ABC paneli fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne są zbudowane z krzemu lub podobnych substancji służących do przechwytywania światła, by zamieniać je w prąd stały. Mają kształt prostokątów. Idealne położenie paneli fotowoltaicznych to takie, gdzie cała ich powierzchnia jest w jak najdłuższym czasie wyeksponowana na promieniowanie słoneczne.

Montaż paneli, jaki kąt?

Przy montażu warto uwzględnić fakt, iż w różnych porach roku słońce pada pod innym kątem. W Polsce optymalne nachylenie paneli to kąt pomiędzy 30 a 40 stopni. Takie właśnie nachylenie ma większość dachów dwuspadowych. Nie warto psuć architektury budynku, by dostosować kąt nachylenia dachu do paneli, bowiem spadek sprawności wcale nie jest zbyt duży przy innym kącie niż optymalny. Odchylenie nawet o kilkanaście stopni nie jest żadnym problemem. 

Wbrew obiegowej opinii można je montować także w pionie i zastępować panelami powierzchnie barierek balkonowych. Przy 90 stopniach dobre panele są w stanie odebrać ponad 70 proc. całkowitej energii. Przy 60 stopniach sprawność takiego panelu w porównaniu z maksymalnym wyniesie 90 proc. Niewiele osób zwraca uwagę na to, że panele ustawione pod większym kątem będą co prawda produkowały trochę mniej energii w lecie, ale za to zimą, kiedy słońce jest najniżej nad horyzontem ich sprawność wzrośnie, a często właśnie o tej porze roku zużywamy najwięcej energii. 

Nie jest prawdą, że panele działają tylko w dni słoneczne. Odbierają każdą cząstkę światła. Oczywiście im większe nasłonecznienie, tym lepiej, ale nawet w pochmurne dni potrafią wyprodukować sporo energii.

Rodzaje paneli fotowoltaicznych:

- monokrystaliczne: zbudowane z jednego kryształu krzemu, ich sprawność wynosi od 15 do 19 proc., najczęściej mają czarny kolor;

- polikrystaliczne: zbudowane z wielu kryształów krzemu, mają mniejszą sprawność od monokrystalicznych i wynosi ona od 14 do 16 proc., cechują się mniejszym spadkiem mocy przy wzrostach temperatur, są najpopularniejszą formą paneli dostępnych na rynku;

- amorficzne: zbudowane z krzemu niewykrystalizowanego. Są najtańsze na rynku, ale mają też najniższą sprawność i wynosi ona zaledwie 6 do 10 proc.;

- CdTe - zbudowane z półprzewodnika tellurku kadmu, charakteryzują się czerwonym kolorem, mają sprawność od 10 do 12 proc. i są bardzo cienkie;

- CIGS - zbudowane z miedzi, indu, galu i selenu, równie cienkie jak panele CdTe, czasem o grubości zaledwie kilku milimetrów, mają standardowo sprawność na poziomie od 12 do 14 proc.

Ile to kosztuje? 

Wszystko zależy od tego czy chcecie traktować fotowoltaikę, jako sposób na obniżenie rachunków, czy też chcecie prawie w całości uniezależnić się od zewnętrznego prądu.

Aby o tym zdecydować, warto zapoznać się z modelami użytkowania energii elektrycznej. W Europie panuje model wspólnego pobierania energii zarówno z paneli, jak i z zewnętrznego źródła. W Polsce program ten nazywa się "Prosument". Jest to skrót od słów Konsument i Producent. Jesteśmy więc równocześnie zarówno konsumentem, jak i producentem. To znaczy, że nasza sieć wewnętrzna jest na stałe podpięta do zewnętrznej sieci. W momencie, kiedy produkujemy prądu za dużo, jest on odprowadzany na zewnątrz, jeżeli za mało pobieramy go z sieci zewnętrznej. Jeśli więc zużyjemy 5 tysięcy kWh prądu a wyprodukujemy np. 4 tysiące, zapłacimy jedynie za różnicę, czyli za tysiąc kilowatogodzin. Do tego doliczyć trzeba symboliczną opłatę za obsługę rozliczeń, która wynosi nie więcej niż kilka złotych w zależności od operatora, z którym mamy umowę na dostawę prądu. 

Klasyczny panel krzemowy polikrystaliczny, a takie są w większości montowane ze względu na sprawność i cenę składa się z 60 lub 72 ogniw i ma średnie wymiary 1 metr na 1,7 w zależności od producenta. Taki jeden panel dobrze wyeksponowany na południe może wyprodukować rocznie około 250 kWh. Średnie zużycie dla domu jednorodzinnego to około 2 500 kWh do 3 500 Kwh. To oznacza, że takich paneli powinniśmy mieć kilkanaście, by w całości zaspokajać zapotrzebowanie na prąd. Wiele zależy jednak od naszych przyzwyczajeń i skłonności do oszczędzania.

Pojedynczy panel to koszt około 700 zł, przy 16 panelach, czyli optymalnej liczbie zapewniającej całkowite zapotrzebowanie na prąd dla zwracającej uwagę na energooszczędność rodziny to koszt 11 200 zł. Do tego dochodzi inwerter, bez którego instalacja nie będzie pracować. W zależności od producenta kosztuje od 3 do 5 tys. zł. Inwerter jest konieczny, jest to bowiem urządzenie, które zamienia produkowany w panelach prąd stały, na prąd zmienny, taki jaki jest w naszych gniazdkach. Panele trzeba na czymś przymocować i podłączyć okablowaniem. Wraz z robocizną jest to rząd wielkości około 5 tys. zł. Całość instalacji wyniesie więc mniej więcej 20 tys. zł.

Jak szybko zwróci się inwestycja?

Jeśli zużywamy rocznie 3 tysiące kWh to przy cenie 0,6 zł za 1 kWh, nasze roczne wydatki za prąd wyniosą 1800 zł. Okres zwrotu inwestycji to nieco ponad 11 lat. Pamiętajmy też, że ogniwa mają określoną żywotność. Szacuje się, że po około 12 latach sprawność systemu wyniesie 90 proc., po 25 latach 80 proc. To znaczy, że następne kilkanaście lat po zwrocie inwestycji możemy cieszyć się darmowym prądem. 

W sprzedaży jest teraz coraz więcej coraz tańszych ogniw, ostatnio na rynek wprowadzono mini instalacje wspomagające odzyskiwanie prądu. Kompletna instalacja składająca się z dwóch paneli wraz z inwerterem, dokumentacją do elektrowni i systemami mocującymi kosztuje niewiele ponad 3 tysiące złotych. Panele słoneczne ma w swojej ofercie nawet znany sklep meblarski.

Fotowoltaika - fakty i mity

W Polsce jest za zimno i zbyt mało światła - to nieprawda, w leżących na podobnej wysokości geograficznej Niemczech czy Austrii panele są bardzo powszechne. Czynnikiem ograniczającym jest raczej konieczność jednorazowego dużego wydatku, który zwraca się dopiero po kilku lub kilkunastu latach, dlatego w niektórych gminach stosowane są systemy dopłat do instalacji fotowoltaicznych. Takie programy będą coraz bardziej powszechne, choćby z powodu zagrożenia smogiem i zaleceniami dotyczącymi ochrony środowiska.

Panele pracują tylko wtedy kiedy świeci mocne słońce - kolejny fałsz, panele odbierają fotony, a nie promienie słoneczne, pracują więc także wtedy kiedy jest ono za chmurami lub jest mniej intensywne. Co więcej, optymalna temperatura dla paneli to nie więcej niż 25 stopni (dotyczy paneli krzemowych). Powyżej tej temperatury obserwowany jest spadek mocy.

Panele muszą być ułożone centralnie na południe pod kątem 30 stopni - nie muszą, wtedy jednak pracują z mniejszą sprawnością. Odchylenie o kilka stopni nie zrobi tu żadnej różnicy. Jeśli będziemy je montować np. na linii wschód - południe, spadek sprawności będzie najwyżej kilkunastoprocentowy.

Jeśli damy dużo paneli, to nie musimy podłączać się do elektrowni - musimy, jeśli tego nie zrobimy i chcemy się całkowicie uniezależnić od zewnętrznych źródeł zasilania, powinniśmy zainstalować potężne akumulatory, które będą musiały cały czas gromadzić energię. W dzisiejszych relacjach cenowych jest to zupełnie nieopłacalne.

Materiał ukazał się pierwotnie na serwisie deccoria.pl