowe ramy. Dzięki takiej konstrukcji panele fotowoltaiczne są odporne na warunki atmosferyczne, wydajne i wolne od korozji.

W ofercie producentów są panele fotowoltaiczne o mocy szczytowej 250–300 Wp *), które potrafią pracować zarówno w świetle bezpośrednim, jak i w świetle rozproszonym. W karcie katalogowej producent podaje, czy mamy do czynienia z ogniwami polikrystalicznymi, czy monokrystalicznymi. Te pierwsze są tańsze i bardziej rozpowszechnione w budownictwie mieszkaniowym – możemy je poznać po jasnoniebieskiej barwie i prostokątnej budowie ogniwa.

*) Moc ogniwa wyrażana jest w watach mocy szczytowej (z j. angielskiego Watt Peak), oznaczona indeksem p za jednostką wat lub kilowat (Wp, kWp). Wartość ta oznacza moc, jaką ma ogniwo badane w warunkach testowych. Jednak w warunkach rzeczywistych - ogniwo rzadko będzie osiągać podaną moc szczytową.

Ogniwa monokrystaliczne mają natomiast barwę ciemnoniebieską bądź czarną, monokryształ krzemu jest w przekroju kołem, dlatego takie ogniwa mają zaokrąglone rogi. Mają one wyższą sprawność od ogniw polikrystalicznych, dlatego są wykorzystywane wszędzie tam, gdzie dysponujemy ograniczoną powierzchnią montażową.

Decydując się na wykonanie instalacji fotowoltaicznej, warto to zrobić na etapie projektowania budynku. Projektant może wtedy określić, czy nasłonecznienie połaci dachowej będzie korzystne dla przyszłej instalacji. Najkorzystniejsze warunki występują, gdy panele skierowane są na południe i pochylone pod kątem 30–40° do poziomu – im większa odchyłka od tej pozycji, tym mniejszy uzysk energii elektrycznej (rys. 1).

Jeśli ekspozycja dachu nie jest korzystna dla montażu paneli fotowoltaicznych, np. dach skierowany na wschód lub zachód, wówczas instalacja powinna być przewymiarowana, aby wyprodukowała podobną ilość energii elektrycznej, co instalacja wykonana na połaci południowej. Stosując odpowiednio dużą liczbę paneli, warto brać pod uwagę, jak bardzo to wpływa na opłacalność inwestycji. Przy niekorzystniej ekspozycji dachu, np. wschód–zachód może się okazać, że instalacja o mocy 5 kWp wyprodukuje porównywalną ilość energii elektrycznej co instalacja o mocy 4 kWp.

Moc instalacji fotowoltaicznej

Przygotowując się do wykonania domowej instalacji fotowoltaicznej, musimy wziąć pod uwagę dostępną powierzchnię dachu pod przestrzeń instalacyjną. Powinna być ona nienarażona na zacienienie, takie ryzyko występuje, gdy na dachu znajdują się wywiewki kanalizacyjne, anteny satelitarne, kominy itd., a przed budynkiem drzewa.

Dobrze, jeśli na etapie projektu budowlanego projektant przewidział moc instalacji fotowoltaicznej. Gdy dążymy do pokrycia potrzeb energetycznych, pobieranych przez sprzęty gospodarstwa domowego, powinniśmy rozważyć wykonanie elektrowni o mocy szczytowej 3,0–3,5 kWp. Jeśli wykorzystamy moduły o mocy 300 Wp, wówczas będzie to zestaw złożony z 10–12 paneli, mocowanych do połaci dachowej. Szacowany uzysk energii elektrycznej z takiej elektrowni może wynieść 2700–3150 kWh, wystarczająco aby pokryć roczne potrzeby energetyczne czteroosobowego gospodarstwa domowego.

Jeśli mamy do czynienia z budynkiem, w którym dominującym źródłem ciepła będzie pompa ciepła, maty lub przewody elektryczne – z tytułu większego zużycia energii moc przyszłej elektrowni słonecznej musi być większa. Może to być instalacja o mocy 4,0–6,0 kWp – niestety nie zawsze jest możliwość rozplanowania na połaci południowej tak dużej liczby paneli fotowoltaicznych – ponad 20 szt. Dlatego robi się też układ wschód–zachód.

Szacowane zapotrzebowanie na energię może nam podać charakterystyka energetyczna, sporządzona przez projektanta branżowego. Znajdujący się tam wskaźnik energii końcowej jest dla nas informacją, jakich przyszłych kosztów eksploatacyjnych możemy się spodziewać dla przyjętego wariantu ogrzewczego.

Ile kosztuje wykonanie instalacji fotowoltaicznej?

Wariant 1. Instalacja fotowoltaiczna o mocy 3,48 kW

• Zestaw fotowoltaiczny 1 kpl. – 9460 zł; w skład podstawowego zestawu wchodzi 12 szt. paneli fotowoltaicznych o mocy 290 W, inwerter, rozdzielnica AC i rozłącznik DC.
• Konektor (para) 6 kpl. – 39 zł
• Przewód fotowoltaiczny 1×4 (100 m) – 245 zł
• System montażowy (śruba dwugwintowa) 12 szt. – 1850 zł
• Sterownik Wi-Fi 1 szt. – 200 zł
• Prace montażowe – 2000 zł

Razem koszt wariantu 1 (z 8% VAT) – 14 898 zł.

Wariant 2. Instalacja fotowoltaiczna o mocy 5,2 kW

• Zestaw fotowoltaiczny 1 kpl. – 15 600 zł; w skład podstawowego zestawu wchodzi 18 szt. paneli fotowoltaicznych o mocy 290 W, inwerter, rozdzielnica AC i rozłącznik DC.
• Konektor (para) 9 kpl. – 58 zł
• Przewód fotowoltaiczny 1×4 (100 m) –  245 zł
• System montażowy (śruba dwugwintowa) 18 szt. – 2140 zł
• Sterownik Wi-Fi 1 szt. – 200 zł
• Prace montażowe – 2800 zł

Razem koszt wariantu 2 (z 8% VAT) – 22 726 zł.

*) Moc ogniwa wyrażana jest w watach mocy szczytowej (z j. angielskiego Watt Peak), oznaczona indeksem p za jednostką wat lub kilowat (Wp, kWp). Wartość ta oznacza moc, jaką ma ogniwo badane w warunkach testowych. Jednak w warunkach rzeczywistych - ogniwo rzadko będzie osiągać podaną moc szczytową.

On-grid i off-grid – różnice

Domowa elektrownia słoneczna może być podłączona do sieci energetycznej (tzw. on-grid) lub działać jako niezależna od sieci publicznej instalacja (tzw. off-grid). W obu wariantach prąd stały produkowany przez moduły fotowoltaiczne zamieniany jest w falowniku na prąd przemienny i wykorzystywany w budynku (fot. 2). Jednak instalacja off-grid, czyli wyspowa, nie jest podłączona do sieci elektrycznej – stanowi samodzielny, autonomiczny system energetyczny. Taka instalacja musi być wyposażona w akumulator, który pozwoli zgromadzić nadwyżki energii elektrycznej, przez co koszt całej instalacji rośnie. Taki system może się sprawdzić w miejscach, gdzie występują braki w dostawach prądu.

W instalacjach wyspowych falownik generuje własną mikrosieć i zasila wydzielone obwody w budynku lub cały budynek. Wadą instalacji on-grid, tzw. sieciowej, jest zależność od sieci elektroenergetycznej, dlatego w przypadku braku napięcia instalacja odłączy się od sieci ze względów bezpieczeństwa. Nie zasilimy domowych urządzeń, mimo że występują korzystne warunki pogodowe.

Nowością na rynku są falowniki hybrydowe, łączące funkcję urządzenia sieciowego i wyspowego. W razie braku energii z sieci, obiekt zasilany jest z baterii akumulatorów.

Obecnie na rynku dominują instalacje sieciowe, są one tańsze i nie wymagają zakupu akumulatora. Nadwyżki wyprodukowanej energii są oddawane do sieci za pomocą licznika dwukierunkowego. Taki licznik umożliwia zliczanie energii pobranej i oddanej do sieci – odbieramy 80% energii oddanej do sieci publicznej, natomiast koszty montażu licznika pokrywa zakład energetyczny.

Dofinansowanie na zakup instalacji fotowoltaicznych

Decydując się na wykonanie instalacji fotowoltaicznej, możemy skorzystać z rządowej dotacji „Mój prąd”, która została przygotowana przez Ministerstwo Energii. W ramach programu prywatni inwestorzy – osoby fizyczne – mogą skorzystać z dotacji obniżających koszt inwestycji w elektrownię słoneczną. Dotacja ma formę bezzwrotnej pomocy finansowej, jej wysokość będzie mogła pokryć do 50% kosztów kwalifikowanych instalacji fotowoltaicznej, nie będzie jednak mogła przekroczyć 5 tys. zł. Weźmy pod uwagę fakt, że koszt instalacji fotowoltaicznej zwykle przekracza 10 tys. zł, dlatego większość ubiegających się o dofinansowanie otrzyma maksymalną kwotę – 5 tys. zł. Dotacje z programu „Mój Prąd” są wypłacane po pozytywnym rozpatrzeniu wniosku i zawarciu umowy o dofinansowanie.

Warto wspomnieć, że dotacja „Mój Prąd” przeznaczona na zakup i montaż mikroinstalacji fotowoltaicznej jest zwolniona z podatku PIT. Dotacja zaplanowana jest na lata 2019–2025 lub do wyczerpania budżetu, który wynosi 1 mld zł. Projekt będzie realizowany przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, który będzie wypłacał wsparcie. Pełny regularnym programu dostępny jest na stronie Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej http://nfosigw.gov.pl/moj-prad/.