Słoneczna energia w domu

Ilość energii elektrycznej wytworzonej przez instalację fotowoltaiczną zależy od intensywności promieniowania słonecznego padającego na panele fotowoltaiczne, czasu ekspozycji oraz poprawności projektu i wykonawstwa instalacji.

Panele fotowoltaiczne (PV) umieszcza się na dachu budynku, na połaci skierowanej na południe, i łączy w szereg, by uzyskać większe napięcie. Falownik (moduł przekształcający prąd stały w zmienny) najlepiej zlokalizować w pobliżu domowej rozdzielni głównej, można również w innym pomieszczeniu lub na zewnętrznej ścianie budynku.

Należy sprawdzić, czy połać dachowa, na której chcemy zainstalować system, jest skierowana na południe, oraz czy dach nie leży w strefie cienia rzucanego przez inne budowle, kominy, drzewa. Trzeba bezwzględnie unikać zacieniania paneli fotowoltaicznych. Dach powinien mieć odpowiednio dużą powierzchnię, na której możliwe będzie zamontowanie paneli (moc 1 kW wymaga 8–10 m2).

Panele winny być zorientowane na południe. Jeśli nie jest to możliwe, obowiązuje zasada: im bliżej kierunku południowego, tym większa wydajność instalacji fotowoltaicznej. Ważne jest przeanalizowanie dostępu do światła słonecznego w ciągu roku. Optymalny kąt nachylenia dla paneli w Polsce mieści się w granicach 30–40°.

Generator fotowoltaiczny nie produkuje energii w nocy, przy silnym zachmurzeniu i mgle, przy całkowitym pokryciu paneli śniegiem, przy braku napięcia w sieci zasilającej budynek.

Aby uniknąć skomplikowanej procedury sprzedaży wytworzonej energii do sieci, generator fotowoltaiczny trzeba włączyć za licznikiem energii elektrycznej w dowolnym punkcie instalacji, a najlepiej w główną tablicę zasilającą, dzięki czemu wyprodukowana energia elektryczna w pierwszej kolejności zasila odbiorniki domowe.

Instalacje fotowoltaiczne dla domów jednorodzinnych mają moc do 5 kW, zatem są jednofazowe. Dla mocy powyżej 10 kW stosuje się generatory w układzie trójfazowym. W przypadku zaniku napięcia w sieci zasilającej budynek, generator fotowoltaiczny automatycznie wyłącza się. Ponowne uruchomienie następuje automatycznie, po pojawieniu się napięcia w sieci. Oczywiście, można rozbudować instalację o baterię akumulatorów podtrzymujących zasilanie w przypadku zaniku napięcia, wiąże się to jednak ze znacznym wzrostem kosztów instalacji.

Bardzo ważne jest zachowanie staranności przy wyborze dostawcy instalacji. Nie warto uprzedzać się do paneli produkcji chińskiej. W około 70% pochodzą z Chin, ale ich produkcja odbywa się według zachodnich technologii. Firmy deklarujące produkcję paneli w Europie w większości montują je z chińskich ogniw krzemowych.

Ważnym elementem instalacji jest falownik i tu wiodące technologicznie są rozwiązania zachodnie, głównie niemieckie. Ważny jest również projekt oraz staranny i poprawny dobór pozostałych elementów składowych instalacji, gdyż zakłada się jej technologiczną żywotność nie mniejszą niż 25 lat.

Wyprodukowana w instalacji PV energia elektryczna powinna być w pierwszej kolejności zużywana przez odbiorniki domowe. W przypadku pojawienia się nadwyżki energii, zgodnie z ustawą Prawo energetyczne można sprzedać ją do sieci zakładu energetycznego, jednak po niekorzystnej cenie (około 0,16 zł/kWh, gdy cena zakupu brutto wynosi około 0,70 zł/kWh). Zatem jak największą część wyprodukowanej energii najlepiej skonsumować na potrzeby własne. Instalację fotowoltaiczną należy budować na miarę potrzeb budynku, jako pomocnicze źródło energii do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Woda będzie grzana wówczas, gdy wytwarzana w instalacji PV energia zasili wszystkie odbiorniki domowe (priorytet) i pojawi się jej nadwyżka. Będzie ona kierowana do elektrycznego podgrzewacza wody lub innego odbiornika. Można też za pomocą odpowiedniej grzałki podgrzewać wodę w zasobniku gazowej instalacji centralnego ogrzewania bądź włączyć w szereg dowolnej instalacji elektryczny zasobnik do podgrzewania wody.

Poprawnie zaprojektowana i wykonana instalacja PV dla domu jednorodzinnego może na potrzeby budynku zagospodarować do 50% wyprodukowanej energii. Przewymiarowanie instalacji drastycznie redukuje ten wskaźnik. Zastosowanie filtra do kierowania nadwyżki energii np. do podgrzewania wody użytkowej, ogrzewania i klimatyzacji pomieszczeń pozwala na zagospodarowanie do 80% wyprodukowanej energii.

Podstawowe zalety stosowania paneli fotowoltaicznych:

– redukcja kosztów energii elektrycznej;

– działanie nawet w warunkach zachmurzenia;

– możliwość wyboru odpowiedniej taryfy zakupu energii i dodatkowe oszczędności (największa produkcja energii występuje w tych samych porach, co szczyty zapotrzebowania na energię elektryczną w gospodarce);

– ochrona środowiska naturalnego oraz najbliższego otoczenia (generatory fotowoltaiczne nie emitują CO2 ani hałasu);

– bezobsługowość (instalacja jest zaprojektowana na bezobsługową pracę przez co najmniej 25 lat).

Montaż instalacji fotowoltaicznej o mocy do 40 kW (zarówno na dachu, jak i na gruncie) nie wymaga pozwolenia na budowę (art. 29 ust. 2 pkt 16 ustawy Prawo budowlane). Budowa urządzeń o wysokości poniżej 3 metrów na obiektach budowlanych nie wymaga również zgłoszenia prac budowlanych (art. 30 ust. 1a pkt 3b).

Piotr Nowak

Kujawsko-Pomorski Ośrodek Doradztwa Rolniczego