Panele fotowoltaiczne to rozwiązanie, które coraz częściej spotykane jest na dachach budynków mieszkalnych, a także usługowych. W poniższym artykule odpowiadamy na najczęściej pojawiające się pytania dotyczące paneli oraz instalacji fotowoltaicznej. Dowiedz się, jak działa ten system, ile kosztuje oraz czy możliwe jest uzyskanie dofinansowania na pozyskiwanie energii z odnawialnych źródeł energii. Zapraszamy do lektury!

Panele fotowoltaiczne

Panele fotowoltaiczne można spotkać na wielu dachach. Nadal mylone są jednak z kolektorami słonecznymi. Różnica pomiędzy obiema instalacjami jest jednak bardzo duża. Panele fotowoltaiczne produkują energię elektryczną ze słońca, natomiast kolektory wykorzystywane są do zmian energii słonecznej w energię cieplną.

Co to są panele fotowoltaiczne?

Panel fotowoltaiczny to zestaw połączonych ze sobą modułów wraz z konstrukcją mocującą, która umożliwia zamontowanie ich m.in. na dachach budynków. Moduły natomiast składają się z ogniw fotowoltaicznych, które służą do wytwarzania energii elektrycznej dzięki konwersji promieni słonecznych.

Fotoogniwa najczęściej umieszczone są pomiędzy warstwami folii PET i EVA, a także szybą ze szkła hartowanego. Taki zestaw jest laminowany oraz oprawiany sztywną, lecz lekką ramą (zazwyczaj z aluminium).

W Polsce można spotkać się z dwoma najpopularniejszymi rodzajami paneli fotowoltaicznych – polikrystalicznymi i monokrystalicznymi.

• Polikrystaliczne panele fotowoltaiczne zbudowane są z krzemu polikrystalicznego. Wyróżnia je jasnoniebieska barwa, a na powierzchni widoczne są krawędzie kryształów. W tym modelu ogniwa są w kształcie kwadratu. Panele polikrystaliczne w porównaniu do monokrystalicznych są mniej wydajne i mają niższą odporność na wysokie temperatury. Są jednak tańsze.
• Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne zbudowane są z dużym monokryształów krzemu. Wyróżnia je ciemna barwa (ciemnoniebieska, czarna). Ogniwa w tym przypadku mają kształt kwadratu ze ściętymi rogami. Są rozwiązaniem wydajniejszym i trwalszym.

Jak działają panele fotowoltaiczne?

Fotowoltaika to sposób na pozyskiwanie darmowej energii elektrycznej.

W ogniwach fotowoltaicznych pod wpływem promieniowania słonecznego zachodzi zjawisko fotoelektryczne. Płytka krzemowa, będąca częścią ogniwa fotowoltaicznego, zbudowana jest z dwóch warstw, które oddzielone są tzw. warstwą graniczną.

Pierwsza warstwa jest domieszkowana ujemnie fosforem – skutkiem jest nadmiar elektronów. Dolna warstwa krzemu jest natomiast domieszkowana dodatnio atomami boru – skutkiem jest niedobór elektronów. Wówczas na obszarze granicznym wytwarza się pole magnetyczne.

Kiedy promienie słoneczne padają na ogniwo, ich energia uwalnia dodatkowe elektrony oraz umożliwia przemieszczanie się ich. W wyniku tego powstaje różnica potencjałów elektrycznych (napięcie elektryczne). Zamknięcie obwodu odbiornikiem energii sprawia, że pomiędzy górną a dolną warstwą płynie prąd.

Jest to jednak prąd stały, który nie może być wykorzystany przez sprzęty domowe. Elementem odpowiedzialnym za zmianę prądu stałego w prąd zmienny jest falownik (inwerter).

Przy okazji omówienia sposobu działania paneli słonecznych, warto zaznaczyć, że w okresie zimowym również produkują one prąd. Co prawda, prądu ze słońca zimą jest mniej niż latem, jednak panele nie wymagają mocnego promieniowania słonecznego, aby rozpocząć pracę.

Ilość otrzymanej w ostateczności energii zależy m.in. od mocy instalacji, kąta nachylenia paneli, a także intensywności promieniowania słonecznego.

Moc paneli fotowoltaicznych

Dobór mocy instalacji fotowoltaicznej zależy od tego, ile prądu zużywane jest w domu w ciągu roku. Dzięki temu parametrowi możliwe jest określenie wielkości instalacji fotowoltaicznej oraz okresu zwrotu z inwestycji. Z reguły im większa instalacja, tym szybszy zwrot.

Warto zgromadzić rachunki za prąd za ostatni rok, co pomoże podsumować roczne zużycie energii elektrycznej w gospodarstwie domowym. Konieczne jest także uwzględnienie zasad rozliczania energii w postaci opustów. Według systemu opustów dla instalacji o mocy do 10 kW za każdą 1 kWh oddaną do sieci prosument może odebrać 0,8 kWh. W przypadku instalacji o mocy 10-50 kW rozliczenie następuje w stosunku ilościowym 1 do 0,7 kWh.

W polskich warunkach nasłonecznienia na każde zużyte 1000 kWh energii w skali roku dobiera się 1,25 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej.

Wzór na obliczenie mocy instalacji:

gdzie:

• E – ilość energii zużywanej w skali roku [kWp]
• a – udział bieżącej konsumpcji własnej [%]
• b – udział ilości energii oddanej do sieci [%]
• a + b = 100%
• op – 0,8 kWh (instalacja do mocy 10 kW) lub 0,7 kWh (instalacja o mocy 10-50 kW)
• rp – roczna produkcja energii z 1 kWp zainstalowanej mocy przez instalację PV [kWh]

Warto zaznaczyć, że istnieje także możliwość późniejszej rozbudowy instalacji o kolejne moduły. W czasem więc, gdy zapotrzebowanie na energię elektryczną w gospodarstwie domowym wzrośnie, będzie można dołożyć kolejne 1 lub 2 panele fotowoltaiczne.

Panele fotowoltaiczne opinie

Fotowoltaika generuje duże oszczędności oraz w dużym stopniu uniezależnienia się od wzrostu cen energii elektrycznej. Opinie na temat tego systemu są pozytywne. Użytkownicy doceniają to rozwiązanie m.in. za:

• bezobsługowość – system jest wygodny w użytkowaniu, nie wymaga żadnej ingerencji ze strony użytkownika,
• bezawaryjność – panele fotowoltaiczne wykazują dużą wytrzymałość i odporność na czynniki atmosferyczne,
• ekologię – fotowoltaika pozwala na pozyskiwanie prądu z odnawialnych źródeł energii, jest więc przyjazna dla środowiska,
• oszczędności – energia słoneczna pozyskiwana jest z darmowego promieniowania słonecznego,
• szybki zwrot z inwestycji – średnio po 6-8 latach, co jest szczególnie opłacalne, biorąc pod uwagę podwyżkę cen energii elektrycznej,
• prostota montażu – najczęściej panele fotowoltaiczne umieszczane są na dachu lub fasadzie budynku czy też bezpośrednio na gruncie, montaż należy powierzyć profesjonalnej ekipie specjalizującej się w wykonywaniu instalacji fotowoltaicznych,
• możliwość magazynowania prądu – latem, gdy wyprodukowana zostanie nadwyżka prądu, jest ona odsyłana do sieci i magazynowana przez 365 dni od chwili jej przesłania; dzięki temu nadwyżka prądu może zostać zużyta przez inwestora np. zimą,
• uniwersalność – fotowoltaika to uniwersalna instalacja, która pozwala na spożytkowanie wyprodukowanego prądu w dowolny sposób,
• współpraca z innymi instalacjami zasilanymi energią elektryczną np. pompami ciepła i systemami grzewczymi (ogrzewanie podłogowe, rekuperacja).

Wymiary paneli fotowoltaicznych

Wymiary paneli fotowoltaicznych mają wpływ na rozmiar całej instalacji PV, a także jej wagę i możliwości produkcyjne (moc). Ich dobór uzależniony jest m.in. od:

• wytrzymałości dachu (możliwości montażowych),
• ilości potrzebnej mocy,
• ilości promieni słonecznych (zazwyczaj instalacje bezpośrednio na gruncie są większe rozmiarowo).

Ogniwa fotowoltaiczne najczęściej mają wymiary 15 x 15 cm. Panele składają się z 48, 60 lub 72 takich ogniw. Najpopularniejsze są modele z 60 ogniwami ze względu na korzystny stosunek mocy modułu do jego wymiarów.

Obecnie panele fotowoltaiczne bez względu na producenta mają bardzo podobne rozmiary. Większość paneli o mocy 280 W ma wymiary: 100 x 40 x 165-170 cm.

Panele fotowoltaiczne dofinansowanie

W Polsce działają trzy programy pomocowe, które umożliwiają pozyskanie dofinansowania na odnawialne źródła energii, w tym instalacje fotowoltaiczne.

Wśród programów dofinansowujących fotowoltaikę wymienić można:

• „Mój Prąd” – do 50% kosztów kwalifikowanych, ale nie więcej niż 5 tys. złotych na instalację (od 2 do 10 kW),
• „Energia Plus” – pożyczka dla przedsiębiorcy w wysokości do 85% kosztów kwalifikowanych (do 3,9 mln złotych),
• „Czyste Powietrze” – dofinansowanie w wysokości 40-90% kosztów kwalifikowanych, minimalny koszt kwalifikowany to 7 tys. złotych, maksymalny 53 tys. złotych.

Ponadto możliwe jest skorzystanie z tzw. ulgi termomodernizacyjnej. Poniesione koszty finansowe można odliczyć od dochodu. Maksymalna kwota odliczenia nie może przekroczyć 53 tys. złotych.

Koszt paneli fotowoltaicznych

Na koszt instalacji fotowoltaicznej składa się kilka czynników. Są to m.in.:

• przygotowanie projektu instalacji,
• zakup ogniw fotowoltaicznych,
• zakup systemu montażowego oraz osprzętu elektrycznego,
• montaż instalacji fotowoltaicznej.

Szacunkowy koszt montażu instalacji fotowoltaicznej o mocy szczytowej 5 kW to wydatek ok. 30 tys. złotych. W przeliczeniu na 1 kW jest to ok. 6 tys. złotych. W praktyce im mniejsza moc instalacji, tym większy koszt 1 kW. Każda instalacja fotowoltaiczna powinna być dopasowana do potrzeb danego gospodarstwa domowego lub firmy. Zasada jest jednak prosta, im większe zużycie energii elektrycznej, tym większe wymiary, a tym samym moc modułu PV. Instalacje fotowoltaiczne to z pewnością doskonały sposób na oszczędzenie na rachunkach za prąd i uniezależnienie się od rosnących stawek za energię elektryczną.