Energia promieni słonecznych jest ogólnodostępna i w pełni darmowa. Jest też przyjazna środowisku. Dlatego fotowoltaika jest jedną z najpopularniejszych metod pozyskiwania energii odnawialnej. Panele fotowoltaiczne przekształcają moc słońca w prąd. Tak brzmi najprostsza odpowiedź na pytanie: jak działa fotowoltaika.

Cały proces pozyskiwania elektryczności z promieniowania, nie byłby możliwy, gdyby nie zastosowanie instalacji fotowoltaicznej. Za sprawą paneli solarnych zbudowanych  z kwarcowych ogniw, jesteśmy w stanie pozyskać łatwy do magazynowania w akumulatorach prąd stały. Jednak należy pamiętać, że większość urządzeń w naszych domach potrzebuje do pracy prądu zmiennego, zgodnego z parametrami sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia. Dlatego też potrzebna jest cała instalacja fotowoltaiczna, a panele są jedynie jednym z jej elementów.

 

Fotowoltaika – jak to działa?

Najmniejszym elementem budulcowym instalacji fotowoltaicznej są krzemowe ogniwa solarne. Krzem pochłania fotony, które zmuszają elektrony do ruchu, zamieniając energię świetlną na prąd. To fotoogniwa połączone razem, pokryte powłoką antyrefleksową i wprawione w specjalną ramę tworzą panel słoneczny. Choć do efektywnego pozyskiwania energii panele potrzebują jeszcze dodatkowych urządzeń, to należy je uznać za jeden z najważniejszych elementów zestawu fotowoltaicznego. Na rynku spotkać można dwa typy paneli solarnych:

  • Polikrystaliczne – składają się z prostokątnych ogniw, zazwyczaj wyróżnia je też jasnoniebieski kolor. Są stosunkowo proste w produkcji, dzięki czemu mają atrakcyjną cenę.
  • Monokrystaliczne – są ciemniejsze od paneli polikrystalicznej, barwa może wpadać nawet w czerń. Zbudowane są ogniw kwarcowych o zaokrąglonych rogach. Są droższe od pierwszego rodzaju paneli, jednak ich zaletą jest większa efektywność, co sprawia, że montuje się je często w miejscach mniej nasłonecznionych.

 

Do zbudowania w pełni funkcjonalnej instalacji solarnej, poza panelami, potrzebne są jeszcze następujące elementy:

  • Inwerter – stanowi serce instalacji. Urządzenie odpowiedzialne jest za konwersję prądu stałego, wytwarzanego przez panele, na prąd zmienny, wykorzystywany w gospodarstwach domowych.
  • Systemy mocujące – konstrukcje, które umożliwiają zamontowanie paneli na dachu lub stelaże wolnostojące.
  • Okablowanie i dodatkowy osprzęt (wyłącznik DC, włącznik AC, konektory MC4), zapewniające dopływ prądu do urządzeń.

 

Dodatkowo system fotowoltaiczny może posłużyć do ogrzewania wody i domu. Jednak, żeby przystosować instalację do takich zadań, do zestawu musimy dokupić podgrzewacz wody i system grzewczy z kotłem elektrycznym zasilanym przez panele. Dobrym pomysłem jest też akumulator do fotowoltaiki. Pozwoli on na kumulację energii, która nie będzie wykorzystana na bieżące potrzeby.

 

Kalkulator mocy zestawu fotowoltaiki – sprawdź, jakiej  mocy potrzebujesz

Głównym czynnikiem, jaki należy wziąć pod uwagę, zanim wybierzesz moc, a co za tym idzie, również wielkość zestawu fotowoltaicznego, jest koszt rachunków za prąd. Na podstawie tej informacji i danych dotyczących technologii, kalkulator poda szacunkową moc zestawu, potrzebną do pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię elektryczną.

Z pomocą kalkulatora będziesz w stanie określić czas, po którym powinna się ona zwrócić. Obliczenia podane przez kalkulator opłacalności fotowoltaiki opierają się na obecnych cenach energii i bazują na wydajności instalacji solarnych w standardowych warunkach pracy paneli (STC – standard test conditions). Przyjęło się, że na takie warunki składa się:

  • promieniowanie słonecznie o mocy 1000 W/m2,
  • temperatura powietrza w wysokości 25°C,
  • prędkość wiatru na poziomie 1,5 m/s.

 

Kompletne zestawy fotowoltaiczne

Instalacje solarne różnią się nie tylko mocą. Jednym z podstawowych podziałów jest rozróżnienie na zestawy off-grid i on-grid. Te pierwsze są autonomiczne względem publicznych sieci elektroenergetycznych. To oznacza, że energia wytworzona przez panele służy tylko i wyłącznie do zasilania gospodarstwa domowego, do którego przynależy instalacja. Prąd gromadzony jest w specjalnych akumulatorach będących często integralną częścią konwertera.

Zestawy on-grid z kolei są połączone z siecią zasilaną przez lokalną elektrownię. Energia pozyskiwana przez panele w tego typu zestawie jest albo wykorzystywana przez urządzenia w domu lub firmie, albo oddawana do publicznej sieci. Nadwyżki przekazane w ten sposób do zakładu elektroenergetycznego można odzyskać zgodnie z funkcjonującym od 2016 roku systemem opustów.

Pamiętać też należy, że zestawy fotowoltaiczne nie służą jedynie do wytwarzania prądu na bieżące potrzeby domu lub zakładu pracy. Pozyskana w ten sposób energia jest wykorzystywana również do podgrzewania wody. Zestaw z taką funkcją poza standardowymi elementami musi być wyposażony dodatkowo w elektryczny podgrzewacz wody. Zestawy fotowoltaiczne stosuje się również do ogrzewania wody użytkowej, co pozwala zaoszczędzić na rachunkach za ciepło.

 

Finansowanie fotowoltaiki – inwestycja, która się opłaci!

Warto zaznaczyć, że planując inwestycję w fotowoltaikę, można skorzystać z systemu dofinansowań i programów wspierających zieloną energię. Jednym z programów, którym warto się zainteresować, jest “Czyste powietrze”. Polega on na termomodernizacji domów jednorodzinnych. Na wymianę starych instalacji grzewczych, można uzyskać dofinansowanie w formie dopłaty lub nisko oprocentowanej pożyczki.

Również znowelizowana ustawa o OZE pozwala zwiększyć opłacalność fotowoltaiki poprzez możliwość przechowywania nadwyżek energii z paneli słonecznych w sieci elektroenergetycznej. Za 1 kWh energii odsprzedanej do sieci prosument może odebrać 0,8 kWh (wartość dla instalacji o łącznej mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż 10 kW). Inwestycje w OZE wspierają również regionalne ośrodki, realizując własne programy dopłaty. Informacji na ich temat należy szukać na stronach internetowych poszczególnych Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.

Jednak nawet zakładając, że nie skorzystasz z systemu dopłat, zestaw fotowoltaiczny się po prostu opłaca! Spójrz na poniższe dane dotyczące oszczędności przy założeniu, że miesięczny rachunek za prąd wynosi 175 zł.

 

Etapy inwestycji w fotowoltaikę

Energia słoneczna dostępna dzięki fotowoltaice jest darmowa. Pamiętać jednak należy, że do jej pozyskania potrzebna jest instalacja, która pochłania pewien koszt. Co składa się na inwestycję w odnawialne źródło energii?

  • Projekt instalacji fotowoltaicznej – pierwszy etap inwestycji. Wymaga zaangażowania specjalistów, którzy dostosują zestaw do indywidualnych warunków klienta. Pod uwagę trzeba wziąć m.in. roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną i nasłonecznienie terenu, gdzie mają zostać zamontowane panele.
  • Kupno paneli fotowoltaicznych – ostateczny koszt zależy od powierzchni instalacji i technologii wykonania ogniw.
  • Koszt zestawu mocującego – dużo zależy od tego, czy zdecydujesz się na montaż fotoogniw na dachu domu, czy np. na instalację paneli wolnostojących.
  • Montaż – ostatni etap polega na zamontowaniu paneli przez profesjonalnych instalatorów z doświadczeniem i odpowiednimi certyfikatami.

 

Zalety fotowoltaiki – dlaczego warto polegać na słońcu?

Istnieją dwa kluczowe powody przemawiające za fotowoltaiką. Rozwiązanie to pozwala oszczędzić pieniądze i chroni środowisko. Skoro można przyczynić się do lepszego stanu otaczającego nas świata i dodatkowo płacić mniej za prąd, dlaczego już dziś nie rozważyć inwestycji w fotowoltaikę?

Ceny energii elektrycznej pozyskiwanej tradycyjnymi metodami rosną. Nic nie wskazuje na to, żeby prąd wytwarzany z kurczącej się bazy surowców miał tanieć. Dlatego fotowoltaika to przyszłość. Energia słoneczna nic nie kosztuje, nie sposób z tym polemizować, a okres ważności centralnej gwiazdy naszego układu słonecznego liczony jest w miliardach lat.

Ekologiczny aspekt fotowoltaiki jest również bardzo istotny. Przy produkcji energii solarnej nie są emitowane żadne szkodliwe substancje jak np. dwutlenek węgla. Ten może pojawić się, co najwyżej na etapie produkcji poszczególnych elementów zestawów fotowoltaicznych.

Nie musisz się też martwić kosztami konserwacji, czy naprawy paneli. Żywotność zestawu fotowoltaicznego wyliczana jest na około 25 lat. Zazwyczaj przez ten cały czas obowiązuje gwarancja producenta, więc jeżeli pojawiłaby się jakaś usterka, jej usunięciem zajmie się serwis. Panele fotowoltaiczne są też odporne na warunki atmosferyczne. Nie powinny ulec uszkodzeniu nawet podczas opadów gradu, ponieważ zabezpieczone są hartowanym szkłem.

 

Podsumowując: fotowoltaika opłaca się, ponieważ:

  • inwestycja w instalację solarną się zwraca,
  • fotoogniwa pomagają w obniżeniu rachunków za prąd,
  • energia słońca nie wpływa niekorzystnie na przyrodę,
  • zestawy fotowoltaiczne są bezobsługowe i bezawaryjne,
  • daje naszemu gospodarstwu domowemu energetyczną niezależność.

 

Energia słoneczna to przyszłość. W zgodnej opinii ekspertów to najbardziej wydajny i proekologiczny sposób pozyskiwania elektryczności.