Skip to main content

zielona energia


Zespół Lepiej.

Zespół Lepiej.


eye5 286

Fotowoltaika dla laika, czyli czym jest i jak działa?

Zespół Lepiej.
Zespół Lepiej.

Fotowoltaika – brzmi zrozumiale? Z jednej strony tak, gdy chodzi o przekształcanie energii słonecznej w elektryczną, z drugiej – gdy mowa o modułach, opustach czy inwerterach – już niekoniecznie. Jeżeli chcesz wiedzieć więcej na temat fotowoltaiki, ten artykuł jest dla Ciebie. Dzięki niemu poznasz podstawowe pojęcia związane z tym zagadnieniem, zrozumiesz sposób działania systemów fotowoltaicznych i dowiesz się, jak dopasować moc instalacji fotowoltaicznej do wielkości gospodarstwa domowego.

Fotowoltaika dla laika, czyli czym jest i jak działa?

 

Co to jest fotowoltaika?

Fotowoltaika to system bazujący na efekcie fotoelektrycznym, czyli wykorzystywaniu promieniowania słonecznego do wytarzania energii elektrycznej. Odbywa się to za pośrednictwem paneli fotowoltaicznych. Pozyskany w ten sposób prąd elektryczny stały przekształcany jest w prąd zmienny, służący następnie do zasilania urządzeń, ogrzewania pomieszczeń lub podgrzewania wody użytkowej.

Podstawowym elementem składającym się na systemy fotowoltaiczne są panele słoneczne – montowane zazwyczaj na dachach budynków lub gruncie od strony południowej. Choć montaż systemu fotowoltaicznego w jednorodzinnym domu to spora inwestycja – w perspektywie długoterminowej opłacalna, co wynika między innymi ze znacznie niższych rachunków za prąd i niezależności od wzrostu cen energii elektrycznej.

W pozyskaniu środków na instalację fotowoltaiczną pomagają liczne programy dofinansowań – korzystając z nich można liczyć na zwrot inwestycji już po około 6-7 latach użytkowania paneli słonecznych.

Fotowoltaika – jak działa?

Fotowoltaika wykorzystuje promieniowanie (fotony) do wytwarzania energii elektrycznej. Proces ten – stosunkowo prosty – zachodzi dzięki zjawisku nazywanym efektem fotowoltaicznym. Gdy pojedyncza cząstka światła – foton – pada na panel fotowoltaiczny wykonany z krzemu, wprawia w ruch elektron, który powoduje wytworzenie energii elektrycznej.

Energia słoneczna przekształcana jest w prąd elektryczny stały, a po zastosowaniu urządzeń zwanych falownikami (inaczej inwerterami solarnymi), generowany jest prąd zmienny o parametrach zgodnych z parametrami sieci publicznej. Prąd zmienny wykorzystywany jest następnie przez urządzenia zainstalowane w domu.

Efektywność systemu fotowoltaicznego uzależniona jest od dostępu do światła słonecznego. Z tego względu panele fotowoltaiczne montuje się na dachu budynku lub gruncie – tak by nie były zacienione. W tym drugim przypadku najczęściej wykorzystuje się wysięgniki – umieszczane na wysokości ok. 1,5 metra, które zwiększają efektywność pozyskiwania energii słonecznej. Zrozumienie sposobu działania instalacji fotowoltaicznej z pewnością ułatwi poniższy materiał video:

Na czym polega rozliczanie w ramach systemu opustów?

Użytkownik mikroinstalacji[1] fotowoltaicznej, będący jednocześnie producentem i konsumentem energii, rozlicza się w ramach tzw. systemu opustów. Kluczową cechą tego systemu rozliczeń jest brak możliwości sprzedaży energii generowanej w instalacji fotowoltaicznej – całość rozliczenia odbywa się bezgotówkowo. Część energii wytwarzanej w mikroinstalacji jest zużywana na bieżąco (w momencie produkcji) przez urządzenia zasilane energią elektryczną w naszym domu. Jest to tak zwana autokonsumpcja.

Pozostała część energii, której urządzenia nie wykorzystają w momencie jej wytworzenia, jest odprowadzona do sieci energetycznej i podlega bilansowaniu w cyklu rocznym. Można więc powiedzieć, że sieć energetyczna jest dla nas pewnego rodzaju magazynem, do którego wprowadzamy nadwyżkę energii. Ta „energia z magazynu” jest dostępna na bieżąco w ciągu 365 dni od wprowadzenia energii do sieci i zakończenia okresu rozliczeniowego. Gdyby zmagazynowana w sieci nadwyżka nie została wykorzystana w ciągu roku, energia przepadnie, tzn. nie będzie podlegała dalszemu bilansowaniu. Dlatego też w ramach działającego w Polsce systemu opustów przewymiarowanie instalacji fotowoltaicznej nie ma sensu ekonomicznego ani energetycznego.

Jak działa bilansowanie energii w systemie opustów?

Wartość opustu jest uzależniona od mocy mikroinstalacji:

  • Instalacje do 10 kWp – możemy odebrać 0,8 kWh za każdą 1 kWh wprowadzonej do sieci energii.
  • Instalacje powyżej 10 kWp – możemy odebrać 0,7 kWh za każdą 1 kWh wprowadzonej do sieci energii.

Można więc powiedzieć, że sieć energetyczna w systemie opustów funkcjonuje jak magazyn energii, którego sprawność wynosi 70 lub 80% (w zależności od mocy instalacji). Odbiór „zmagazynowanej” energii przebiega całkowicie automatycznie i nie wymaga jakiejkolwiek ingerencji z naszej strony.

Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej?

Wszyscy zainteresowani inwestycją w mikroinstalację fotowoltaiczną powinni pamiętać, że
w obowiązującym w Polsce systemie nie mamy sprzedaży energii, a jedynie bilansowanie energii pobranej z sieci i energii wprowadzonej do sieci. Dlatego też moc instalacji fotowoltaicznej powinna być przede wszystkim dostosowana do naszego zużycia energii.

W przypadku gospodarstw domowych, wielkość instalacji powinna być dobrana tak, aby wyprodukowana w ciągu roku energia nie przekraczała całkowitego rocznego zużycia. Taki dobór mocy umożliwi zrównoważenie tej części energii, która pozostaje w sieci zgodnie z systemem opustów, a jednocześnie pozwoli uniknąć nadmiarowej produkcji energii w stosunku do naszych potrzeb.

Aby we własnym zakresie dokonać wstępnej, uproszczonej weryfikacji mocy instalacji, jakiej będziemy potrzebowali przy obecnym zużyciu energii, można przyjąć następujące założenie:

  • na każde zużyte rocznie 1000 kWh energii dobierzemy 1 kWp mocy instalacji PV.

Odpowiednio większą instalację możemy dobrać, kiedy planujemy zwiększenie zużycia energii, np. poprzez montaż dodatkowych urządzeń zasilanych energią elektryczną. Musimy pamiętać, że wielkość instalacji ma bezpośrednie przełożenie na koszt, a także na okres zwrotu z inwestycji. Przewymiarowanie instalacji w stosunku do naszych potrzeb (a więc dobór instalacji o mocy przewyższającej nasze zapotrzebowanie na energię) nie da nam żadnych korzyści, gdyż nadwyżka energii wprowadzona do sieci i nieodebrana w ciągu 365 dni przepadnie, a okres zwrotu z inwestycji będzie dłuższy. Dlatego dokładny dobór mocy i liczby paneli powinniśmy powierzyć specjalistom.

Jeśli jesteś osobą zainteresowaną instalacją systemu fotowoltaicznego we własnym domu, skontaktuj się ze specjalistą TAURONA wchodząc na https://www.tauron.pl/dla-domu/urzadzenia/fotowoltaika, który pomoże Ci dobrać najlepsze dla Ciebie rozwiązanie.

Systemy fotowoltaiczne – podsumowanie

  • Fotowoltaika to proces polegający na wykorzystywaniu promieniowania słonecznego do wytwarzania energii elektrycznej.
  • Podstawowym elementem systemów fotowoltaicznych są panele solarne, które przekształcają energię słoneczną prąd elektryczny stały.
  • Prąd elektryczny stały przekształcany jest w prąd elektryczny zmienny – za pomocą falownika (inwertera solarnego).
  • Prąd elektryczny zmienny – o parametrach zgodnych z parametrami sieci publicznej służy do zasilania urządzeń, ogrzewania pomieszczeń lub podgrzewania wody użytkowej.
  • Praca i wydajność systemu fotowoltaicznego uzależniona jest od dostępności promieniowania słonecznego. Dlatego też panele fotowoltaiczne montuje się w mocno nasłonecznionych miejscach – na dachach budynków lub na gruncie.
  • Użytkownik instalacji fotowoltaicznej rozlicza się w ramach systemu opustów. Energia elektryczna zużywana jest na bieżąco przez urządzenia zainstalowane w domu (autokonsumpcja).
  • Nadwyżka wyprodukowanej energii elektrycznej trafia do sieci energetycznej i podlega bilansowaniu w cyklu rocznym. „Zmagazynowana” w ten sposób energia dostępna jest na bieżąco w ciągu 365 dni od wprowadzenia energii do sieci i zakończenia okresu rozliczeniowego. Nadwyżka energii niewykorzystana w ciągu roku – przepada, tj. nie podlega dalszemu bilansowaniu.
  • Moc instalacji fotowoltaicznej powinna być przede wszystkim dostosowana do poziomu zużycia energii. Wstępnej weryfikacji można dokonać samodzielnie, ale dokładne szacunki najlepiej powierzyć doświadczonym specjalistom.
  • Przewymiarowanie instalacji w stosunku do naszych potrzeb mija się z celem. Nadwyżka energii odprowadzona do sieci i niewykorzystana w ciągu 365 dni przepadnie, a okres zwrotu z inwestycji będzie dłuższy.

Pobierz e-book

 

Jeżeli chcesz poznać odpowiedzi na pytania dotyczące funkcjonowania, optymalnej wielkości czy kosztów związanych z inwestycją w PV, pobierz bezpłatny poradnik „100 pytań o fotowoltaikę. Odpowiedzi jasne jak słońce”. Znajdziesz w nim odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania o fotowoltaikę.

 

POBIERZarrow

[1] Zgodnie z zapisami ustawy o odnawialnych źródłach energii, mikroinstalacja to instalacja o łącznej zainstalowanej mocy nie większej niż 50 kW, która jest przyłączona do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV.