Bezpłatna wycena 579 990 495

Jak odpowiednio dopasować moc instalacji do zużycia energii?

Najczęściej zadawane pytanie przez osoby zainteresowane instalacją fotowoltaiczną brzmi „Jaka powinna być moc instalacji fotowoltaicznej?” Postaramy się odpowiedzieć na to pytanie w poniższym artykule.

Szeroki wachlarz dostępnych na rynku paneli fotowoltaicznych jest namacalną oznaką rosnącego zainteresowania fotowoltaiką. Coraz większa liczba oferowanych modeli, pozwala przyszłym prosumentom wybrać najbardziej optymalny wariant sprzętu w jak najlepszej cenie. 

Liczni producenci technologii, z Chin, Japonii, czy USA, konkurują o klienta zarówno ceną, jak i jakością sprzedawanych urządzeń. Te jednak mogą nieco różnić się między sobą specyfikacją. 

Ważna jest też ilość paneli fotowoltaicznych połączonych we wspólny układ. Zespół modułów fotowoltaicznych przygotowany do zasilania magazynów przemysłowych, nie będzie opłacalnym przedsięwzięciem w znacznie skromniejszych, przydomowych warunkach. 

Kombinacja paneli fotowoltaicznych dobranych dla domku na działce, może okazać się niewystarczającym rozwiązaniem dla kompleksu biurowego. Decydując się na samodzielne wytwarzanie „zielonej” energii, w każdym przypadku należy uwzględnić moc mikroinstalacji oraz porównać ją z oczekiwaną przez nas skalą produkcji prądu.

Ile energii zużywasz obecnie?

Aby prawidłowo dobrać charakterystykę paneli fotowoltaicznych do potrzeb gospodarstwa domowego, musimy najpierw zidentyfikować wielkość tych potrzeb. W tym celu najprościej prześledzić wskazania licznika w wybranym okresie czasu, albo też sięgnąć po ostatnie rachunki za tradycyjną energię elektryczną. 

W rubryce „energia czynna” znajdziemy informację o ilości kilowatogodzin zużytych w danym okresie rozliczeniowym. Przykładowo, jeżeli odczytamy tu kwotę 900 kWh za okres 6 miesięcy, wówczas miesięczny wymiar konsumpcji energii wynosi 900/6, czyli ok. 150 kWh w ciągu jednego miesiąca. 

Jako punkt odniesienia warto tu przytoczyć dane statystyczne, wg których czteroosobowa rodzina o średniej skali potrzeb, zużywa w ciągu roku do 2500 kWh rocznie, czyli nieco ponad 200 kWh energii miesięcznie. Co ciekawe, w Ameryce, gdzie niemal każde mieszkanie jest zaopatrzone w system energochłonnej klimatyzacji, średnie miesięczne zużycie energii to aż 900 kWh.

Zapotrzebowanie miesięczne odniesiemy teraz do pojedynczego dnia. Gdy podzielimy 150 kWh energii konsumowanej w skali miesiąca na 30 dni, otrzymamy wynik ok. 5 kWh na dzień

Mając na dachu panele słoneczne, oczekujemy, że będą one pokrywać całość dziennego popytu na energię, wyrażonego obliczoną właśnie wartością. Żyjemy jednak w nieidealnym świecie i stąd warto mieć na względzie, że sprzęt nie pracuje przez cały czas ze 100% wydajnością. 

Przelotne zachmurzenie i zmienne warunki atmosferyczne mogą uniemożliwić otrzymanie perfekcyjnej efektywności w całym czasie trwania każdej „słonecznej” godziny. Szczególnie gdy mieszkamy nad Wisłą, a nie w bezchmurnej Kalifornii. 

Myśląc o inwestycji w fotowoltaikę, warto więc powiększyć teoretyczną skalę dziennego zapotrzebowania na energię o bufor dodatkowych 25%.

Uzyskamy wówczas wynik: 

5 kWh + (25% · 5 kWh) = ok. 6.25 kWh dziennie, czyli 6250 Watt·h / 24 h. Tyle potrzeba nam wyprodukowanej energii w okresie całej doby, co przekłada się na wynik ok. 260 Watt·h na jedną godzinę. 

Znamy już popyt gospodarstwa domowego. Teraz czas obliczyć niezbędną podaż, realizowaną za udziałem paneli fotowoltaicznych. Średnia liczba godzin słonecznych w ciągu doby, liczona dla stacji pomiarowej Warszawa-Okęcie w okresie styczeń 2000 – grudzień 2019 wynosi 6,7 godz. 

W fotowoltaice operuje się jednak terminem „peak sun hours”, a więc liczy się tylko te godziny, gdy nasłonecznienie jest maksymalne. Dopiero w takich warunkach panele słoneczne pracują blisko swoich szczytowych możliwości. 

Załóżmy więc, że spośród 6,7 godzin, 4 z nich sprzyjają efektywnej pracy sprzętu. Instalacja fotowoltaiczna, aby zaspokoić dzienny popyt na energię, powinna wyprodukować 6250 Watt·h energii w ciągu 4 godzin. W ciągu każdej godziny będzie to ok. 1562 Watt·h. Taką energię musi dostarczyć mikroinstalacja w słoneczny dzień, aby pokryć dzienną porcję zapotrzebowania na energię. 

Rozliczając się z operatorem w systemie opustów, prosument korzystający z mikroinstalacji o mocy do 10 kW, „traci” 20% wytworzonej energii na rzecz spółki energetycznej. Aby nie być w przyszłości stratnym, już na etapie planowania należy doliczyć tę porcję energii do produkowanej puli. 

1562 Watt·h + (20% · 1562 Watt·h) = 1874 Watt·h = 1.9 kWh

Powyższy wynik jest wartością mocy, jaką spodziewalibyśmy się otrzymać każdego dnia, by móc na bieżąco pokrywać całość dziennego zapotrzebowania na energię, a jej nadwyżki bez przeszkód magazynować u operatora sieci.

Na koniec warto jeszcze przemyśleć, czy panele fotowoltaiczne będą nam służyć wyłącznie jako generator prądu do zasilania urządzeń domowych, czy też wykorzystamy je również jako źródło ciepła. 

W drugim przypadku, musimy oszacować swoje potrzeby energetyczne z uwzględnieniem całkowitej energii poświęcanej dotychczas na podgrzanie wody czy centralne ogrzewanie. 

Całościowe zaopatrzenie gospodarstwa domowego w „zieloną” energię będzie wymagać większej instalacji. W takim przypadku mówimy o mocy rzędu 5 kW i wzwyż. Koszt instalacji 5,27 kW to ok. 25 tys. zł.

Mikroinstalacja składa się z pewnej ilości paneli, których praca sumuje się. W kolejnym kroku obliczymy ile paneli jest nam potrzebnych do zaspokojenia dziennego popytu naszego gospodarstwa domowego na energię.

panele fotowoltaiczne

Instalacja paneli słonecznych

Najważniejszym parametrem różniącym od siebie poszczególne modele paneli słonecznych jest ich moc. Pojedynczy panel dedykowany instalacji przydomowej, charakteryzuje się mocą, która mieści się zwykle w przedziale od 150 Watt do 370 Watt.

Dziesięć najpopularniejszych paneli solarnych 2020 roku wykazuje moc z przedziału 285 Watt – 360 Watt. Wartość mocy jest pochodną rozmiaru panelu oraz sprawności, z jaką pracują jego ogniwa. Przyjmując moc pojedynczego panelu na poziomie 320 Watt, otrzymamy:

1874 Watt·h ÷ 320 Watt = 5,9.

Jeżeli więc nasze miesięczne zapotrzebowanie na energię wynosi, tak jak przyjmowaliśmy na samym początku, 150 kWh, wówczas będziemy musieli zamontować na dachu instalację fotowoltaiczną złożoną z 6 paneli. Jeśli każdy z nich będzie mocy 320 Watt, otrzymamy instalację o łącznej mocy 6 · 320 Watt = 1,9 kW. 

Przed instalacją paneli słonecznych na dachu należy jeszcze sprawdzić, czy mamy na to wystarczająco dużo miejsca. Minimalna moc instalacji fotowoltaicznej dla domu jednorodzinnego to 3,5 kW. W takim przypadku należy wygospodarować powierzchnię ok. 24 m2. Jest ona odpowiednio większa wraz ze wzrostem mocy szczytowej systemu (co na ogół wynika z większej ilości paneli pracujących w ramach mikroinstalacji).

Wymiary jednego panelu to zwykle ok. 100 cm szerokości na 170 cm długości. Gdyby przestrzeń na dachu okazała się zbyt mała aby pomieścić całą instalację PV, możemy rozważyć zakup mniejszej ilości paneli, ale za to o większej mocy szczytowej. O różnych typach ogniw, które różnią się wydajnością pracy, pisaliśmy w jednym z poprzednich artykułów.

Ostatecznie, możliwe jest ulokowanie mikroinstalacji obok domu. Do niedawna wiązałoby się to z większym podatkiem VAT na poziomie 23%. Teraz jednak, po ujednoliceniu prawa w tym zakresie, każda instalacja, bez względu na lokalizację, objęta jest podatkiem rzędu 8%.

stawka Vat

Konsekwencje dokonanego wyboru mocy instalacji 

Przy doborze mocy paneli fotowoltaicznych mamy dużą swobodę, którą ograniczają jedynie kwestie dostępnej przestrzeni oraz naszych możliwości finansowych. Jeżeli zdecydujemy się na mikroinstalację o mocy, która pokryje jedynie część potrzeb gospodarstwa domowego, przyjdzie nam posiłkować się tradycyjnym prądem, pobieranym od operatora wg standardowego cennika. 

Mniej pieniędzy zainwestujemy w sprzęt i montaż, ale comiesięczne rachunki nie spadną do zera. W tym scenariuszu, największy problem napotykają użytkownicy nie podłączeni do sieci, magazynujący energię lokalnie z użyciem własnych akumulatorów. 

Wyczerpanie puli „zielonej” energii oznaczać będzie dla nich konieczność zamrożenia swoich potrzeb energetycznych do czasu kolejnej tury ładowania. System „off-grid” jest jednak mniej praktykowany i ma zastosowanie głównie w przypadku np. domków letniskowych, nieco odciętych od cywilizacji. 

Kupując mniejszą instalację, warto zaopatrzyć się w falownik trójfazowy o możliwie dużej mocy. Wówczas zostawiamy sobie możliwość dalszej rozbudowy sieci, bez konieczności kupowania nowego inwertera, którego cena stanowi nawet 20 % całego kosztu inwestycji w fotowoltaikę.

Poza tym, “podkręcony” inwerter pozwala uzyskać większą moc instalacji fotowoltaicznej nawet przy nieco gorszym stopniu nasłonecznienia. Nie zaleca się jednak przekraczania poziomu 135 % mocy trójfazowej sieci prądu przemiennego. Może to przynieść skutki odwrotne do pożądanych, w postaci utraty części energii i skrócenia żywotności falownika. 

Przesada w drugą stronę i zakup instalacji o mocy, która przewyższa nasze potrzeby jest nieco większym błędem. Nie tylko zainwestujemy więcej pieniędzy w mikroinstalację, ale też nie będziemy w stanie skonsumować sporej ilości wytworzonej przez nią energii. Pozostanie nam odsyłanie nadwyżek do operatora, który z odprowadzonej puli zatrzyma dla siebie 20%. Tym samym, stracimy i pieniądze i część energii.

Jak oceniasz nasz artykuł?

Kliknij gwiazdkę aby ocenić!

Średnia ocena 3.5 / 5. Liczba ocen: 4

Na razie brak głosów. Bądź pierwszy!