Energetyczna opalenizna, czyli jak dobrać instalację fotowoltaiczną

Fotowoltaika to dziś – nomen omen – temat bardzo elektryzujący. O tym, jak powinna wyglądać taka instalacja, na co zwrócić uwagę w rozmowach z przedstawicielem zakładającej ją firmy i czy to się w ogóle opłaca, rozmawiamy z Jackiem Niżyńskim, Dyrektorem Oddziału TIM w Zielonej Górze, a prywatnie miłośnikiem wszystkiego, co jest związane z odnawialnymi źródłami energii.

Mariusz Borowy: Jacek, wiem, że użytkujesz instalację fotowoltaiczną. Mam podobne plany, powiedz mi więc jak dobrałeś instalację i jak w ogóle oceniasz tę inwestycję?

Jacek Niżyński: To może zacznijmy od twojego drugiego pytania. Na pełną ocenę instalacji przyjdzie jeszcze czas, ale w tym momencie jestem z niej bardzo zadowolony. Mam ją stosunkowo krótko, więc nie dysponuję jeszcze danymi z całego roku, już teraz widzę jednak, że spełnia ona moje oczekiwania, pomimo mało słonecznej wiosny uzyski energii są takie, jakie przewidywałem używając specjalistycznego programu. Natomiast jeśli chodzi o rodzaj instalacji, to jest ona oczywiście typu on-grid, czyli podłączona do sieci elektroenergetycznej. Nie posiadam więc własnego magazynu energii. Moja instalacja składa się z paneli fotowoltaicznych, konstrukcji do ich zamocowania, rozdzielnicy po stronie DC, zawierającej ograniczniki przepięć, inwertera. To urządzenie mylnie nazywane czasem falownikiem, które zamienia prąd stały produkowany w generatorach na prąd zmienny jaki służy nam do zasilania sprzętów domowych.

Czemu wybrałeś ten rodzaj instalacji?

To tańsze i wygodniejsze niż rozwiązania off-grid, pozwalające na magazynowanie energii we własnym zakresie. Moja instalacja jest połączona z siecią energetyczną i do niej przesyła nadwyżki wyprodukowanej w danym momencie energii. Dzięki specjalnej umowie z zakładem energetycznym i tzw. licznikowi dwukierunkowemu system energetyczny kraju spełnia funkcję czegoś w rodzaju mojego akumulatora. Bo gdy wydajność paneli spada z powodu pory dnia czy roku, mogę przesłany prąd odzyskać. No i gdyby produkcja paneli okazała się niewystarczająca dla mnie, za resztę zużytego prądu po prostu dopłacę dystrybutorowi energii. To zdecydowanie lepsze niż zostać bez napięcia w sieci i dlatego niemal wszystkie instalacje powstające obecnie w Polsce są tego typu.

Brzmi to świetnie, ale czy nie ma tu żadnego haczyka?

Cóż, są nawet dwa, z tym że stosunkowo niegroźne. Pierwszy polega na tym, że odzyskać mogę tylko 80 proc. przesłanej do sieci energii. Ten problem dość łatwo obejść, zakładając odpowiednio powiększoną instalację i zużywając jak najwięcej energii w czasie, gdy pracują panele. Drugi haczyk jest nieco bardziej skomplikowany i w niektórych sytuacjach trudniejszy do pokonania. Otóż, by przesłać prąd do sieci, czyli niejako „pod prąd”, inwerter musi podbić napięcie powyżej tego, które w niej panuje, najczęściej o około 3V. To dla niego żaden problem, ale jeśli w danej lokalizacji jest kilka instalacji PV podłączonych pod jedną linię zasilającą, to wówczas zaczyna się swoisty wyścig inwerterów i napięcie jest często podnoszone do wielkości granicznej, która, jak się orientuję, wynosi 253V. Wówczas inwerter się wyłączy i rozpocznie prace dopiero gdy napięcie w sieci odpowiednio spadnie. W taki sposób możemy stracić  znaczną część produkowanej energii. To coraz częstszy problem. Oczywiście dystrybutor może obniżyć wyjściowe napięcie na transformatorze, ale tu może powstać problem zbyt niskiego napięcia w sieci, w szczególności w nocy oraz zimą, kiedy zużywamy najwięcej energii elektrycznej. Częściowym lekarstwem na problem zbyt wysokiego napięcia w sieci są magazyny energii (niestety jeszcze zbyt drogie) lub zużywanie jej jak najwięcej na własne potrzeby, czyli tzw. autokonsumpcja.

Jak można temu zaradzić?

Najlepiej sprawdzić już na etapie zamawiania instalacji, z jakimi napięciami mamy do czynienia w naszej instalacji elektrycznej. Zawsze też możemy złożyć reklamację w zakładzie energetycznym. Ich technicy mają pewne możliwości poprawienia sytuacji. W najgorszym razie może się okazać, że jesteśmy skazani na częste wyłączenia instalacji lub zainwestowanie w magazyn energii. Na szczęście tego rodzaju problemy są stosunkowo rzadkie.

A jak dobrać moc paneli fotowoltaicznych, by przyniosły nam jak największe korzyści?

Najpierw musimy ustalić nasze aktualne zapotrzebowanie na energię elektryczną. Najłatwiej zrobić to przeglądając rachunki za prąd z ostatniego roku. Następnie analizujemy, jakie jeszcze chcielibyśmy urządzenia podłączyć w przyszłości, oraz określamy ich zapotrzebowanie na energię. Liczba, którą uzyskamy, to nasze przyszłe potrzeby. Teraz należy ją podnieść o 20 proc. - to część energii, jaką musimy zostawić w zakładzie energetycznym. Otrzymany wynik to ilość energii, jaką będzie musiała nam dostarczyć nasza instalacja w ciągu roku. Jednak to nie koniec obliczeń mocy instalacji fotowoltaicznej, bo musimy jeszcze uwzględnić spadek jej wydajności na przestrzeni lat. Wynosi on około 1,5 proc. w pierwszym roku pracy i 0,5 proc. w każdym kolejnym. Bezpiecznie będzie przyjąć, że po 20 latach - a to wydaje się sensownym okresem dla obliczeń -  ten spadek wyniesie około 12-20 proc. I o tyle musimy podnieść obliczaną dziś wielkość instalacji.

Dodatkowo bierzemy pod uwagę usytuowanie instalacji względem stron świata. Najbardziej wydajną instalacją będzie ta skierowana na południe lub nieznacznie odchylona od południa. Na to, jak usytuowany jest względem południa nasz dach, nie mamy już wpływu, więc musimy sobie poradzić z tym, co jest, albo wybudować instalację na gruncie. Instalacja wschodnia lub zachodnia to mniejsze uzyski nawet o 16-20% w odniesieniu do południowej. Tutaj nieznaczną rolę odgrywa jeszcze kąt nachylenia, Reszta jest już prosta. Średnie nasłonecznienie w naszym kraju pozwala na uzyskanie od około 950kWh energii do około 1050 kWh. Dla łatwiejszych wyliczeń przyjmujemy, że nowa instalacja skierowana na południe i zamontowana pod optymalnym kątem, wyprodukuje nam 1000 kWh czyli 1MWh energii elektrycznej z jednego zainstalowanego kWp. Czyli instalacja o mocy 5,6 kWp wyprodukuje w ciągu roku około 5600 kWh.

Średnia stosowana obecnie moc jednego panela ciągle rośnie i wynosi od 330Wp do nawet 470Wp. Możemy więc szybko policzyć, że na 1 kWp potrzebujemy około 3 modułów fotowoltaicznych. 
Przeciętna sprawność dzisiejszych modułów wynosi między 19 a 21% oznacza to że przy promieniowaniu słonecznym o mocy 1000Wm2, moduł będzie produkował około 200W energii elektrycznej z 1m2. 1000Wm2 to w dużym uproszczeniu laboratoryjne warunki, w których testuje się moduły, i na tej podstawie określa ich moc. Pamiętajmy, że instalacja to nie apteka, a nasłonecznienie w poszczególnych latach może się różnić nawet o kilkanaście procent. Na ilość uzyskanej energii ma wpływ również zanieczyszczenie paneli, możliwe zacienienie, a przede wszystkim jakość urządzeń, zastosowana technologia, jak i jakość montażu.

Na co jeszcze warto zwrócić uwagę przy zakupie instalacji?

Jeśli mamy do dyspozycji prosty, dobrze wyeksponowany na południe dach, nie zacieniany w żadnym miejscu przez cały rok, lub takie miejsce gdzieś na działce, to właściwie nie musimy przejmować niczym, poza dobraniem odpowiedniej wielkości instalacji. Jeśli jednak będzie ona - nawet jej niewielka część - w którymś momencie zasłaniana przed słońcem, to warto zadbać o dobór instalacji fotowoltaicznej w odpowiedniej technologii, która  ograniczy wynikające z tego straty.

Rozumiem, że nie chodzi o jakiś mały wywietrznik na dachu czy rzucającą cień pojedynczą gałąź, ale o większe obiekty?

Zdecydowanie chodzi mi o każdy cień, padający na panele, który może je zasłaniać przez dłuższy czas. Oczywiście, budując instalację, w miarę możliwości powinniśmy unikać możliwości zacienienia powierzchni modułów.

Ale przecież te kilka procent zacienionej powierzchni to będą jakieś grosze w utraconej energii...

Otóż niekoniecznie. W pewnym uproszczeniu można przyjąć, że instalacja PV jest  tak wydajna, jak najsłabsze pracujące w niej w danym momencie ogniwo. Jeśli więc gdzieś pada cień, to pracuje ona tak, jakby cała była zacieniona. Rozwiązaniem tego problemu jest dzielenie instalacji na pojedyncze stringi, czyli rzędy czy grupy paneli, podłączane osobno do inwertera. Wtedy ewentualny cień albo niższa ekspozycja na światło obniży wydajność tylko części paneli. Jeszcze lepszym rozwiązaniem są mikroinwentery obsługujące osobno każdy z paneli. To rozwiązanie szczególnie przydatne gdy musimy położyć instalację na bardzo skomplikowanym dachu o wielu płaszczyznach.

Jakie warunki musi spełniać dach, by instalacja pracowała optymalnie?

Powinien być zwrócony na południe i mieć ok 30-40 proc nachylenia. Ale warto zaznaczyć, że jeśli nie mamy takich możliwości, to nie oznacza, że nie warto inwestować w panele. Po prostu poniesione koszty będą się nieco dłużej zwracały.

No właśnie, porozmawiajmy o pieniądzach. Kiedy taki wydatek ma szansę się zwrócić?

Z obserwacji moich klientów wnioskuję, że czas zwrotu inwestycji w instalację PV wynosi od 6 do 10 lat. Zależy to od jej wielkości, ceny wykonania, zużycia energii i wzrostu zapotrzebowania na nią. Bo prawda jest taka, że mając dostęp do tańszego prądu, zaczynamy potrzebować go coraz więcej. Ja sam po uruchomieniu fotowoltaiki zdążyłem dołożyć już elektryczny grzejnik w łazience. Obliczając opłacalność takiej inwestycji, warto też wziąć pod uwagę, że ceny energii elektrycznej rosną i będą rosły, a raz zakupiona instalacja będzie go produkowała przez kilkadziesiąt lat, wciąż za darmo.

Co jeszcze doradziłbyś komuś, kto przymierza się do wejścia w fotowoltaikę?

Pośpiech. Bo niestety na horyzoncie czają się ciemne chmury niekorzystnych zmian ustawowych.

Brzmi nieciekawie, możesz to przybliżyć?

Cóż, to na razie projekty ustaw, więc trudno tu o pewność i jasność, ale z dotychczasowych publikacji wynika, że od 2022 roku zmienią się warunki zawieranych przez zakłady energetyczne umów z właścicielami instalacji fotowoltaicznych. Zamiast obecnego mechanizmu netmeteringu, polegającego na oddawaniu im 20 proc. energii, czyli pewnego rodzaju opłaty wnoszonej w naturze, wprowadzony zostanie system kupna-sprzedaży. Problem w tym, że nasz prąd ze słońca sprzedawać będziemy w cenach hurtowych, a kupować będziemy w detalu. Dziś hurtowa cena sprzedaży energii elektrycznej  to około 39% ceny  kupna energii w detalu. Można więc powiedzieć, że koszty wykorzystywania sieci energetycznej w roli magazynu energii wzrosną praktycznie dwukrotnie. Wstępne wyliczenia mówią, że właściciel średniej wielkości instalacji, która dziś ma ok 5.6 kWp wychodzący obecnie na zero w rozliczeniach z dostawcą prądu, według nowych zasad dopłacałby około 1 tys. zł rocznie. Dlatego warto się sprężyć i dopiąć budowę instalacji oraz podpisanie umowy jeszcze w tym roku.

Rozmawialiśmy sporo o kwestiach technicznych, jak natomiast wygląda to od strony formalnej? Dużo jest tu biurokracji do pokonania?

Nie, to praktycznie błahostka. Składa się prosty wniosek o  montaż dwukierunkowego licznika, na co zakład energetyczny ma 30 dni, a następnie występuje o podpisanie tzw. umowy prosumenckiej, i gotowe. Zresztą w tych formalnościach z pewnością pomoże firma która instaluje nam elektrownię. Dodatkowo mogliśmy skorzystać z programów wsparcia, jak Mój Prąd czy skorzystanie z ulgi termomodernizacyjnej. Lokalnie występują również gminne programy dofinansowania.

Powiem szczerze, mocno zwiększyłeś moje zainteresowanie tematem PV. A jak oceniasz bezpieczeństwo takich instalacji? Sporo się ostatnio mówi o ich pożarach.

Wykonana zgodnie z przepisami instalacja jest bezpieczna. Dla elektryka nie jest to żadna magia czy wiedza tajemna i nie ma tu wielu możliwości popełnienia błędu. W końcu mamy prąd w domach od stu lat i nic się nie dzieje. Pamiętajmy, że najniższa cena może wiązać się z użyciem materiałów niższej jakości. Tu nie warto oszczędzać. Warto sprawdzić, jak długo działa firma instalująca, czy mają dobre opinie, czy wykonują pomiar uziemienia i  czy montowali u kogoś znajomego, to zawsze da właściwy obraz.

No dobrze, a skąd te pożary?

Myślę, że to typowe „fakty medialne”. Instalacje są wciąż nowinką, dla wielu osób nieco tajemniczą. O ile więc pożar domu – a te przecież zdarzają się z różnych przyczyn - nie przyciąga dziś uwagi nikogo poza właścicielem, strażakami i sąsiadami, to gdy na dachu znajdują się panele, sprawa staje się medialna. Stąd te doniesienia.

Teraz to już na przekonałeś mnie całkowicie. Poradź mi tylko na co zwrócić uwagę w rozmowie z przedstawicielem firmy, która będzie zakładała moją instalację?

Dopilnuj, żeby była ona dostosowana do twoich przyszłych potrzeb, poproś go o ocenę miejsca gdzie ma być położona oraz o dobór inwertera dopasowanego do warunków pracy instalacji. Możesz go też poprosić o zrobienie pomiarów sieci i ocenę, czy inwerter nie będzie się wyłączał z powodu zbyt wysokiego napięcia. Dopytaj również o warunki gwarancji, serwis i wsparcie oraz przegląd instalacji.

Dziękuję za rozmowę i rady. Życz mi powodzenia.

Nie potrzebujesz go. Fotowoltaika to nie loteria. Wygrywa każdy.