Panele fotowoltaiczne: cena, rodzaje, montaż krok po kroku

MG Projekt Pracownia Architektoniczna / Aktualizacja 12 czerwca 2020

Instalacje fotowoltaiczne stają się coraz bardziej popularne w naszym kraju, co potwierdzają statystyki.

Panele fotowoltaiczne
Panele fotowoltaiczne

Z jednej strony mamy do czynienia ze wzrostem świadomości ekologicznej, ale dla wielu osób istotny jest również czynnik ekonomiczny.

Fotowoltaika, jako technologia przetwarzania energii światła słonecznego w energię elektryczną, idealnie wpisuje się w nowoczesny trend myślenia proekologicznego.

Ogniwa fotowoltaiczne okazują się niezwykle skuteczną metodą zmniejszającą zapotrzebowanie domu na dostawy zewnętrzne energii elektrycznej i co ważne, można je montować zarówno w nowych, jak i od wielu lat istniejących budynkach.

Na pewno warto przyjrzeć się dokładnie temu rozwiązaniu, aby stwierdzić stopień jego opłacalności w konkretnym przypadku

Ogniwa fotowoltaiczne

Ogniwa fotowoltaiczne
Ogniwa fotowoltaiczne

Ogniwa fotowoltaiczne są krzemowymi płytkami półprzewodnikowymi, wewnątrz których znajduje się pole elektromagnetyczne zwane barierą potencjału.

Zasada ich działania jest bardzo podobna do tej odnośnie kolektorów słonecznych, z tym że fotowoltaika daje nam energię elektryczną, a nie ciepło.

Ogniwa łączy się szeregowo, aby uzyskać jak najwyższą wartość użyteczną.

Pojedyncze ogniwo generuje napięcie 0,5 V podczas pracy.

Kiedy promienie słoneczne padają na ogniwo, to zaczynają się wytrącać elektrony z półprzewodników, a dzięki temu tworzą się pary nośników mających przeciwne ładunki.

Działanie pola elektrycznego sprawia, że ładunki rozdzielają się, a na ogniwach pojawia się napięcie elektryczne.

Co ważne, nowoczesne panele działają praktycznie przez cały dzień i to nawet w pochmurne dni, kiedy przez warstwę chmur przedostają się promienie rozproszone.

Trzeba przy tym pamiętać, że wytwarzany jest prąd stały, natomiast wszystkie urządzenia domowej sieci potrzebują prądu przemiennego, aby działać prawidłowo.

W tym celu potrzebne będzie specjalnie urządzenie zwane inwerterem albo falownikiem, które przekształci prąd stały w prąd zmienny o zgodnych z siecią energetyczną parametrach, a więc napięcia 230/400V i częstotliwości 50Hz.

Inwerter umożliwia również stały monitoring funkcjonowania instalacji fotowoltaicznej z jednoczesnym podglądem statystyk.

Prąd można wykorzystać do zasilania wszystkich urządzeń elektrycznych w domu, podgrzania wody użytkowej oraz oświetlenia domu.

Wszelkie nadwyżki prądu zazwyczaj odprowadza się do sieci elektroenergetycznej na preferencyjnych warunkach.

Ustawa z 20 lutego 2015 r. o Odnawialnych Źródłach Energii obliguje zakłady energetyczne do zakupu takiej energii.

Ważną informacją jest też to, że przy mocy przydomowej elektrowni fotowoltaicznej mniejszej niż 40 kW każdy inwestor zostaje zwolniony z opłaty przyłączeniowej do sieci.

Alternatywną opcją będzie magazynowanie energii w specjalnych akumulatorach.

Proekologiczne spojrzenie na fotowoltaikę

Kwestie oszczędności na energii elektrycznej to jedno, ale równie istotny w kontekście decyzji o zamontowaniu instalacji fotowoltaicznej jest aspekt ochrony środowiska naturalnego poprzez redukcję emisji CO2.

Przy wytwarzaniu energii w panelach PV nie powstają żadne związki szkodliwe ani też gazy cieplarniane, a ponadto panele są nie tylko długowieczne, ale również w pełni biodegradowalne.

Jakie wymogi trzeba spełnić, aby można było zamontować panele fotowoltaiczne?

Tytuł własności

Osoby, które pragną produkować prąd na własne potrzeby przy wykorzystaniu fotowoltaiki muszą mieć tytuł własności, ewentualnie umowę dzierżawy nieruchomości, na której panele zostaną zainstalowane.

Teren niezacieniony

W związku z tym, że do wytworzenia energii potrzebny jest dostęp do słońca, to trudno sobie wyobrazić sensowność takiej inwestycji w przypadku mocnego zacienienia terenu.

Przeszkodą będą wysokie drzewa, słupy energetyczne albo okoliczne budynki.

Trzeba również zwrócić uwagę na to, aby na dachu nie było żadnych obiektów, które mogłyby dawać cień.

Chodzi tutaj o kominy bądź lukarny.

Przy nowej inwestycji warto też zorientować się, jakie są plany dotyczące sąsiednich działek, w tym możliwa wysokość budynków.

Jeżeli istnieje ryzyko częściowego zacienienia np. z powodu pojedynczego drzewa, to należy wybierać panele z diodami bocznikującymi, aby prąd płynął z pominięciem ogniw pozostających w zacienieniu, co uniemożliwi ich przegrzanie i uszkodzenie.

Innym wyjściem będzie zainstalowanie kolektorów słonecznych zamiast paneli fotowoltaicznych, które nie tylko okazują się mniej wrażliwe na zacienienie, ale także wymagają mniejszej powierzchni zabudowy do sprawnego działania.

Odpowiedni dach

Tak naprawdę niewiele jest przeciwskazań związanych z dachem, ale warto mieć ich świadomość.

Pokrycie dachu

Panele można instalować praktycznie na każdym rodzaju pokrycia dachowego, bez względu na to, czy będzie to:

Jedyne komplikacje mogą zaistnieć w przypadku dachu pokrytego eternitem i wtedy konieczna okazuje się dodatkowa konsultacja.

Najczęściej trzeba zmienić pokrycie.

Warto przy tym zaznaczyć, że panele fotowoltaiczne nie powodują żadnych uszkodzeń pokrycia, ani też przeciekania dachu, o ile oczywiście zostaną położone w pełni profesjonalnie.

Kąt nachylenia dachu

Najbardziej optymalnym kątem nachylenia będzie 35 stopni, z tym że odchylenie do pionu lub poziomu o maksymalnie 15 stopni nie powinno spowodować strat większych niż 4%.

W przypadku dachu płaskiego bądź innego stopnia nachylenia konieczne będzie zamocowanie specjalnych stelaży korygujących ułożenie paneli, aby zapewnić jak najlepszą produkcję energii.

Kierunek świata

Chyba dla nikogo nie będzie zaskoczeniem fakt, że najkorzystniej zamontować panele na połaci południowej dachu i w ten sposób zagwarantować idealne nasłonecznienie w ciągu dnia.

Jednak nawet ułożenie dachu w kierunku wschód i zachód nie stanowi przeciwwskazania do instalacji paneli fotowoltaicznych, ale trzeba się wtedy liczyć ze stratami w produkcji energii rzędu 10%.

Jedynie kierunek północny jest całkowicie nieodpowiedni i wtedy należy rozważyć położenie paneli na stabilnym gruncie, a nie dachu.

Budowa dachu

W tym przypadku może wystąpić stosunkowo najwięcej problemów.

Bardzo złożona budowa dachu np. wielospadowego lub mansardowego może oznaczać za małą powierzchnię dla zastosowania paneli fotowoltaicznych i to nawet w niewielkiej ilości.

Trzeba uwzględnić zależność, iż instalacja o mocy 1 kWp, a więc w zasadzie najmniejsza, wymaga co najmniej 6-7 m2 dobrze nasłonecznionej, a przed wszystkim wolnej połaci dachu.

Do tego jeszcze należy doliczyć odstępy montażowe.

Z kolei instalacja fotowoltaiczna o standardowej mocy 3 kWp zajmie minimum 20 m2 plus odstępy montażowe.

Panele fotowoltaiczne opłacalność

Panele fotowoltaiczne opłacalność
Panele fotowoltaiczne opłacalność

W związku z tym, że jest to inwestycja o charakterze długofalowym i potrzeba kilku lat na zwrot nakładów, to naprawdę nie warto myśleć o fotowoltaice, jeżeli planuje się w najbliższych latach przeprowadzkę do nowego domu, chyba że w celu podniesienia wartości nieruchomości i jej wyróżnienia na tle konkurencji.

Przed położeniem paneli fotowoltaicznych warto sprawdzić stan dachu.

W przypadku konieczności jego wymiany/remontu w najbliższym należy wstrzymać się z budową systemu fotowoltaicznego, aby nie ponosić podwójnych kosztów związanych z demontażem i ponownym montażem.

W takiej sytuacji zaleca się jednoczesne prace, dzięki czemu można uzyskać wygląd idealnie harmonijny.

Kolejna kwestia, która może podważać zasadność instalacji paneli fotowoltaicznych związana jest z wysokością rachunków za energię elektryczną.

Jeżeli są one stosunkowo niewysokie, rzędu 50-80 zł na miesiąc, to z ekonomicznego punktu widzenia opłacalność inwestycji byłaby mocno wątpliwa, a trzeba się jeszcze liczyć z tym, że mniejsza instalacja jest relatywnie droższa.

Dopiero przy większych instalacjach można utargować duże rabaty.

Natomiast w sensie proekologicznym zawsze rozwiązania związania z odnawialnymi źródłami energii są oczywiście znaczące i opłacalne.

Ogniwa fotowoltaiczne cena

Ogniwa fotowoltaiczne cena
Ogniwa fotowoltaiczne cena

Panele fotowoltaiczne są zdecydowanie bardziej korzystnym (jednak droższym) rozwiązaniem w porównaniu z kolektorami słonecznymi, ponieważ mamy energię do dowolnego wykorzystania.

Trzeba od razu zaznaczyć, że obecne ceny są i tak dużo niższe i tym samym wrosła opłacalność ekonomiczna, jednak za 4 kW mocy systemu fotowoltaicznego trzeba będzie wydać 20-30 tys. zł.

To jedynie szacunkowe kwoty, ponieważ każdą wycenę przeprowadza się indywidualnie.

Panele nie są wrażliwe na warunki atmosferyczne, w zasadzie bezawaryjne.

Gwarancja na nie wynosi 10-12 lat, a na liniową moc panelu 20-25 lat.

Instalacje tego typu są bezobsługowe, jedynie zaleca się czyszczenie paneli raz w roku, a co kilka lat przegląd.

Szacuje się, że stopa zwrotu z inwestycji wynosi 12-15% w skali roku.

Panele fotowoltaiczne: kiedy można liczyć na dofinansowanie?

panele fotowoltaiczne dofinansowanie
Panele fotowoltaiczne dofinansowanie

Przede wszystkim należy wspomnieć o kontynuacji programu Prosument, w ramach którego wspiera się rozproszone odnawialne źródła energii poprzez dofinansowanie zakupu oraz montażu instalacji.

W zakresie Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej wprowadzane są również programy autorskie, które wspierają przedsięwzięcia proekologiczne, w tym właśnie fotowoltaikę.

Niektóre urzędy gminne również mają swoje programy dofinansowujące instalacje tego typu, więc przed przystąpieniem do położenia paneli warto zorientować się, na co konkretnie można liczyć w danej części kraju.

Czasami będą to nawet bezzwrotne dotacje rzędu 40%, jak na rok 2018 z Urzędu Miasta Warszawa.

Panele fotowoltaiczne w domu jednorodzinnym

panele fotowoltaiczne rodzaje
Panele fotowoltaiczne rodzaje

Chociaż istnieją cztery typy ogniw fotowoltaicznych, to w ofercie rynkowej w naszym kraju pojawiają się wyłączenie panele wykonywane na bazie krzemu, natomiast nie spotyka się ogniw:

  • selenowych,
  • polimerowych
  • barwnikowych.

Ogniwa monokrystaliczne

Wykonuje się je z pojedynczego kryształu krzemu, który jest pocięty na małe części.

Charakteryzują się wyjątkowo ciemną barwą, dużą żywotnością, a także świetną sprawnością na poziomie 17-22% przetworzenia energii słonecznej.

Moc pojedynczego panelu waha się od 150 do 180 W.

Największym problemem będzie wysoka cena ogniw monokrystalicznych.

W zależności od producenta, wybranego modelu, a tym samym wydajności oraz parametrów technicznych cena wynosi od 600 do 1800 zł za jeden panel monokrystaliczny.

Ogniwa Solar Energy to wydatek 600-850 zł, LG 900-1200 zł, a Panasonic 1500-1800 zł.

Ogniwa polikrystaliczne

Zdecydowanie najbardziej popularne w naszym kraju i produkowane z polikrystalicznego kryształu krzemu.

Ich barwa jest jaśniejsza, w odcieniu niebieskim.

Sprawność mają niższą w porównaniu z monokrystalicznymi ogniwami, ponieważ na poziomie 14-16%, ale to i tak świetny wynik.

Ogniwa polikrystaliczne są bardzo odporne i nie sprawiają żadnych problemów eksploatacyjnych.

Ich ceny wahają się od 500 do 1500 zł.

Ogniwa amorficzne

Ten rodzaj ogniw powstaje z niewykrystalizowanego, a więc amorficznego krzemu i jest najbardziej zaawansowany technologicznie.

Ogniwa amorficzne wyróżniają się mniejszymi rozmiarami i lekko bordową barwą.

Mogą tworzyć efektowne moduły, jednak ich wydajność nie jest tak dobra, gdyż waha się na poziomie 6-10% i dlatego zazwyczaj jedynie wspomagają określone urządzenia.

Kuszące mogą być ceny rzędu 90-130 zł za sztukę, ale trzeba mieć na uwadze ich zdecydowanie niższą sprawność, co w ogólnym rozrachunku nie będzie korzystne.

Warto pamiętać, że tak naprawdę ostateczny kosztorys zależy od wielkości systemu, charakterystyki instalacji oraz specyfiki dachu.

Sam montaż często jest bezpłatny, a de facto włączony w koszt urządzeń.

Gdyby ktoś decydował się na zakup samych ogniw bez montażu, to należy pamiętać, aby korzystać z usług wyłącznie certyfikowanych instalatorów.

Samodzielny montaż wiąże się z utratą gwarancji.

Należy zaznaczyć, że w ostatnim czasie coraz większą popularność zdobywa montaż paneli fotowoltaicznych na ziemi.

Na pewno jest to konieczność w przypadku nieodpowiedniego dachu, można również w ten sposób sensownie zagospodarować tereny, na których nie planuje się zakładać ogrodu albo w inny sposób wykorzystać.

Panele na ziemi bardzo łatwo ustawić idealnie względem kierunku świata, aby zapewnić optymalne ich nasłonecznienie.

Nie mogą być oczywiście zacienione i muszą zostać zamontowane na wysokości co najmniej dwóch metrów, co zagwarantuje maksymalną ekspozycję na działanie światła słonecznego.

Zestawy ogniw fotowoltaicznych

zestaw fotowoltaiczny
Z czego składa się zestaw fotowoltaiczny?

Panele fotowoltaiczne stanowią tylko jeden element, ale niewystarczający do przetworzenia energii słonecznej w energię elektryczną.

Konieczny okazuje się kompleksowy i zintegrowany system, a do wyboru będą systemy otwarte on-grid, bezpośrednio podłączone do sieci oraz systemy autonomiczne off-grid tworzące układ zamknięty wyposażone dodatkowo w akumulatory.

W ostatnim czasie pojawiły się też systemy hybrydowe.

On-grid, czyli zestaw bezpośrednio podłączony do sieci

To rozwiązanie jest zdecydowanie najczęściej wybierane przez polskich inwestorów.

Cały system składa się z paneli fotowoltaicznych, które są podłączone do inwertera, natomiast inwerter pozostaje podłączony do sieci elektrycznej domu.

W ciągu dnia energia z paneli trafia do sieci domowej i jest wykorzystywana przez wszystkie urządzenia działające na prąd elektryczny.

Kiedy urządzenia nie pracują, to powstała energia nie jest magazynowana, ale trafia do zewnętrznej sieci budynku, po czym przechodzi przez licznik dwukierunkowy i płynie do innego odbiorcy, zgodnie z prawem fizycznym mówiącym, iż prąd zawsze płynie z najbliższego źródła.

Panele fotowoltaiczne są zdecydowanie bliżej w porównaniu z elektrownią.

Z kolei przy niedostatecznej ilości energii elektrycznej, co się zdarza w dni pochmurne, braki są uzupełniane poborem z sieci.

System taki nie wymaga żadnych przekaźników bądź przełączników i charakteryzuje się niezawodnością oraz prostotą w działaniu, a jednocześnie jest najtańszym rozwiązaniem.

Wadą będzie nierównomierna produkcja i wykorzystanie prądu, co jest związane z tym, że system w ogóle nie pracuje w nocy, dużo gorzej w dni pochmurne, a tych jest dość sporo w naszej strefie klimatycznej.

Także w okresie zimowym trudno o optymalne działanie paneli, co ma związek z krótszym dniem i niżej operującym słońcem.

Na szczęście od początku 2016 roku zostało uruchomione bilansowanie energii netto w półrocznych okresach polegające na tym, że energia oddana do sieci w ciągu dnia będzie odliczana od rachunku od energii pobieranej w godzinach wieczornych bądź porannych.

Off-grid, czyli niezależny system wyspowy

W tym przypadku mamy do czynienia z autonomicznym układem zamkniętym, niezależnym od sieci publicznej.

Sprawdzi się nie tylko na działkach, na których nie ma przyłącza energetycznego.

Instalacja tego typu jest trochę bardziej skomplikowana i składa się z paneli, inwertera oraz akumulatorów.

W słoneczne dni energia słoneczna jest przetwarzana na energię ładującą akumulatory.

Z kolei ta energia zostaje przetworzona w inwerterze na sieciową, która nadaje się do zasilania urządzeń elektrycznych.

Największą zaletą systemu będzie całkowita niezależność od dostaw prądu z ogólnej sieci energetycznej i łatwość kontroli zużycia energii.

Świetnie sprawdza się również jako zasilanie awaryjne.

Oczywiście nie ma tez żadnych problemów z użytkowaniem energii z akumulatorów w nocy bądź w pochmurne dni.

Największą wadą będzie wysoka cena związana z kosztem inwertera wyspowego oraz akumulatorów.

Warto przy tym nadmienić, że baterie wymagają wymiany mniej więcej po ośmiu latach użytkowania, a ponadto potrzebują trochę miejsca i dobrej wentylacji.

System hybrydowy, czyli połączenie on-grid i off-grid

Takie rozwiązanie wydaje się najbardziej optymalne.

Cały system jest zbudowany z paneli, akumulatora i inwertera hybrydowego podłączonego do sieci przemysłowej.

W przypadku bardzo dużych nadwyżek energii część zostaje przesłana do sieci i rozliczana według taryf gwarantowanych lub w trybie net-meteringu.

Problem jest w wysokiej cenie systemu.

Jak dobrać moc paneli fotowoltaicznych i pojemność akumulatorów?

Jak dobrać moc?
Jak dobrać moc?

Przeciętny użytkownik rzeczywiście może mieć z tym problem.

Warto sobie uświadomić, że panele fotowoltaiczne o mocy 30-50 W służą jedynie do zasilania tabletów, ładowarek bądź oświetlenia LED.

Te o mocy 80-150 W można wykorzystać do oświetlenia LED i zasilania systemów działających z małą przetwornicą napięcia.

Panele o mocy co najmniej 160 W są konieczne do systemu składającego się z oświetlenia LED, telewizora, laptopa i lodówki z kompresorem.

Modele o mocy 520 W nadają się zasilania pompy wody czy domków letniskowych.

Przy systemach off-grid i hybrydowym niezbędne jest też dobranie akumulatorów.

Te o pojemności 7,5-18 Ah wystarczą do paneli do 30 W.

Przy panelach fotowoltaicznych o mocy 150 W konieczne są akumulatory mające pojemność 80 Ah, które ładują się około 6,5 h.

Z kolei panel o mocy 265 W wymaga akumulatora o pojemności 110 Ah.

Zwiększanie mocy systemu wiąże się z koniecznością zakupu kolejnego akumulatora, aby system działał wydajnie.

FAQ

✓ Ile kosztują panele fotowoltaiczne?

Za 4 kW mocy systemu fotowoltaicznego trzeba będzie zapłacić 20-30 tys. zł. Ogniwa monokrystaliczne Solar Energy to wydatek 600-850 zł, LG 900-1200 zł, a Panasonic 1500-1800 zł. Ogniwa polikrystaliczne kosztują od 500 do 1500 zł. Ogniwa amorficzne można dostać za 90-130 zł za sztukę.

✓ Jaki system wybrać - on-grid, off-grid, czy hybrydowy?

System on-grid jest zdecydowanie najczęściej wybierane przez polskich inwestorów. Cały system składa się z paneli fotowoltaicznych, które są podłączone do inwertera, natomiast inwerter pozostaje podłączony do sieci elektrycznej domu. Off-grid to autonomiczny układ zamknięty niezależny od sieci publicznej, składający się z paneli, inwertera oraz akumulatorów. System hybrydowy jest zbudowany z paneli, akumulatora i inwertera hybrydowego podłączonego do sieci przemysłowej.

✓ Jak dobrać moc paneli fotowoltaicznych?

Panele fotowoltaiczne o mocy 30-50 W służą jedynie do zasilania tabletów, ładowarek bądź oświetlenia LED. Te o mocy 80-150 W można wykorzystać do oświetlenia LED i zasilania systemów działających z małą przetwornicą napięcia. Panele o mocy co najmniej 160 W są konieczne do systemu składającego się z oświetlenia LED, telewizora, laptopa i lodówki z kompresorem. Modele o mocy 520 W nadają się zasilania pompy wody czy domków letniskowych.

Komentarzy:

  1. System on-grid wyłącza się w przypadku zaniku napięcia w sieci , czy unikniemy tego montując inwerter hybrydowy + minimalny akumulator ?

    Odpowiedz
  2. Właśnie się zastanawiam nad założeniem takich paneli u siebie, znalazłem ciekawą oferte można sobie sprawdzić 😉

    Odpowiedz
    • Dobrej jakości akumulatory do zasilania paneli fotowoltaicznych można dostać u
      Wysoka jakość, trwałość i żywotność. Firma zajmuje się produkcją rozwiązań z zakresu magazynów energii, baterii, akumulatorów na wysoką skalę.

      Odpowiedz
    • Ja się na tym za dobrze nie znam, ale mój mąż jak montowaliśmy znalazł bardzo dobrą firme PV Projekt, wszystkim się zajęli, działają naprawdę profesjonalnie

      Odpowiedz

Komentarz