Fotowoltaika - musisz to wiedzieć!

Instalacji fotowoltaicznych przybywa na polskich domach wręcz lawinowo. W 2015 r. w naszym kraju było ich około 4 tys. Pod koniec ubiegłego jakieś 700 tys.! W marcu już przeszło 850 tys., co oznacza, że w tym roku, mimo niekorzystnych z punktu widzenia inwestorów zmian w prawie, przekroczymy 1 mln. Panele słoneczne będą na co piątym domu jednorodzinnym!

W sektorze OZE (Odnawialnych Źródeł Energii) fotowoltaika, pod względem zainstalowanej mocy, wyprzedziła już w Polsce elektrownie wiatrowe. Według danych Agencji Rynku Energii na koniec listopada 2021 r. moc zainstalowana polskiej fotowoltaiki wyniosła ponad 7,1 GW, co dało jej 44% udział w rynku OZE. Na koniec marca tego roku było to już 9,4 GW i 50% udziału w rynku OZE.

Jak działają panele fotowoltaiczne?

Panele słoneczne to podstawowy element instalacji PV. Są zbudowane z ogniw fotowoltaicznych, które zmieniają energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Tę da się wykorzystać na wiele sposobów - do zasilania lodówki, telewizora, oświetlenia, do ogrzewania i chłodzenia, do ładowania telefonów komórkowych i elektrycznych pojazdów. Ilość produkowanej energii (prądu) zależy od intensywności promieniowania słonecznego, powierzchni paneli oraz ich sprawności.

Sprawność przemiany energii słonecznej w elektryczność waha się od kilku do ponad 20%, zależnie od konstrukcji ogniw. Problemem jest nierównomierny uzysk energii, zarówno w skali roku (zimą ogniwa są kilkukrotnie mniej wydajne), jak i doby.

Panele instaluje się na dachach (skośnych i płaskich) lub na specjalnych konstrukcjach wsporczych na gruncie, sporadycznie również na ścianach. Jeszcze niedawno mylono je z kolektorami słonecznymi, które są wykorzystywane do podgrzewania wody użytkowej. Do podgrzania wody dla 4-osobowej rodziny wystarczą 2 albo 3 kolektory, i tyle zakłada się na dachu typowego domu jednorodzinnego. Paneli PV montuje się na nim przynajmniej kilkanaście.

Kolektory słoneczne do podgrzewania ciepłej wody użytkowej na dachu typowego domu montuje się dwa albo trzy (tu są u góry po lewej). Paneli fotowoltaicznych potrzeba dużo więcej. (fot. De Dietrich)

Do czego potrzebny jest falownik?

Wytworzony w panelach fotowoltaicznych prąd jest stały, a domowe urządzenia zasilane z sieci wymagają prądu przemiennego. Dlatego niezbędny jest falownik (inwerter), przekształcający prąd stały w przemienny. Umieszcza się go np. na poddaszu, albo w kotłowni i podłącza do tablicy rozdzielczej budynku, przyłączonej do sieci elektrycznej. Niekiedy zamiast jednego falownika stosuje się kilka mniejszych (tzw. mikrofalowniki), co jest uzasadnione, gdy warunki pracy grup paneli się różnią, bo np. zainstalowano je na różnych połaciach dachu.

Falownik to niezbędny element instalacji fotowoltaicznej. (fot. Fronius)

Z czego wynika popularność fotowoltaiki?

Panele i osprzęt są tańsze niż kiedyś, więc zdecydowanie bardziej dostępne. Umożliwiają właścicielom domów samodzielną produkcję energii elektrycznej. Czystej, ekologicznej i - jeśli pominiemy koszt instalacji - darmowej! Prąd z elektrowni wciąż drożeje, więc szukanie oszczędności w fotowoltaice to rozsądne posunięcie. Atrakcyjność tego rozwiązania wzrasta, gdy można na nią dostać jakąś dopłatę - np. taką jak z programu Mój Prąd, uruchomionego w 2019 r. Obecnie trwa jego czwarta edycja. To właśnie rządowe dopłaty, które skróciły czas zwrotu z inwestycji w instalację PV do kilku lat, były najsilniejszym bodźcem do rozwoju tego rynku.

W ubiegłym roku pojawiła się informacja, że obowiązujący wówczas, korzystny system rozliczeń z zakładami energetycznymi, zostanie zmieniony na gorszy. Co spowodowało prawdziwy szturm inwestorów, chcących zdążyć z montażem instalacji przed zmianami, na firmy montujące panele PV. Pierwotnie planowano, że stare zasady przestaną obowiązywać z końcem 2021 r., ostatecznie nowe reguły gry weszły w życie 1 kwietnia 2022.

Jaka moc instalacji?

Do niedawna moc domowych instalacji fotowoltaicznych wynosiła na ogół 5-6 kW (w połowie ubiegłego roku z programu Mój Prąd finansowano instalacje, których moc to średnio 5,6 kW). Pozwala to uzyskać rocznie 5000-6000 kWh energii, czyli mniej więcej tyle, ile wynosi zapotrzebowanie na prąd przeciętnego gospodarstwa domowego. Powierzchnia paneli koniecznych do wytworzenia tej ilości energii to jakieś 30 m2 (typowy panel ma wymiary 1 × 1,6 m). Wyższa moc może być potrzebna, jeśli zużycie prądu jest większe, ponieważ w domu pracuje klimatyzacja, pompa ciepła do centralnego ogrzewania, czy też wtedy, gdy budynek jest ogrzewany elektrycznie. Warto zauważyć, że w ostatnich miesiącach wzrosła średnia moc instalacji PV dofinansowywanej z programu Mój Prąd - w listopadzie było to 8,7 kW, w marcu 9,06 kW.

Im więcej w domu urządzeń typu pompa ciepła, klimatyzator, tym inwestycja w fotowoltaikę jest bardziej opłacalna. (fot. Sas)

Jak ważny jest dostęp do słońca?

Ograniczenia fotowoltaiki wynikają głównie z dostępu do promieniowania słonecznego. W naszej szerokości geograficznej od początku kwietnia do końca września otrzymujemy 80% rocznej sumy promieniowania. Na miesiące zimowe (grudzień, styczeń, luty) przypada jedynie 6%.

Bardzo ważne jest umiejscowienie paneli i ich ekspozycja na właściwą stronę świata. Należy je lokować na dachach ustawionych w kierunku południa. Odchylenie na wschód lub zachód (do około 50°) jest dopuszczalne, ale wymaga zwiększenia ich powierzchni. Gdy idzie o kąt nachylenia, to najlepsze jest nachylenie 35°, gwarantujące maksymalny uzysk energii w skali roku. Jeśli panele są mocowane na konstrukcji na gruncie i zmiana kąta nachylenia jest możliwa, zimą może być większy. W żadnym razie nie powinny zacieniać ich drzewa, kominy, lukarny itp.

Natężenie promieniowania słonecznego zależy nie tylko od szerokości geograficznej czy pory dnia, także od czystości powietrza.

Na przełomie roku firmy instalacyjne miały ręce pełne roboty. Wszyscy chcieli zdążyć z montażem paneli przed zmianą przepisów. (fot. Columbus Energy)

Czy dostęp do słońca to jedyne ograniczenie?

Nie, ograniczone są również możliwości wykorzystania własnego prądu w momencie jego wytworzenia. W ciągu dnia, kiedy instalacja produkuje go najwięcej, mieszkańcy są zwykle poza domem. Przyjmuje się, że na bieżąco zużywa się 25% wytworzonej energii. Magazynowanie jej u siebie było dotychczas możliwe raczej teoretycznie. Akumulatory, które mogły by służyć do tego celu, są dość drogie i niezbyt pojemne. Ich wykorzystanie jest kosztowniejsze i bardziej kłopotliwe, niż współpraca z lokalnym dostawcą energii. Dlatego w praktyce to sieć energetyczna staje się dla posiadacza instalacji fotowoltaicznej magazynem prądu. Wytworzoną nadwyżkę oddajemy do sieci, a gdy własnego prądu zabraknie, z elektrowni dobieramy go tyle, ile potrzeba. Małe domowe instalacje oddają do sieci 50-80% wyprodukowanego prądu.

Inwestycja w fotowoltaikę opłaca się bardziej, gdy zapotrzebowanie budynku na energię elektryczną jest duże. Prąd ze słońca wykorzystuje się wówczas nie tylko na potrzeby telewizora czy czajnika, ale także do ogrzewania (najlepiej pompą ciepła albo kotłem elektrycznym) i chłodzenia domu, przygotowywania ciepłej wody użytkowej, ładowania elektrycznego samochodu.

Panele PV powinny być skierowane na południe i zamontowane tak, żeby nic ich nie zacieniało. (fot. Bruk-Bet Fotowoltaika)

Kto to jest prosument?

Wytworzoną w panelach energię można gromadzić w akumulatorach i w całości zużywać na własne potrzeby. Takie rozwiązanie nazywa się off-grid i jest spotykane w Stanach Zjednoczonych czy Australii, u nas raczej nie. Można też oddawać nadwyżki energii do sieci - tak działa instalacja on-grid.

Aby funkcjonować w ten sposób, niezbędne jest podpisanie odpowiedniej umowy z zakładem energetycznym i zostanie prosumentem, czyli jednocześnie producentem i konsumentem energii. Panowie z elektrowni wymieniają wtedy licznik na dwukierunkowy, zliczający osobno energię pobraną i oddaną.

Prosumentem może być osoba fizyczna, także prowadząca działalność gospodarczą (o ile wytwarzanie prądu nie stanowi przeważającej działalności) lub gospodarstwo rolne. Moc posiadanej instalacji może wynosić maksymalnie 50 kW.

Jak działa system opustów?

Prosumenci, którzy przed końcem marca posiadali działającą instalację o mocy do 10 kW, albo do tej daty dokonali kompletnego i poprawnego zgłoszenia jej przyłączenia, oddają do sieci nadmiar prądu, a potem pobierają 80% tego co oddali, bez ponoszenia opłat za przesył. Pozostałe 20% dostawca energii zatrzymuje jako rodzaj opłaty za magazynowanie. Jeżeli moc zainstalowana jest wyższa niż 10 kW, obowiązuje mniej korzystny przelicznik - 70%. Rozliczenie następuje w długim cyklu, najlepiej rocznym.

Po tym okresie niewykorzystany nadmiar energii przechodzi na własność zakładu energetycznego. W poprzednich latach na ten system rozliczeń powszechnie narzekano, uważając go za krzywdzący dla posiadaczy małych instalacji PV. Jednak w praktyce, ze względu na przestarzałe sieci przesyłowe i prawdziwy wysyp mini elektrowni, zakładom energetycznym taki układ też nie odpowiadał.

Jakie zasady obowiązują od 1 kwietnia?

1 kwietnia tego roku zasady rozliczeń z zakładami energetycznymi zostały zmienione. Zgodnie z nowelizacją ustawy o OZE (z 29 października 2021) dla nowo przyłączanych prosumentów system opustów (net-metering) został zastąpiony przez net-billing. Nowo przyłączani nie rozliczają się z zakładami energetycznymi barterowo, bez opłat dystrybucyjnych. Sprzedają im nadwyżki wytwarzanej przez siebie energii i kupują ją, kiedy własnego prądu zabraknie. Ostatecznie rozliczenie i tak odbywa się bezgotówkowo, lecz nie według ilości wytworzonej energii w kilowatogodzinach (kWh), a według jej wartości w pieniądzu. Przy czym cena, za jaką prosument oddaje prąd, jest niższa od ceny zakupu obciążonej opłatami dystrybucyjnymi. Docelowo wartość energii wyprodukowanej przez właściciela mikroinstalacji PV będzie ustalana według ceny z Rynku Dnia Następnego (RDN). Nowe rozwiązanie jest dla prosumentów mniej korzystne, niż system opustów. Według Ministerstwa Klimatu, taki model rozliczeń ma zachęcić Polaków do większej autokonsumpcji energii oraz do jej magazynowania.

Prosumenci przyłączeni do systemu przed końcem marca (i ci, którzy do tej daty dokonali prawidłowego zgłoszenia o przyłączenie instalacji) zostali w systemie opustów. Prawo do tego sposobu rozliczeń zachowają przez 15 lat od pierwszego wytworzenia energii, choć zawsze mogą go zmienić na net-billing.

Infografika: Net-metering vs net-billing. Czym różnią się te systemy rozliczeń?

Dla kogo program Mój Prąd?

Instalacja fotowoltaiczna do najtańszych nie należy. Za kilowat mocy zainstalowanej trzeba zapłacić 5-6 tys. zł, co oznacza, że mały domowy system fotowoltaiczny kosztuje przeszło 20 tys. zł, większy nawet dwa razy tyle. Dlatego rządowy program Mój Prąd, oferujący bezzwrotne dotacje do instalacji PV, cieszy się sporym zainteresowaniem. Jest on skierowany do osób fizycznych, które zawarły umowę kompleksową z zakładem energetycznym i wytwarzają prąd na własne potrzeby. W latach 2019-2020 dotacja wynosiła do 50% kosztów i do 5 tys. zł. W ubiegłym roku były to tylko 3 tys. zł. W trzech poprzednich edycjach złożono 444 tys. wniosków o dofinansowanie. Budżet programu wyniósł 1,8 mld zł.

Nabór do nowej edycji - Mojego Prądu 4.0 ruszył 15 kwietnia. Ta odsłona programu różni się od poprzednich - zarówno kwotą wsparcia, jak i jego przeznaczeniem. Dopłatę można uzyskać nie tylko do domowych mikroinstalacji fotowoltaicznych, ale również do magazynów energii i ciepła oraz systemów zarządzania energią. Przy czym z dofinansowania mogą skorzystać wyłącznie prosumenci rozliczający się w systemie net-billingu. Jeśli prosument rozlicza się w systemie opustów i chce sięgnąć po państwowe wsparcie, musi przejść na net-billing.

Kolejna edycja programu Mój Prąd wyraźnie premiuje inwestycję w magazyny energii. (fot. Zeneris)

Ile i na co można dostać?

Oficjalnym celem programu Mój Prąd jest teraz zwiększenie produkcji energii elektrycznej z mikroinstalacji fotowoltaicznych i wzrost autokonsumpcji wytworzonej energii.

Inwestorzy, którzy zdecydują się wyłącznie na montaż mikroinstalacji fotowoltaicznej mogą liczyć na dopłatę do 4 tys. zł. Jeśli dobiorą jeszcze jakiś element (np. magazyn energii) dostaną na podstawową część instalacji o 1 tys. zł więcej. A na sam magazyn energii do 7,5 tys. zł. Na magazyn ciepła (w praktyce to zasobnik c.w.u. lub buforowy w instalacji c.o.) przysługuje dofinansowanie w wysokości 5 tys. zł, na system zarządzania energią do 3 tys. zł. Na każdy element do 50% kosztów kwalifikowanych. Te obejmują zakup, montaż, transport, odbiór i uruchomienie instalacji PV (paneli z niezbędnym oprzyrządowaniem) oraz zakup, montaż, transport urządzeń służących magazynowaniu energii elektrycznej/ciepła i zarządzaniu energią. W sumie można ubiegać się nawet o 20,5 tys. zł wsparcia.

W trzech dotychczasowych edycjach programu Mój Prąd o dofinansowanie wystąpiło przeszło 440 tys. inwestorów. (fot. Bruk-Bet Fotowoltaika)

Janusz Werner
Na zdjęciu otwierającym: W tym roku liczba prosumentów przekroczy w naszym kraju 1 mln. Panele PV będą na co piątym domu jednorodzinnym! (fot. Kratki Energy)