Prąd z domowej elektrowni

Drukuj

W domu można produkować prąd. To najlepszy sposób, aby uniknąć podwyżek energii i znacząco obniżyć dotychczasowe rachunki. Najpierw trzeba jednak kupić i zamontować panele fotowoltaiczne. To długoterminowa inwestycja, która może zacząć przynosić zyski po kilkunastu latach.

Jeśli chcemy obniżyć rachunki za energię elektryczna i uniezależnić się od jej dostawców, powinniśmy zainwestować w panele fotowoltaiczne. Dzięki panelom możemy produkować prąd nie tylko na bieżące potrzeby, ale wykorzystywać również jego nadwyżki. Instalacja z panelami fotowoltaicznymi ma to do siebie, że jej działanie jest uzależnione od stopnia nasłonecznienia. Działa więc okresowo. Momentami produkuje nadwyżki energii, a w innym czasie nie pracuje w ogóle. Nie sposób więc w pełni wykorzystać produkowaną w ten sposób energię, jeśli nie ma możliwości jej magazynowania. Zgodnie z przepisami obowiązującymi od 1 lipca 2016 roku nadwyżki energii można przesyłać do sieci elektroenergetycznej. Dzieje się tak, gdy w wyniku dużego nasłonecznienia instalacja osiąga moc przekraczającą aktualne zapotrzebowanie domu. Większą część energii przesłanej do zakładu można następnie pobrać, gdy instalacja pracuje słabiej lub nie pracuje w ogóle. W przypadku instalacji o mocy 10 kW można w ten sposób odzyskać 80% zmagazynowanej energii, a w przypadku instalacji od 20 do 40 kW – 70%. Sieć energetyczna jest więc traktowana jak magazyn. Energia jest rozliczana w okresach rocznych. Prosument, który w ciągu roku nie wykorzysta całego przysługującego mu opustu, nadwyżki nie może przekazać na następny rok. Ilość energii oddawanej do sieci publicznej jest zliczana przez specjalny licznik montowany przez zakład energetyczny. Licznik jest dwukiernunkowy, zlicza więc ilość energii wyprodukowanej oraz pobranej z sieci.

Nadwyżki energii można przesyłać do sieci elektroenergetycznej. Gdy instalacja nie będzie dostarczać prądu, przekazaną energię można za darmo pobrać. W przypadku instalacji o mocy 10 kW w ten sposób można odzyskać 80% zmagazynowanej energii, a w przypadku instalacji od 20 do 40 kW – 70%.

Eksperci twierdzą, że przy założeniu obecnych warunków i cen energii, inwestycja w panele fotowoltaiczne ma szansę zwrócić się po kilkunastu latach. Okres gwarancji na ich sprawne działanie z reguły wynosi 25 lat, a okres najwydajniejszej pracy – o 5 lat dłużej. Po 25 latach eksploatacji moc znamionowa instalacji nie powinna jednak zmniejszyć się o więcej niż 20%.

Planowanie inwestycji w panele fotowoltaiczne
Jeśli chcemy obniżyć rachunki za energię elektryczna i uniezależnić się od jej dostawców, powinniśmy zainwestować w panele fotowoltaiczne

Rodzaje paneli fotowoltaicznych

Prąd w panelach powstaje dzięki zjawisku fotowoltaicznemu. Pod wpływem promieni słonecznych padających na ogniwo powstaje w nim napięcie. Tak wyprodukowany prąd stały trafia do inwertera (falownika), gdzie jest przekształcany w prąd zmienny. W pojedynczym ogniwie powstaje niewiele prądu (od 2 do 4 W), dlatego też ogniwa są łączone w moduły fotowoltaiczne tworzące kolektory fotowoltaiczne.

Aby zoptymalizować koszty inwestycji, najlepiej wybrać panele o jak największych wymiarach, najmniej wówczas wydamy na elementy mocujące i przewody.

Najpopularniejsze są panele krzemowe polikrystaliczne. Należą do tańszych, ich sprawność wynosi 14-18%. Ogniwa monokrystaliczne osiągają wyższą sprawność (18-22%), ale w parze z nią idzie wysoka cena. Najtańsze są ogniwa amorficzne, lecz mimo to nie należą do najczęściej montowanych. Ich sprawność początkowa jest stosunkowo wysoka, ale w miarę użytkowania znacząco spada i w efekcie jest o 30% niższa od sprawności ogniw krystalicznych. Aby ich efektywność była zbliżona do krystalicznych, muszą zajmować proporcjonalnie większą powierzchnię dachu (o 30%). W związku z tym bywają montowane nie tylko jako panele, ale również jako ogniwa cienkowarstwowe, które pokrywają szklane elewacje.

Najnowsze i jednocześnie najsprawniejsze są ogniwa hybrydowe, w których warstwa krzemu monokrystalicznego jest umieszczona obok warstwy krzemu amorficznego. Sprawność tego rodzaju paneli osiąga 25%, przy stosunkowo niewygórowanej cenie (są jednak droższe od paneli polikrystalicznych).

Panele fotowoltaiczne
Dach, na którym zostaną zamontowane panele, powinien być skierowany w stronę południową i nachylony pod optymalnym kątem

Istotnym elementem instalacji fotowoltaicznej jest inwerter. Falownik powinien zostać dobrany zgodnie z zaleceniami określonymi przez operatora sieci, do której trafi wyprodukowany prąd. Najprostsze falowniki posiadają wejście umożliwiające ich połączenie z jednym obwodem elektrycznym paneli. Jeśli inwerter ma być połączony z większą liczbą obwodów, musi być bardziej skomplikowany (i droższy) lub trzeba do niego dokupić dodatkową skrzynkę przyłączeniową. Można też wybrać inne rozwiązanie i kupić kilka mikrofalowników, z których każdy będzie obsługiwać inny panel. Taki system pozwala na łatwą rozbudowę i zapewnia większą niezawodność (w razie awarii jednego mikrofalownika reszta może pracować bez zakłóceń).

Elektrownia na dachu

Aby zoptymalizować koszty inwestycji, najlepiej wybrać panele o jak największych wymiarach, najmniej wówczas wydamy na elementy mocujące i przewody. Do uzyskania mocy szczytowej 3 kWp potrzeba 12 paneli polikrystalicznych po 250 kWp, które zajmą powierzchnię 20 m². Jeśli wartość mocy miałaby wynieść 10 kWp, potrzeba 40 paneli i 70 m² powierzchni.

Najlepszym i najczęściej wybieranym miejscem montażu paneli fotowoltaicznych jest dach. Aby uzyskać jak najwyższą efektywność instalacji, dach powinien być skierowany w stronę południową i nachylony pod optymalnym kątem. Istotne jest przy tym, żeby na panele nie padał cień (np. komina). Zacienienie nawet jednego ogniwa powoduje spadek efektywności wszystkich połączonych z nim ogniw. Energia jest tracona z powodu wstecznego przepływu prądu przez zacienione ogniwo. Aby zminimalizować ten efekt, w panelach montuje się diody bocznikowe.