Wyczerpujące się złoża surowców energetycznych i coraz większe zanieczyszczenie środowiska skłaniają do poszukiwania tańszych, czystszych i przede wszystkim odnawialnych źródeł energii. Od lat ludzie korzystają już z potencjału wody, a od niedawna – z siły wiatru. Obecnie przyszła kolej na potencjał, jaki kryje w sobie słońce. Ujarzmianiem energii słonecznej zajmuje się fotowoltaika.

Co to jest fotowoltaika?

Fotowoltaika jest dziedziną nauki i techniki, której istotą jest wykorzystywanie potencjału promieniowania słonecznego i przekształcanie zawartej w nim energii w elektryczną. Światło słoneczne jest strumieniem fal elektromagnetycznych, które oddziałując na określone ciało stałe generują w nim siłę elektromotoryczną SEM. W efekcie tego zjawiska energia słoneczna zostaje przekonwertowana na elektryczną. Aby uzyskać jak najkorzystniejsze proporcje pomiędzy nimi, jako wspomniane ciała stałe stosuje się panele słoneczne. Są one złożone z krzemowych ogniw fotowoltaicznych – mono- lub polikrystalicznych elementów półprzewodnikowych. Te drugie są tańsze, ale mają też niższą sprawność (14-18% przy sprawności 18-22% ogniw monokrystalicznych). Ogniwa są umieszczane w zestawach w specjalnej ramie i zabezpieczane cienką siatką oraz szybą z hartowanego szkła. Uzupełnieniem konstrukcji są szyny przewodzące prąd oraz elementy, które pozwalają na łączenie paneli w zestawy.

Może Cię zainteresować: Zalety posiadania zestawu fotowoltaicznego

Fotowoltaika – instalacje zasilane energią słoneczną

Podstawowym zadaniem zestawu fotowoltaicznego jest dostarczanie taniej i ekologicznej energii odnawialnej. Chociaż wciąż jeszcze budowa paneli słonecznych nie jest tania, przy długoterminowej inwestycji taka instalacja może pokryć zapotrzebowanie na energię średniego gospodarstwa, a jej koszt szybko się zwróci. Dodatkowym atutem jest możliwość włączenia jej do sieci miejskiej i sprzedawania nadwyżek wyprodukowanej energii.

W gospodarstwie, w którym za dostawy prądu odpowiada fotowoltaika, instalacja powinna być precyzyjnie dopasowana do potrzeb użytkowników. Liczba ogniw w dużym stopniu wpływa koszt jej wykonania. Dlatego panele słoneczne, które produkują energię ponad potrzeby gospodarstwa są przysłowiowym wyrzucaniem pieniędzy w błoto. Jakie instalacje może zasilać fotowoltaika? Centralne ogrzewanie, woda gospodarcza i użytkowa, oświetlenie zewnętrzne i wewnętrzne, klimatyzacja i wentylacja, domowe urządzenia AGD to tylko niektóre przykłady wykorzystania paneli słonecznych. Przy zastosowaniu odpowiednich komponentów i zapewnieniu produkcji na poziomie do 5 kW wszystkie one mogą korzystać z energii słonecznej.

Domowa fotowoltaika – opłacalność inwestycji

Fotowoltaika w Polsce nie osiągnęła jeszcze takiego poziomu jak w niektórych regionach świata. Chociaż już od wielu lat buduje się farmy solarne wciąż jeszcze mini elektrownie domowe budzą wiele wątpliwości. Zazwyczaj pierwszym skojarzeniem z taką innowacją jest wysoki koszt jej wykonania. Tymczasem inwestycja w panele słoneczne przypomina montaż instalacji gazowej w samochodzie. Sporo płaci się na wstępie, ale tania eksploatacja szybko przynosi korzyści.

Osoby, które interesuje fotowoltaika, opłacalność takiej inwestycji mogą sprawdzić dokonując prostych obliczeń. Jeśli przeciętne gospodarstwo zużywa 3600 kWh energii rocznie w cenie 0,64 zł za kWh, koszt tej energii wynosi 2310 zł. Do wyprodukowania takiej ilości prądu potrzebne są panele słoneczne o wydajności 3,640 kWp. Przy ich maksymalnym wykorzystaniu roczny rachunek za energię zmniejszy się do około 170 zł. Koszt zestawu fotowoltaicznego o takiej mocy to 15 – 20 tys. zł. Przy założeniu, że panele słoneczne mogą pracować nawet 25 lat, oszczędności po ćwierć wieku wyniosą nawet 35 000 zł. Warto też wspomnieć, że instalacja fotowoltaiczna jest bezobsługowa i nie wymaga częstej konserwacji, a na jej montaż można otrzymać dofinansowanie.

Komponenty instalacji fotowoltaicznej i ich ceny

Jeśli w planach właściciela domu jest fotowoltaika, koszt wykonania instalacji z pewnością stanowi ważny czynnik decyzyjny. Cena całego zestawu jest uzależniona nie tylko od jego mocy. Decydują też o niej takie czynniki, jak jakość samej konstrukcji i jej marka. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że instalacja fotowoltaiczna jest wykonywana na wiele lat, nie warto na niej oszczędzać. Tańsze panele słoneczne są mniej wydajne, a konwertery mogą ulegać awariom. Do kosztów należy też wliczyć montaż, którego cena zależy od firmy i jej doświadczenia, miejsca wykonania instalacji oraz regionu kraju. Średnie ceny zestawów to:

3 KW – 16.000 – 20 000 zł,
5 kW – 21.000 – 26.000 zł,
10 kW – 41.000 – 48.000 zł.

W zestawie znajdują się komponenty takie jak: panele słoneczne, inwerter (falownik), okablowanie, licznik energii oraz ewentualnie akumulator (w instalacjach typu off-grid, czyli niepodłączonych do sieci). Na kompletną instalację składają się też zabezpieczenia, przyłączenia do sieci (on-grid) i obciążenia (off-grid).

Warto sprawdzić: Jak działa pompa ciepła?

Jak dobrać instalację fotowoltaiczną do potrzeb gospodarstwa domowego?
Poszukiwanie oszczędności energetycznych prowadzi w kierunku tanich źródeł odnawialnych oraz dziedziny jaką jest fotowoltaika. Ogrzewanie domu, oświetlenie czy urządzenia AGD mogą generować mniejsze rachunki pod warunkiem, że instalacja zostanie dobrana do potrzeb energetycznych gospodarstwa. Specjaliści twierdzą, że przy rocznym zużyciu 3600 kWh konieczna jest mini elektrownia o mocy 3,6 kW.

Bardziej zrozumiałym wyjaśnieniem jest odniesienie się do wysokości dotychczasowych rachunków. Każde 250 zł wydane miesięcznie na prąd należy zamienić na moc 5 kW. Jednym ze sposobów na oszczędzanie energii dostarczanej przez ogniwa słoneczne jest też racjonalne korzystanie z niej. Ponieważ produkcja jest uzależniona od natężenia światła słonecznego najbardziej wymagające urządzenia takie jak pralki czy kuchenki elektryczne warto włączać w środku dnia.

Fotowoltaika w Polsce i na świecie

Fotowoltaika w Polsce rozwija się od niedawna, dlatego w tej dziedzinie jeszcze długo nie dorównamy najlepszym krajom na świecie. Potentatami w wykorzystaniu energii słonecznej są obecnie Chiny, które tylko w 2015 roku przyłączyły ogniwa o mocy 15150 MW. Na drugim miejscu znajduje się Japonia (11000 MW), a po niej USA (7300 MW). W okresie 45 lat ceny komponentów zmniejszyły się 227 razy. Tylko w ostatnich 5 latach nastąpił ich spadek o 30%. Są to przykłady intensywnego postępu i odkrywania nowych, tańszych i bardziej dostępnych rozwiązań. Kolejnym impulsem do inwestowania w fotowoltaikę jest trend korzystania z zielonej energii. Do montażu tych ekologicznych rozwiązań mają też skłaniać dotacje państwowe.

Korzyści, jakie zapewnia fotowoltaika

Trudno przekonywać odbiorców do technologii bez wskazywania wymiernych korzyści. Niesie je też ze sobą fotowoltaika. Centralne ogrzewanie, ciepła woda, oświetlenie – wszystko to można mieć taniej i bez płacenia wysokich rachunków. Wymierne korzyści, jakie zapewnia wybór instalacji fotowoltaicznej to przede wszystkim:

• znacznie niższe wydatki na prąd,
• długoterminowa instalacja, dzięki bardzo wysokiej trwałości komponentów,
• bezobsługowa praca i brak potrzeby częstej konserwacji,
• możliwość połączenia z siecią miejską i sprzedaży nadwyżek prądu,
• możliwość znacznego obniżenia kosztów inwestycji dzięki dofinansowaniu z odpowiedniego programu,
• wzrost wartości materialnej budynku z instalacją fotowoltaiczną,
• uniezależnienie od przerw w dostawach prądu z sieci.