W obliczu rosnących cen prądu i narastającej świadomości ekologicznej, fotowoltaika wkracza na scenę jako jedno z najbardziej obiecujących i opłacalnych rozwiązań. To nie tylko modny trend, ale realna inwestycja w przyszłość i naszą planetę.
Słownik
Aby zgłębić temat, warto zaznajomić się z kilkoma terminami branżowymi, które często pojawiają się w kontekście fotowoltaiki:
- kWh (kilowatogodzina) – jednostka energii, reprezentująca zużycie prądu o mocy jednego kilowata przez jedną godzinę. Dla kontekstu, przeciętne gospodarstwo domowe w Polsce zużywa rocznie około 3000-5000 kWh.
- Wp (Watt Peak) – jednostka mocy maksymalnej paneli fotowoltaicznych, określana w standardowych warunkach testowych (STC). Jako ogólna reguła, panele o mocy 1000 Wp są w stanie wyprodukować w Polsce około 1000 kWh energii w ciągu roku.
- kWp – tę jednostkę można zdefiniować jako 1000 Wp, co pozwala na łatwiejsze operowanie na większych liczbach, typowych dla instalacji fotowoltaicznych na dachach.
Co to fotowoltaika?
Fotowoltaika to technologia umożliwiająca przekształcanie energii słonecznej w energię elektryczną za pomocą paneli słonecznych. Każdy panel słoneczny składa się z wielu ogniw fotowoltaicznych wykonanych z materiałów półprzewodnikowych. Gdy promienie słoneczne, składające się z fotonów, padają na te ogniwa, elektrony w półprzewodnikach zostają pobudzone, co prowadzi do przepływu prądu elektrycznego. Ten prąd jest przechwytywany i przekształcany na prąd stały, który można wykorzystać w praktycznych zastosowaniach. Panele są zwykle montowane na dachach budynków lub specjalnych konstrukcjach, aby mogły maksymalnie wykorzystać dostępne światło słoneczne. W instalacjach fotowoltaicznych często stosuje się również inwertery, które przekształcają prąd stały w prąd zmienny, używany w sieciach domowych. Dodatkowo, niektóre systemy są wyposażone w magazyny energii, które przechowują nadmiar wyprodukowanej energii, umożliwiając jej wykorzystanie w okresach mniejszego nasłonecznienia czy w nocy.
Jak działa fotowoltaika?
Zasada działania fotowoltaiki jest fascynująca i stanowi doskonały przykład zastosowania naukowych odkryć w praktycznych zastosowaniach. Ogniwo fotowoltaiczne, będące kluczowym elementem paneli słonecznych, wykorzystuje materiały półprzewodnikowe, takie jak krzem, do przekształcania energii słonecznej w prąd elektryczny. W ogólnym ujęciu, ogniwo to jest zbudowane z dwóch różnych warstw półprzewodnikowych: jednej typu „p” i drugiej typu „n”.
Warstwa typu „p” charakteryzuje się brakiem elektronów i obecnością tzw. „dziur”, podczas gdy warstwa typu „n” zawiera nadmiar elektronów. Gdy te dwie warstwy są ze sobą połączone, tworzą strefę przejściową, zwaną również jonizacją „p-n”. W tej strefie, dzięki różnicy w koncentracji elektronów i dziur, tworzy się pole elektryczne.
Kiedy promienie słoneczne padają na powierzchnię ogniwa, energia fotonów jest przekazywana elektronom w warstwie półprzewodnikowej, co skutkuje ich „uwolnieniem”. Uwolnione elektrony są następnie przenoszone przez wewnętrzne pole elektryczne ogniwa. W praktyce oznacza to, że elektrony poruszają się z warstwy typu „p” do warstwy typu „n”, tworząc przepływ prądu elektrycznego.
Ten prąd jest w końcu przechwytywany przez układy elektryczne, gdzie jest przetwarzany na prąd stały. W ten sposób energia słoneczna zostaje przekształcona w praktycznie wykorzystywaną energię elektryczną, co umożliwia zasilanie różnorodnych urządzeń i systemów. Cały proces jest efektywny, zrównoważony i przyjazny dla środowiska, co czyni fotowoltaikę jednym z najbardziej obiecujących źródeł odnawialnej energii.
Z czego składa się fotowoltaika?
Każda instalacja fotowoltaiczna to złożony system, którego sercem są panele fotowoltaiczne. Te panele mogą być różnego rodzaju: monokrystaliczne, charakteryzujące się mocą od 330 do 450 Wp i sprawnością na poziomie 18-20%, oraz polikrystaliczne, o mocy 260-285 Wp i sprawności 16-19%. Wykonane są z ogniw fotowoltaicznych, w których zachodzi efekt fotowoltaiczny, umożliwiający generowanie prądu elektrycznego.
Kluczowym elementem jest również falownik, inaczej nazywany inwerterem. Jego zadaniem jest przekształcenie prądu stałego (DC) wytwarzanego przez panele na prąd zmienny (AC), który jest używany w domach i firmach. Falowniki różnią się mocą, która powinna być dostosowana do mocy paneli i mieścić się w stosunku mocy od 80% do 120%. Ich sprawność może sięgać nawet 98%, a wybór między tradycyjnymi falownikami a mikroinwerterami zależy od specyfiki instalacji i potrzeb inwestora.
Nie można zapomnieć także o okablowaniu, które musi być specjalnie przystosowane do warunków atmosferycznych i mocy instalacji. Ważne jest również, aby zwrócić uwagę na odpowiednie zabezpieczenia, takie jak wyłączniki nadprądowe i ograniczniki przepięć, które zwiększają bezpieczeństwo i efektywność systemu.
Kolejnym elementem są konstrukcje wsporcze, na których montuje się panele. Mogą one być wykonane z różnych materiałów, takich jak aluminium, stal nierdzewna czy stal ocynkowana. Są one dostosowane do różnych typów dachów lub instalacji gruntowych. Wybór materiału konstrukcji wsporczej może wpłynąć na trwałość i koszt całej instalacji. Jeśli jesteś zainteresowany/a dokładnymi specyfikacjami i najlepszymi rozwiązaniami dla Twojego domu, skontaktuj się z nami.
Dobór mocy fotowoltaiki
Dobór odpowiedniej mocy zestawu fotowoltaicznego to kluczowy element planowania instalacji. Pierwszym krokiem jest analiza rocznego zużycia energii elektrycznej w domu czy firmie. W polskich warunkach klimatycznych, z każdego 1,25 kWp mocy instalacji można spodziewać się wygenerowania około 1000 kWh energii rocznie. Na tej podstawie można oszacować, że instalacja o mocy 1 kWp dostarczy w ciągu roku średnio 900-980 kWh energii. Jeżeli z analiz wynika, że rocznie zużywamy 4000 kWh, instalacja o mocy 3,5-4 kWp powinna być wystarczająca.
Jednakże, fotowoltaika to inwestycja długoterminowa, z żywotnością szacowaną na około 25 lat. Warto więc uwzględnić planowane zmiany, które mogą wpłynąć na przyszłe zapotrzebowanie na energię. Mogą to być na przykład zakup samochodu elektrycznego, montaż klimatyzacji, powiększenie rodziny, czy zakup nowych urządzeń w firmie czy gospodarstwie rolnym. W takim przypadku warto założyć pewien zapas mocy, aby instalacja była efektywna także w przyszłości.
Nie można również zapomnieć, że z czasem efektywność paneli fotowoltaicznych maleje. W pierwszym roku użytkowania spadek ten wynosi średnio od 3% do 5%, a w kolejnych latach stabilizuje się na poziomie około 1%. Dlatego też warto uwzględnić te czynniki przy planowaniu mocy instalacji fotowoltaicznej, aby przez cały okres jej użytkowania mogła ona efektywnie zaspokajać nasze potrzeby energetyczne.
Zestaw fotowoltaiczny off grid czy on grid?
Wybór między instalacją fotowoltaiczną off grid a on grid to jedna z kluczowych decyzji w procesie planowania systemu. Obie opcje mają swoje zalety i wady, a wybór zależy od indywidualnych potrzeb i warunków.
Instalacje PV typu on grid
Instalacje PV typu on grid są podłączone do sieci energetycznej. Od 1 kwietnia 2022 r. w Polsce obowiązuje system net-billingu, który zmienił zasady rozliczania prosumentów. W nowym systemie, prosument otrzymuje wynagrodzenie tylko za energię oddaną do sieci, a za energię pobraną z sieci musi zapłacić według średniej ceny miesięcznej. Dzięki temu, zyskuje na znaczeniu autokonsumpcja i magazynowanie energii w przydomowych akumulatorach.
Instalacje fotowoltaiczne off grid
W przypadku instalacji off grid, system jest całkowicie niezależny od sieci energetycznej. Energia jest magazynowana w akumulatorach, co sprawia, że są one bardziej kosztowne w instalacji i utrzymaniu. Jest to jednak jedyna opcja w miejscach, gdzie dostęp do sieci energetycznej jest utrudniony lub niemożliwy.
Zalety i wady fotowoltaiki
Z każdym rokiem fotowoltaika zdobywa coraz większe uznanie. Przyczyniają się do tego nie tylko eskalujące koszty elektryczności, ale również dostępne programy finansowego wsparcia, które ułatwiają pokrycie kosztów instalacji. Systemy fotowoltaiczne są coraz częściej pozytywnie oceniane przez użytkowników. Dzięki zaawansowanym badaniom, technologia ta jest doskonale zrozumiała, co znacznie ogranicza liczne mity na ten temat. Mimo to, pewna liczba osób wciąż zastanawia się nad sensownością inwestycji w odnawialne źródło energii. Rozważasz zamontowanie paneli słonecznych? Oto ich główne plusy i minusy.
Zalety fotowoltaiki
Korzyści Finansowe z Inwestycji w Fotowoltaikę:
- Generowanie bezpłatnej energii słonecznej przez panele fotowoltaiczne,
- Możliwość oszczędzania na kosztach energii przez co najmniej trzy dekady,
- Znaczące ograniczenie zależności od fluktuacji cen energii,
- Możliwość odliczenia kosztów instalacji od podatku, począwszy od 2019 roku,
- Zwiększenie wartości nieruchomości dzięki ekologicznemu rozwiązaniu.
Zalety Ekologiczne Fotowoltaiki:
- Odnawialność i zrównoważenie jako główne cechy energii słonecznej,
- Brak emisji zanieczyszczeń – ekologiczne źródło energii,
- Cicha praca – brak hałasu w procesie generowania energii,
- Uniwersalność dostępu do energii słonecznej na całej kuli ziemskiej.
Fotowoltaika w Kontekście Technologicznym i Estetycznym:
- Ciągły rozwój technologii fotowoltaicznej,
- Wysoka odporność na warunki atmosferyczne,
- Atrakcyjny wygląd – panele Full Black kompatybilne z różnymi rodzajami i kolorami dachów,
- Dostępność technologii nawet w trudnych warunkach,
- Niezawodność i trwałość paneli fotowoltaicznych,
- Opcja montażu paneli na powierzchniach gruntowych,
- Prosty i szybki proces instalacji bez konieczności uzyskiwania pozwolenia na budowę.
Ograniczenia i Wady Fotowoltaiki:
- Zależność od warunków pogodowych i nasłonecznienia,
- Generowanie energii głównie w trakcie dnia,
- Możliwość obniżenia wydajności przez zacienienie,
- Wysoki koszt inicjalny instalacji,
- Potrzeba odpowiedniej powierzchni do montażu,
- Ekologiczne koszty produkcji paneli, w tym emisja gazów cieplarnianych,
- Zmienność regulacji prawnych wpływająca na energetykę prosumencką.
Podsumowanie wad i zalet instalacji fotowoltaicznej:
Zalety instalacji fotowoltaicznej zdecydowanie przeważają nad jej wadami. Opłacalność fotowoltaiki to główny argument użytkowników systemu. Na brak przestrzeni na dachu również jest sposób – instalacja na gruncie. Emisja związana z produkcją paneli fotowoltaicznych kompensowana jest dzięki konsumpcji czystej energii.
Jeżeli jesteście zainteresowani wejściem w świat odnawialnych źródeł energii i chcecie dowiedzieć się więcej o możliwościach, które fotowoltaika może Wam zaoferować, zapraszamy do kontaktu z naszymi specjalistami z hubra.com.pl. Oferujemy kompleksowe doradztwo, pomoc w doborze odpowiednich komponentów oraz profesjonalną instalację. Razem z nami, inwestycja w fotowoltaikę stanie się nie tylko łatwiejsza, ale i bardziej efektywna.
Zapraszamy do kontaktu i dołączenia do grona zadowolonych klientów, którzy już dzisiaj korzystają z darmowej energii prosto od słońca.