Jak duża powinna być instalacja fotowoltaiczna?

Szacuje się, że energia elektryczna stanowi względnie niewielką - ok. 10% - część zapotrzebowania na energię polskich gospodarstw domowych. Jednak prąd jest drogi, za 1 kWh płacimy nawet 3 razy tyle co za ciepło do ogrzewania. Dlatego właśnie możliwość pozyskiwania energii elektrycznej z własnej instalacji PV jest atrakcyjna.

Znaczenie ma też aspekt ekologiczny. Pozyskujemy przecież darmową energię słoneczną i to nie emitując przy tym żadnych zanieczyszczeń do atmosfery. Jednak żeby cała inwestycja miała sens i dawała realne oszczędności trzeba przede wszystkim odpowiednio dobrać jej wielkość.

Dom energooszczędny

Ten dom będzie samowystarczalny! Wszystko dzięki instalacji fotowoltaicznej o mocy 9 kW. Źródłem ciepła będzie powietrzna pompa ciepła. Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła o wydajności 520 m3 na godzinę. Jest też klimatyzacja split.

Instalacja fotowoltaiczna - jakie zużycie, taka wielkość

Podstawowymi ograniczeniami, z którymi musimy się liczyć zakładając panele PV są koszty inwestycji (ile możemy na nią wydać), oraz zajmowana przez nie powierzchnia - szczególnie w przypadku montażu na dachu, a to zdecydowanie najpopularniejsza lokalizacja.

Jednak jeżeli nawet te czynniki nas zbytnio nie ograniczają, to ostateczną barierę wyznacza roczne zużycie prądu w naszym domu. Po prostu nie ma sensu żeby instalacja dawała w cyklu rocznym więcej energii niż jesteśmy w stanie zużyć. Wprawdzie taki wytworzonej energii. Resztę natomiast przekazujemy do sieci. Skąd możemy ją odebrać w późniejszym czasie.

Podstawową zasadą jest jednak to, że jeżeli w cyklu rozliczeniowym, wynoszącym maksymalnie rok, oddamy więcej niż sami zużywamy to nadwyżka nam po prostu przepada. Z tego względu po prostu nie opłaca się budować instalacji zbyt dużych, ponad faktyczne potrzeby. Bo wyłożymy na nie pieniądze, a nie będziemy mieć z tego korzyści.

W praktyce na potrzeby domów jednorodzinnych buduje się systemy o mocy zainstalowanej od 3 do 10 kWp. Mniejsze okazują się bowiem stosunkowo drogie w przeliczeniu na 1 kWp, większe (powyżej 10 kWp) podlegają zaś już nieco mniej korzystnym zasadom rozliczania, a ponadto zwykle nie są potrzebne w takich domach.

Instalacja fotowoltaiczna - być prosumentem

Żeby skorzystać z preferencyjnego systemu rozliczania za energię pobieraną i oddawaną do sieci a także z dopłat na budowę samej instalacji PV musimy koniecznie spełniać zawarte w ustawie OZE warunki bycia tzw. prosumentem.

W budownictwie jednorodzinnym prosumentem jest:

• osoba fizyczna;
• osoba fizyczna prowadząca działalność gospodarczą, o ile wytwarza energię wyłącznie na cele inne niż związane z prowadzoną działalnością;
• osoba fizyczna prowadząca gospodarstwo rolne, o ile ta działalność nie jest objęta ustawą o swobodzie działalności gospodarczej.

Przy tym jest tzw. odbiorcą końcowym, czyli energia z mikroinstalacji nie służy dalszej sprzedaży albo produkcji.

Ponadto z dostawcą energii musimy zawrzeć tzw. umowę kompleksową, która określa opłaty zarówno za samą energię, jak i jej przesył. Bo jak inaczej uregulować kwestię rozliczeń za energię pobieraną i oddawaną do sieci?

Jak dużą założyć instalację fotowoltaiczną?

Zapamiętajmy, że zgodnie z ustawą OZE, jeżeli przekazujemy do sieci energię z mikroinstalacji PV o mocy zainstalowanej do 10 kW to w późniejszym czasie możemy odebrać bez ponoszenia dodatkowych kosztów 80% z tego co oddaliśmy. Jeżeli zaś moc instalacji przekracza 10 kW możemy odebrać mniej, już tylko 70%. Jednak w budownictwie jednorodzinnym tak duże instalacje są rzadkością. A już zupełnie nie opłaca się budować systemu o mocy niewiele większej niż 10 kWp, np. 11 kWp.

W domach jednorodzinnych nawet względnie duże instalacje PV zwykle mają poniżej 10 kWp. (fot. OZE-BIOMAR)

Przede wszystkim jednak, znakomita większość domów jednorodzinnych zużywa rocznie nie więcej niż 6000 kW energii elektrycznej. A do wytworzenia takiej ilości energii wystarczają panele o mocy zainstalowanej ok. 6 kWp. W naszych warunkach klimatycznych można bowiem w przybliżeniu przyjąć, że 1 kWp mocy zainstalowanej przekłada się na 1000 kWh pozyskanej energii w ciągu roku.

Oczywiście, pod warunkiem, że warunki montażu są bliskie optymalnym.

Najważniejsze zasady montażu instalacji fotowoltaicznej:

• orientacja najlepiej wprost na południe. Dopuszczalne jest odchylenie na zachód lub wschód nawet do ok. 50°, ale powoduje to spadek ilości pozyskiwanej energii do 20%. Proporcjonalnie trzeba więc zwiększyć powierzchnię ogniw;
• optymalny kąt nachylenia to 35°, jednak jego zmiana o 10° powoduje bardzo niewielką zmianę ilości pozyskiwanej energii. Z tego względu specjalne konstrukcje wsporcze, pozwalające idealnie nachylić panele stosuje się tylko na dachach płaskich lub o minimalnym spadku;
• panele nie powinny być zacienione przez budynki lub drzewa. Zacienienie jest generalnie bardzo szkodliwe, jednak rzetelnie ocenić jego wpływ można tylko na miejscu, w konkretnym przypadku;
• najlepiej, jeżeli wszystkie panele skierowane są w tę samą stronę. Gdy zostaną ułożone na różnych połaciach dachu to każda taka grupa powinna być w instalacji oddzielną sekcją, np. z własnym falownikiem.

Instalacja to nie tylko panele. Ważnym i kosztownym elementem jest falownik, zmieniający prąd stały na przemienny. (fot. Fronius)

Im bardziej warunki instalacji odbiegają od optimum tym mniejszy będzie uzysk energii przy tej samej łącznej powierzchni ogniw. W tej sytuacji albo się z tym pogodzimy, albo zwiększymy liczbę paneli, co jednak podniesie koszty inwestycji.

Komu warto polecić z kolei małą instalację 3 kWp? W pierwszym rzędzie tym, którzy zużywają niewiele prądu, tylko nieznacznie ponad 3000 kWh rocznie. Ponadto osobom, które nie chcą lub nie mogą wydać zbyt dużo. Z zastrzeżeniem, że jej zmniejszanie już nie bardzo się opłaca. Istotne też, że taki mały system amortyzuje się najszybciej, jeśli skorzystamy z dotacji 5000 zł w ramach programu "Mój Prąd", gdyż będzie to ponad 1/3 kosztów całej inwestycji.

Z kolei większe systemy mają uzasadnienie, jeżeli roczne zużycie prądu przekracza typowe 5000-6000 kWh.

Najczęściej dotyczy to budynków wyposażonych w:

• klimatyzację;
• pompę ciepła do centralnego ogrzewania;
• elektryczne ogrzewanie pomieszczeń.

Jeżeli decydujemy się na klimatyzację to instalacja PV będzie szczególnie pożądana. Wytworzony prąd umożliwi darmową pracę chłodzenia. (fot. Viessmann)

W niektórych sytuacjach może okazać się uzasadnione przekroczenie nawet granicy 10 kWp mocy zainstalowanej, ale tu potrzebna jest już szczegółowa analiza konkretnego przypadku. Tym bardziej, że i koszty inwestycji będą już naprawdę duże.

Warto też dodać, że fotowoltaika jest szczególnie uzasadniona właśnie w domach z klimatyzacją. Z tego względu, że są to urządzenia energochłonne, a ponadto pracujące głównie w okresach największego nasłonecznienia. Tak więc prąd z paneli możemy zużywać wtedy od razu na własne potrzeby, przez co rośnie wskaźnik autokonsumpcji, a więc i ekonomiczna opłacalność inwestycji.

Warto skorzystać z naszego kalkulatora opłacalności, na stronie:

Budowa instalacji fotowoltaicznej - jak to sfinansować?

W sytuacji, gdy całość kosztów związanych z budową instalacji fotowoltaicznej pokryjemy z własnej kieszeni prosty okres zwrotu wyniesie około 10 lat. I to przy założeniu, że nie będziemy na ten cel brać kredytu, co ostatecznie zwiększyłoby koszty.

Chociaż żywotność paneli i pozostałych elementów instalacji jest znacznie dłuższa to tak długi okres zwrotu nie wygląda zachęcająco. Chociażby dlatego, że zawsze istnieje pewne ryzyko wcześniejszej awarii sprzętu. Dofinansowanie ze środków publicznych pozwala skrócić ten czas do 5-6 lat. I z tej racji bardzo wzrosło zainteresowanie fotowoltaiką.

Jako dofinansowanie możemy otrzymać:

• dotację w ramach ogólnokrajowego programu "Mój Prąd" (5000 zł, ale nie więcej niż połowa koszów całości);
• odliczenie od podatku wynikające z ulgi Termomodernizacyjnej (podstawowa stawka to 17% kosztów po odjęciu dotacji, więcej jeżeli wpadamy w wyższy próg podatkowy);
• ewentualnie dopłatę samorządową, na poziomie lokalnym, niekiedy wyższą niż w ramach programu "Mój Prąd".

Co ważne, nie można skorzystać z programu "Mój Prąd", jeżeli otrzymaliśmy już dotację samorządową (lokalną). Zaś skorzystanie z "Mój Prąd" uniemożliwia nam wzięcie niskooprocentowanej pożyczki na fotowoltaikę w ramach programu "Czyste Powietrze".

Trzeba też zaznaczyć, że tak czy inaczej musimy najpierw wyłożyć całą kwotę, a dopiero potem możemy otrzymać dotację. Jeszcze dłużej - do kolejnego rozliczenia rocznego PIT - będziemy musieli poczekać na zwrot podatku. Planowane są przy tym zmiany w programie "Czyste Powietrze". Być może da się po ich wprowadzeniu uzyskać od razu o 5000 zł wyższe wsparcie, jeżeli zdecydujemy się na założenie np. pompy ciepła i systemu fotowoltaicznego. Jednak nie ma jeszcze oficjalnych decyzji w tej sprawie.

Instalacja fotowoltaiczna poza siecią

Czy w naszych realiach opłaca się budować instalację fotowoltaiczną bez połączenia z siecią? Innymi słowy bez możliwości oddawania nadmiaru prądu do systemu? Ewentualnie nawet bez przyłączenia domu do sieci, czyli bez możliwości pobierania prądu z sieci dystrybucyjnej. Zwykle nie ma to uzasadnienia, ale w pewnych specyficznych warunkach takie rozwiązanie może mieć sens.

Chodzi głównie o niewielkie domy letniskowe, faktycznie używane tylko latem lub od wiosny do jesieni. Przy tym charakteryzujące się bardzo niewielkim zapotrzebowaniem na energię. Zarówno w skali roku jak i w sensie chwilowego poboru mocy. Warto sobie uświadomić, że pobór prądu w takim domu, gdzie zasilimy tylko naprawdę niezbędne urządzenia, może być naprawdę mały:

Pobór prądu niektórych urządzeń:

• lodówka - do 200 W;
• oświetlenie LED 50 W;
• pompa studzienna - do 500 W;
• komputer, radio, telewizor - do 100 W.

Łącznie będzie to poniżej 1 kW, oczywiście jeżeli zrezygnujemy z takich urządzeń jak czajnik elektryczny lub elektryczna kuchenka i podgrzewacz wody do mycia. Można zamiast tego używać kuchenki na gaz z butli. W ten sam sposób może być też zasilany podgrzewacz wody, ewentualnie założymy kolektor słoneczny albo tak dobierzemy moc instalacji PV, żeby była wystarczająca do zasilania elektrycznego podgrzewacza z grzałką.

W takim małym domku letniskowym wystarczy niewielka instalacja PV do 3 kWp, kilka akumulatorów o łącznej pojemności kilkuset amperogodzin oraz jednofazowy inwerter (przetwornica napięcia na 230 V prądu przemiennego). Chociaż najlepiej, jeżeli oświetlenie elektryczne i większość urządzeń będzie dostosowana do zasilania prądem stałym o niskim napięciu 12 lub 24 V. Do ich zasilania nie potrzeba przetwornicy i nie ma związanych z jej pracą strat energii.

Z pozoru może się wydawać, że taki domek letniskowy to propozycja dla nieco postrzelonych fanów surwiwalu. Jednak może być uzasadniona jeżeli nasza działka jest daleko od linii energetycznej, co niekiedy oznacza kilka lat czekania na przyłącze i jego wysoki koszt. Ponadto jeżeli uwzględnimy opłaty stałe to może się okazać, że w takim sezonowo użytkowanym domku będą one główną częścią rocznego rachunku.

Bez podłączenia do sieci pracują zwykle tylko bardzo małe instalacje PV, np. w domkach letniskowych. (fot. Nibe-Biawar)

Trzeba jednak lojalnie uprzedzić, że w przypadku instalacji PV działającej zupełnie poza siecią koszty jej budowy podniosą akumulatory. A są niezbędne, bo przecież bez nich nie będziemy mieć prądu po zmroku. Niewielki zestaw 4 akumulatorów 12 V o pojemności 100 amperogodzin (Ah) każdy będzie kosztował przynajmniej 2000 zł. Podkreślmy jednak, że taka mała instalacja fotowoltaiczna nie wytworzy dość prądu w zimie, gdy dzień jest krótki, a nasłonecznienie słabe. Dlatego nadaje się właśnie do domków letniskowych.

Część osób może też zechcieć zbudować małą instalację słoneczną jako źródło zasilania rezerwowego, na wypadek awarii sieci energetycznej. Wówczas zasilane może być nie tylko jakieś podstawowe oświetlenie i lodówka lecz np. kocioł gazowy. W tym przypadku konieczne jest jednak zabezpieczenie przed podaniem napięcia do sieci, co mogłoby stwarzać zagrożenie dla pracującej przy niej ludzi.

Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: OZE-BIOMAR