Instalacja fotowoltaiczna zainstalowana w prywatnym domu nie jest już rzadkością, rozwój rynku może zwiększyć tempo przejścia na czystą energię elektryczną. Branża rozwija się i coraz więcej producentów walczy o klienta, którego uwaga jest już skierowana na jak najszerszą gamę urządzeń, które pozwalają zastąpić standardowe oświetlenie, ogrzewanie wody lub ogrzewanie domu. Aby zbudowany system był niezawodny, wydajny, ale jednocześnie optymalny cenowo, należy wziąć pod uwagę wiele aspektów. Fotowoltaika jest dość skomplikowana technicznie i ma wiele bardzo istotnych parametrów.
Jakie wyposażenie jest dołączone do fotowoltaiki?
Głównym elementem fotowoltaiki wykorzystującej energię słoneczną są oczywiście panele słoneczne. Potrzebny jest jednak również sprzęt, który umożliwi wykorzystanie wygenerowanej energii zgodnie z jej przeznaczeniem:
Falownik. Konwertuje prąd stały na prąd przemienny, ponieważ wszyscy odbiorcy sieci są zasilane prądem przemiennym, podczas gdy panele słoneczne i akumulatory działają na prąd stały.
Bateria. Umożliwia gromadzenie energii elektrycznej w celu jej wykorzystania w czasie, gdy zachodzi słońce i zatrzymuje się produkcja energii.
Kontroler ładowania. Kontroluje działanie fotowoltaiki i zapewnia optymalne ładowanie baterii. Konieczne jest, aby cały sprzęt był na tym samym poziomie, ponieważ jeden niedrogi moduł może wykreślić zalety wszystkich innych komponentów, które mają znacznie wyższą cenę.
Rodzaje paneli słonecznych
Panel fotowoltaiczny składa się z ogniw fotowoltaicznych, w których energia słoneczna jest przekształcana w prąd. Rodzaje paneli:
- Panele monokrystaliczne są skierowane tylko w jednym kierunku. Umożliwia to uzyskanie najwyższej wydajności do 23%. Ale jednocześnie panel powinien być cały czas skierowany na źródło światła (słońce), w przeciwnym razie moc uzysku zostanie zmniejszona. Najlepiej sprawdzają się w warunkach dużego nasłonecznienia.
- Polikrystaliczne panele słoneczne zawierają kryształy krzemu, które są skierowane w różnych kierunkach, co daje stosunkowo niską wydajność 16-18%. Jednak główną zaletą tego typu paneli słonecznych jest doskonała wydajność w słabym i rozproszonym świetle.
- Panele amorficzne. Wydajność takich urządzeń jest dość niska, nie więcej niż 6-7%, wynika to z faktu, że pod wpływem światła słonecznego wypala się cienka warstwa krzemu.
Hybrydowe panele słoneczne. Cechą takich paneli jest łączenie w nich amorficznego krzemu i monokryształów. Pod względem parametrów panele są podobne do analogów polikrystalicznych. Osobliwością jest najlepsza konwersja energii słonecznej w świetle otoczenia. Sprawdzają się w domach z basenem, ponieważ wykorzystują ciepło, do podgrzewania wody.
Jak wybrać odpowiednie panele fotowoltaiczne do domu?
Najczęściej wybór paneli fotowoltaicznych do domu ogranicza się do tańszych paneli polikrystalicznych i droższych monokrystalicznych. W przypadku posiadania małej przestrzeni do zagospodarowania przy potrzebach uzyskania dużej ilości energii, lepiej wybrać panele monokrystaliczne. Obecnie nie ma dużej różnicy w cenie między tymi rodzajami, dlatego warto wybrać tą opcję.
Panele monokrystaliczne przeznaczone są do zasilania domów jednorodzinnych, budynków wielorodzinnych oraz gospodarstw rolnych. Ich prawidłowa skuteczność wymaga połączenia w systemy fotowoltaiczne. Są to panele bardzo trwałe, odporne na zmienne warunki atmosferyczne.Nadwyżka wyprodukowanej i odprowadzonej do sieci energii może zostać wykorzystana w czasie zimy do uruchomienia urządzeń grzewczych, np. pomp ciepła.
Jak przygotować się do zainstalowania instalacji fotowoltaicznej?
Posiadając informację o rocznym zużyciu prądu w domu, nie dojdzie do przewymiarowania instalacji fotowoltaicznej oraz utraty nadwyżek energii oddawanej do sieci. Zainstalowanie większej niż faktycznie potrzeba ilość paneli solarnych będzie wiązało się ze stratami wyprodukowanej energii. Nie wykorzystanie pozyskanej energii w ciągu roku jest bezpowrotnie tracone, co spowoduje obniżenie stopy zwrotu przedsięwzięcia.Trzeba mieć na uwadze, że wybór instalacji fotowoltaicznej o zbyt małej mocy, która nie pokryje rocznego zużycia energii nie powoduje obniżenia opłacalności takiej inwestycji.
Wartość zakupu systemu będzie mniejsza. Oszczędności za prąd będą odpowiednio mniejsze w porównaniu do instalacji, która w pełni pokrywałaby jego zużycie w ciągu roku. Jaką moc powinna mieć elektrownia fotowoltaiczna? W polskich realiach system fotowoltaiczny o mocy 1 kWp wyprodukuje prąd o wartości około 1000 kWh. Instalacja o mocy 4 kWp wyprodukuje w ciągu roku około 4000 kWh prądu, co będzie odpowiadało potrzebom energetycznym 4-osobowe rodziny. W takim przypadku wielkość instalacji nie powinna przekraczać 5 kWp.
Jak prawidłowo dobrać moc fotowoltaiki?
Prawidłowe zamontowanie paneli słonecznych, pozwoli wyprodukować ponad 1000 kWh z 1 kWp zainstalowanej mocy. Oznacza to, że fotowoltaika, powinna być w stanie dostarczyć w ciągu roku, taką ilość energii ile jest zużywane w danym budynku w powiększeniu o ubytki energii, które wiążą się z rachunkiem za magazynowanie w sieci.
Dla przykładu w domu jednorodzinnym zainstalowano fotowoltaikę o mocy do 10 kWp, początkowego doboru można dokonać używając proste wskaźniki, biorąc pod uwagę ilość zużytej energii albo wysokość rachunków:
Na 1 000 kWh energii elektrycznej, która została zużyta w ciągu roku przekłada się na ok. 1,25 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej.
- Na wydane 100 zł na rachunku za energię za miesiąc trzeba dobrać 2,5 kWp mocy instalacji.
Są to tylko ogólne koncepcje. Aby prawidłowo dobrać moc do zużycia energii należy przeprowadzić kalkulację zysków przy konkretnym położeniu fotowoltaiki w zależności od kąta nachylenia do danej powierzchni terenu a także odchylenia od południa. Standardowy panel solarny posiada posiada około 1,67 metra długości i około 1 metra szerokości. Potrzebna powierzchnia montażowa dla 1 kWp instalacji wraz z wzięciem pod uwagę potrzebnych przestrzeni instalacyjnych pomiędzy panelami solarnymi wynosi ok. 5,5 m2 dla modułów o mocy 330 Wp, obecnie są one standardem mocowym.
