Archiwum kategorii: Fotowoltaika

Konstrukcja wsporcza instalacji fotowoltacznej

Konstrukcja wsporcza do której przymocowane są moduły fotowoltaiczne powinna być obliczona na okres pracy conajmniej 20 lat, czyli porównywalnie do okresu pracy instalacji fotowoltaicznej.

Konstrukcja wsporcza instalacji fotowoltacznej

Dlatego konstrukcję wsporczą wykonuję się najczęściej z dwóch rodzajów materiałów : stal nierdzewna lub aluminium. Często te dwa materiały stosowane są zamiennie lub część konstrukcji wykonana jest z aluminium, a część ze stali nierdzewnej.

Rodzaj konstrukcji uzależniony jest od następujących czynników:
warunki atmosferyczne (w przypadku wystąpienia zwiększonego ryzyka wystąpienia opadów śniegu, musi być zwiększona liczba haków mocujących),
miejsce zabudowy (dach płaski, dach skośny, teren otwarty, fasada),
wymagania budowlane (związane z wytrzymałością budynku lub miejsca posadowienia konstrukcji).

Jednym z istotniejszych elementów który należy wziąć pod uwagę przy planowaniu konstrukcji wsporczej pod instalację fotowoltaiczną jest jej obciążalność na wiatr. Dotyczy ona wszystkich rodzajów konstrukcji wsporczej (szkody związane z działaniem niekorzystnych czynników atmosferycznych, w tym związanych z działaniem wiatru, należą do jednych z najczęściej występujących w praktyce). Przy planowaniu instalacji dachowej najczęściej wykonuje się je w odległości ok. 0,3 – 0,5 m od krawędzi dachu z uwagi na występowanie na krawędzi dachu największych obciążeń mechanicznych związanych z wiatrem.

Konstrukcja wsporcza instalacji fotowoltacznej

Następnym elementem który warto wziąć pod uwagę przy montażu modułów do konstrukcji wsporczej są wymagania producenta modułów w zakresie montażu, a w szczególności siły dokręcania uchwytów montażowych (zbyt mocne i nierównomierne dokręcenie uchwytów z czasem może wywołać powstanie wad wewnętrznych modułów, które w późniejszym czasie będą wpływały na spadek wydajności instalacji fotowoltaicznej).

Równie istotnym elementem jest sposób montowania konstrukcji wsporczej do powierzchni dachu. W szczególności warto zwrócić uwagę na montaż instalacji fotowoltaicznej na dachach płaskich, kiedy to z uwagi na stosowanie kotew istnieje podwyższone ryzyko uszkodzenia powierzchni dachu (utrata jego szczelności). W przypadku dachów płaskich można uniknąć kotwienia konstrukcji wsporczej do dachu przez zastosowanie obciążników (bloków betonowych, żużlu, gresu lub obciążników wykonanych z tworzyw sztucznych) – wymagana jest podwyższona obciążalność dachu (śnieg, konstrukcja wsporcza oraz obciążniki). Przeprowadzenie obliczeń statycznych obciążalności dachów płaskich jest praktycznie niezbędne dla zapewnienia bezpieczeństwa użytkowania takiej instalacji fotowoltaicznej.

Przy wyborze konstrukcji wsporczej warto zwrócić uwagę na sposób jej mocowania do modułów fotowoltaicznych (nie każda konstrukcja wsporcza pasuje do każdego modułu fotowoltaicznego, dlatego aby uniknąć konieczności wykonania poprawek konstrukcji warto mieć ten element na uwadze).

Kolejnym punktem na który należy zwrócić uwagę przy planowaniu instalacji fotowoltaicznej jest wpływ wzrostu temperatury instalacji na warunki jej pracy, w szczególności:
wzajemne rozmieszczenie modułów umożliwiające kompensację zmian długości ram wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury,
właściwe chłodzenie modułów fotowoltaicznych (element bardzo istotny szczególnie w słoneczne i gorące dni),
właściwa izolacja termiczna powierzchni montażu (w przypadku integracji instalacji fotowoltaicznej z budynkiem).

Równie istotnym i ważnym elementem jest kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej, który ma istotne znaczenie zimą kiedy chcielibyśmy uzyskać efekt samooczyszczenia instalacji (min. kat nachylenia konstrukcji fotoltaicznej wynosi 20 stopni). Z drugiej strony kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej wpływa również na uzyskiwane wydajności instalacji fotowoltaicznej.

Prawidłowy montaż instalacji fotowoltaicznej jest podstawowym warunkiem jej bezawaryjnej i długoletniej pracy. Można zaryzykować stwierdzenie, że co najmniej 50 % sukcesu to prawidłowy montaż instalacji fotowoltaicznej i dlatego warto i należy zwrócić uwagę na to, kto te prace dla nas wykonuje (referencje, certyfikaty).

Konstrukcja wsporcza instalacji fotowoltacznej

Termomodernizacja

W zależności od rocznego poziomu zapotrzebowania na ciepło można wyróżnić następujące klasy energetyczne budynków:
dom tradycyjny – zapotrzebowanie 90-120 kWh/m2,
dom niskoenergetyczny – zapotrzebowanie 30 – 60 kWh/m2,
dom pasywny – zapotrzebowanie poniżej 15 kWh/m2.

W przypadku typowego budynku mieszkalnego o powierzchni 100 m2 (współczynnik przewodności ścian, dachu i piwnicy ok. 0.7 W/m2K) i posiadającego zapotrzebowanie na ciepło na poziomie 120 k Wh/m2 jego największe straty ciepła obejmują:

Termomodernizacja

Chcąc ogrzać taki typowy budynek mieszkalny będziemy potrzebowali wytworzyć co najmniej 14,2 MWh energii w ciągu roku (straty energii cieplnej ok. 16,5 MWh oraz uzysk energii wewnętrznej (mieszkańcy, urządzania gospodarstwadomowego) i zewnętrznej (słońce) ok. 2,25 MWh), co pociągnie za sobą następujące koszty:
ogrzewanie energią elektryczną (cena ok. 0,28 PLN/kWh) – 3.990 PLN (koszt może się różnić dla różnych operatorów energetycznych),
ogrzewanie piecem węglowym (cena ok. 0,11 PLN/kWh) – 1.635 PLN (sprawność pieca węglowego na poziomie 75%).

W przypadku ogrzewania węglem kamiennym będziemy potrzebowali do tego celu ok. 5,3 ton węgla, przy cenie 550 PLN/tona i kaloryczności ok. 23 MJ/tona). Jednocześnie ponieważ podczas spalania węgla powstają odpady stałe oraz odpady lotne w postaci pyłów, dlatego ich ilość przy zawartości popiołu na poziomie 11% będą wynosiły :
emisja pyłu – 22 kg/tona węgla,
odpady stałe – 88 kg/tona węgla.

Termomodernizacja

Z przyjętych danych wynika, że przy spaleniu 5,3 ton węgla emisja pyłu wyniesie 116 kg podczas całego sezonu grzewczego oraz dodatkowo powstanie ponad 460 kg odpadów stałych (ilości te będą oczywiście różne dla różnej zawartości popiołu w spalanym przez nas węglu).

Największe straty ciepła dotyczą okien zewnętrznych, ścian zewnętrznych oraz dachu i wentylacji.

W dalszej części symulacji przeprowadzimy termomodernizację budynku na którą będą się składały następujące działania:
ocieplenie ścian (styropian o grubości min. 16 cm),
ocieplenie dachu (wełna mineralna o grubości min. 14 cm),
ocieplenie piwnicy (wełna mineralna o grubości min. 6 cm),
wymiana okien i drzwi (przewodność cieplna 1,0 W/m2K),
instalacja rekuperacji (odzysk ciepła podczas wentylacji budynku).

W wyniku powyższych działań można uzyskać znaczący efekt energetyczny, który przyniesie ze sobą zmianę zapotrzebowania na ciepło z poziomu 120 kWh/m2 do ok. 30 – 40 kWh/m2, która w konsekwencji przyczyni się do znacznego spadku kosztów ogrzewania:
ogrzewanie energią elektryczną (cena 0,28 PLN/kWh) – ok. 1.302PLN (koszt może się różnić dla różnych operatorów energetycznych),
ogrzewanie piecem węglowym (cena 0,11 PLN/kWh) – ok. 533 PLN (sprawność pieca węglowego na poziomie 75%).

W przypadku ogrzewania węglem równie istotny co oszczędność finansowa jest fakt, że dzięki termomodernizacji jesteśmy w stanie zmniejszyć ilość powstałego przy tej okazji pyłu z ponad 116 kg, do ok. 38 kg, czyli do ok. 1/3 wartości pierwotnej (emisja tego pyłu w dużej mierze jest odpowiedzialna za powstawanie smogu w powietrzu, który jest uciążliwy dla mieszkańców szczególnie w okresie zimowym).

Kolejnymi działaniami wspomagającymi termomodernizację może być zastosowanie kolektorów grzewczych do ogrzewania wody grzewczej oraz budowa elektrowni fotowoltaicznej do wytwarzania energii elektrycznej, które jeszcze bardziej mogą przyczynić się do mniejszenia kosztów ponoszonych przez gospodarstwo domowe za zużycie energii elektrycznej i cieplnej.

Termomodernizacja

Elektrownia hybrydowa

Fotowoltaika oraz energetyka wiatrowa samodzielnie nie są w stanie pokryć zapotrzebowania dziennego zarówno kraju, jak również województw czy regionów, dlatego dobrym rozwiązaniem tego problemu może być budowa elektrowni hybrydowych.

Fotowoltaika najwięcej energii generuje od wczesnej wiosny do późnej jesieni (najwięcej energii w ciągu dnia generowane jest w południe). Z kolei energetyka wiatrowa największe uzyski ma od jesieni do wczesnej wiosny. Przy okazji obydwie technologie mogą być wykonane na tym samym terenie, mogą korzystać z tych samych transformatorów oraz przyłączy energetycznych (powstają w bliskiej odległości od siebie).

Elektrownia hybrydowa

W celu zapewnienia ciągłości tak powstałej elektrowni hybrydowej (fotowoltaiki oraz energetyki wiatrowej), możliwe jest uzupełnienie tych dwóch technologii o następujące źródła energii:
elektrownia biogazowa,
elektrownia gazowa (zasilana gazem ziemnym lub metanem),
elektrownia opalana biomasą,
elektrownia wodna (szczytowo-pompowa).

Jedną z wielu dodatkowych możliwości zwiększenia bezpieczeństwa zasilania może być również wykorzystanie magazynowania energii elektrycznej w różnej formie (magazynujemy energię wytworzoną w okresach dużego jej występowania po to, aby następnie ją zużyć wtedy gdy ją potrzebujemy i jednocześnie nie możemy jej uzyskać z wiatru lub ze słońca).

Elektrownia hybrydowa

W ten sposób powstała elektrownia hybrydowa jest w stanie zapewnić całoroczne zapotrzebowanie na energie elektryczną całego regionu lub miasta, który dodatkowo jest w stanie stworzyć nowe miejsca pracy, zapewnić bezpieczeństwo energetyczne oraz uzyskać oszczędności lub dodatkowe przychody do budżetu lokalnego.

Wytwarzanie energii elektrycznej w miejscu jej zużycia jest o tyle istotne, że każda transformacja oraz przesył energii elektrycznej na dłuższe dystanse wiążą się z powstawaniem strat oraz ze spadkami napięć, które w ten sposób możemy wyeliminować.

Elektrownie hybrydowe w przyszłości mogą uniezależnić od cen energii elektrycznej, której cena będzie kształtowana w zależności od odległości odbiorcy do źródła jej wytwarzania – w ten sposób możemy uzyskać niezależność, bezpieczeństwo zasilania oraz dodatkowo również spadek cen energii elektrycznej.

Elektrownia hybrydowa

Monitoring i nadzór instalacji fotowoltaicznej

Nadzór instalacji fotowoltaicznej najczęściej realizowany jest za pośrednictwem układów monitoringu, które wykonują następujące podstawowe działania:
zapis podstawowych parametrów pracy instalacji fotowoltaicznej,
nadzór podstawowych parametrów pracy instalacji i porównanie ich z parametrami wzorcowymi, a w przypadku stwierdzenia odchyleń informowanie o nich operatora instalacji,
wizualizacja danych instalacji fotowoltaicznej.

Bardzo często parametry pracy instalacji fotowoltaicznej dostępne są za pośrednictwem przeglądarki internetowej co jest niezmiernie istotne w przypadku możliwości zdalnego dostępu do tych parametrów (prawa dostępu może posiadać zarówno operator, jak również firma serwisująca instalację).
Ponadto dostęp do nadzorowanych danych może odbywać się przy pomocy sieci Ethernet (wizualizacja na jednostce PC) lub dane mogą być przedstawione lokalnie na wyświetlaczu LED stacji nadzoru (w miejscu montażu stacji nadzoru).

Komunikacja między inwerterem oraz jednostką nadzoru może się odbywać w różny sposób, w tym najczęściej dostępne rozwiązania obejmują:
– komunikacja bezprzewodowa Wifi,
– komunikacja bezprzewodowa GPRS,
– komunikacja bezprzewodowa Bluetooth,
przewodowa (występują ograniczenia związane odległością między stacją nadzoru, inwerterem – zwykle do ok. 1000 m).

Monitoring i nadzór instalacji fotowoltaicznej

Dane mogą być zapisane na dedykowanym serwerze danych i następnie udostępnione za pomocą protokołu sieciowego TCP/IP (również w sieciach rozproszonych).
Dzięki takim szerokim możliwościom komunikacyjnym operator instalacji fotowoltaicznej może mieć nieograniczony dostęp do parametrów jej pracy (również będąc na urlopie w ciepłych krajach jest w stanie odczytać wszystkie dane przy pomocy urządzeń telekomunikacyjnych takich iPhone lub iPad).

Systemy nadzoru (również małych instalacji) posiadają opcje informowania użytkownika o stanie pracy i awariach instalacji.

Nowoczesne urządzenia nadzorcze pracy instalacji fotowoltaicznej najczęściej posiadają następującą funkcjonalność:
automatyczne informowanie operatora o występujących błędach i problemach w pracy instalacji,
nadzorowanie pojedynczych ciągów modułów,
dane meteorologiczne (odczytywane z sensorów nasłonecznienia, temperatury zewnętrznej, temperatury powierzchni modułu oraz siły i kierunku wiatru),
alarmowanie użytkowników za pomocą e-maili, sms-ów lub faxów (parametry pracy instalacji, błędy, alarmy),
– prognoza przychodów,
sterowanie zewnętrznych odbiorów (za pomocą zewnętrznych przekaźników lub złącza Allnet3075/3076 możliwe jest inteligentne włączanie różnych odbiorników energii elektrycznej i najczęściej realizowane jest w sytuacjach wystąpienia znaczącej nadwyżki energii produkowanej w stosunku do zużywanej),
monitoring zużycia energii na potrzeby własne (jednostka nadzoru podpięta jest do zewnętrznego licznika energii elektrycznej (rozwiązanie często nazywane jako Smart Metering),

Koszty instalacji monitoring zależą od wielkości instalacji. W przypadku małych instalacji (od 5 kWp) koszt kształtuje się na poziomie 500-1.000 EUR i obejmuje przede wszystkim rejestrację podstawowych danych elektrycznych instalacji PV. Mogą one zostać uzupełnione o dodatkowe przyrządy kontrolne nadzorujące warunki meteorologiczne (temperatura, nasłonecznienie, wiatr) i wtedy koszty stacji monitoringu mogą wzrosnąć do ok. 1.000- 1.500 EUR (w zależności o zakresu rozbudowy systemu nadzoru).

W przypadku dużych instalacji (o mocy powyżej 100 kWp układ monitoringu i nadzoru może być wyposażony dodatkowo w elementy wykonawcze oraz w układy samoregulacji pozwalające na automatyczne wykonywanie określonych zadań i funkcji lub na zdalne sterowanie elektrownią fotowoltaiczną). Wtedy koszty instalacji monitoringu i nadzoru znacząco wzrastają i zależą przede wszystkim od stopnia jej skomplikowania (koszt może sięgnąć nawet kilka do kilkunastu tysięcy euro).

Stacje monitoringu i nadzoru są bardzo istotnym elementem każdej instalacji fotowoltaicznej. Dlatego warto inwestować w tego typu rozwiązania, bo z pewnością w krótkim czasie na siebie zapracują, poprzez umożliwienie operatorowi lub firmie serwisującej kontrolę ciągłości czasu pracy oraz optymalizację parametrów pracy instalacji fotowoltaicznej.

Systemy monitoringu i nadzoru instalacji fotowoltaicznych oferowane przez niezależnych producentów (pracują z inwerterami różnych producentów).

Systemy monitoringu i nadzoru instalacji fotowoltaicznych oferowane przez producentów inwerterów (najczęściej są to dedykowane rozwiązania).

Monitoring i nadzór instalacji fotowoltaicznej

Kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej.

Najbardziej optymalny kąt nachylenia modułów fotowoltaicznych w stosunku do poziomu mieści się w granicach 30-35 stopni. Jest on pośrednio związany z faktem, że najbardziej optymalny kąt nachylenia modułu fotowoltaicznego w stosunku do osi słońca wynosi 90 stopni (w praktyce występuje przy 30-35 stopniach nachylenia modułu fotowoltaicznego w stosunku powierzchni ziemi).

Przykładowe wydajności osiągane przez instalację 1kWp dla różnych kątów nachylenia modułów fotowoltaicznych dla Krakowa wynoszą (różnica nie przekracza 10 % w zakresie zmian 0 – 60 stopni):
0 : 849 kWh/kWp
10 : 910 kWh/kWp
30 : 973 kWh/kWp
50 : 954 kWh/kWp
60 : 913 kWh/kWp
90 : 670 kWh/kWp

Kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej

W przypadku dachów odbiegających od optymalnego kąta nie warto wykonywać dużych dopasowań konstrukcji, gdyż wzrost osiąganych wydajności w porównaniu do poniesionych kosztów nie opłaca się w sensie ekonomicznym.

Stosując kąt nachylenia poniżej 20 stopni, szczególnie na dachu lub w terenie płaskim, możemy zamontować więcej modułów, co może przyczynić się do wzrostu wydajności instalacji (przy wyższych kosztach inwestycji, oczywiście nie w każdym przypadku). Przykładowo pozytywny efekt można uzyskać w sytuacji, gdy zamiast modułów 250 Wp zastosujemy moduły 220 Wp. Te drugie są znacznie tańsze (nawet 15% i więcej) i wtedy spokojnie możemy ich zamontować więcej przy podobnych kosztach inwestycji. Wtedy zamontujemy ich więcej na terenie płaskim przy kącie mniejszym niż 20 stopni i może się okazać, że taka inwestycja będzie bardziej korzystna w sensie ekonomicznym, niż zastosowanie modułów 250 Wp przy kącie 30 stopni.

Generalnie przy kątach nachylenia poniżej 20 stopni instalacja fotowoltaiczna pracuje wydajniej w miesiącach letnich (słońce jest wyżej na horyzoncie), natomiast przy kątach wyższych niż 40 stopni w miesiącach zimowych (słońce jest nisko na horyzoncie).

Kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej

Znacznie istotniejszy jest kąt odchylenia modułów fotowoltaicznych w stosunku do południa. Odchylenie modułu fotowoltaicznego od kierunku południowego będzie skutkowało spadkiem mocy o około 10-20% w zależności od wielkości tego odchylenia.

Poniżej przedstawiono ilości energii wyprodukowanej z 1 kWp dla instalacji fotowoltaicznej nachylonej pod kątem 30 stopni do poziomu i odchylonej pod różnym kątem w stosunku do południa (lokalizacja Kraków).
S (0) : 973 kWh/kWp
S(30) : 949 kWh/kWp
S(60) : 886 kWh/kWp
S(90) : 797 kWh/kWp

Przy dachach skośnych najlepiej jest montować moduły pod kątem zgodnym z nachyleniem dachu, aby uniknąć dodatkowych kosztów.

Ponadto w zimę przy dachach nachylonych pod katem co najmniej 20-25 stopni występuje lepsze opadanie śniegu (efekt samooczyszczenia modułów).
W przypadku dachów płaskich musimy wziąć pod uwagę większą obciążalność modułów śniegiem (zalegającym na powierzchni modułu przez dłuższy okres).

Przyjęcie właściwej konfiguracji instalacji fotowoltaicznej wymaga uwzględnienia wielu czynników, dlatego dla każdej potencjalnej konfiguracji instalacji zaleca się przeprowadzenie odpowiedniej symulacji.

Kąt nachylenia instalacji fotowoltaicznej

Odbiór instalacji fotowoltaicznej

Odbiór instalacji fotowoltaicznej może mieć ogromne znaczenie zarówno dla bezpieczeństwa jej użytkowania, jak również ma duży wpływ na dochodzenie praw inwestora z tytułu gwarancji.

Odbiór instalacji fotowoltaicznej

Moduły fotowoltaiczne od pierwszego uruchomienia tracą w ciągu pierwszych 48 godzin około 2 – 4 % swojej mocy znamionowej. Poza tym każdego roku należy się liczyć ze stratą narastająco corocznie około 1 % pierwotnej wydajności modułów fotowoltaicznych. Związane jest to przede wszystkim ze „starzeniem” się materiałów użytych do produkcji modułu (również płytki krzemowe tracą stopniowo swoją wydajność) i jest to rzeczą normalną. Jednakże jeśli moduły fotowoltaiczne posiadają wady ukryte, to wtedy musimy się liczyć ze stratami wyższymi niż 1 % rocznie, co może przełożyć się niekorzystnie na wielkość przychodów uzyskiwanych z tytułu użytkowania instalacji fotowoltaicznej. Również fachowość montażu może mieć duży wpływ na wydajność instalacji fotowoltaicznej (naprężenia powstałe podczas montażu instalacji fotowoltaicznej mogą wpłynąć na uszkodzenie modułów fotowoltaicznych i tym samym na wydajność instalacji PV).

Odbiór instalacji fotowoltaicznej

Zatem jeśli chcemy w przyszłości dochodzić naszych praw gwarancyjnych w zakresie wydajności i warunków gwarancyjnych, to powinniśmy zadbać o przeprowadzenie należytego odbioru instalacji fotowoltaicznej.

Wśród danych które powinny zostać określone podczas takiego odbioru można wymienić charakterystykę i lokalizację instalacji, parametry podstawowych urządzeń, nazwy producentów poszczególnych urządzeń, charakterystykę instalacji (przekroje kabli, rodzaje zabezpieczeń, inne). Warto zadbać również o to, aby instalator zadeklarował w protokole odbioru wykonanie i uruchomienie instalacji zgodnie z obowiązującymi przepisami i wymaganiami technicznymi. Ponadto instalator jest odpowiedzialny za przeprowadzenie szkolenia z zakresu użytkowania oraz konserwacji instalacji fotowoltaicznej, a potwierdzenie wykonania takiego szkolenia może być integralną częścią protokołu odbioru.

Tutaj można pobrać przykładowy protokół odbioru instalacji fotowoltaicznej: Protokół odbioru instalacji fotowoltaicznej/.

Odbiór instalacji fotowoltaicznej

Prosument, czyli świadomy i aktywny konsument.

Prosument to klient, który jest jednocześnie producentem i wytwórcą energii elektrycznej lub cieplnej. Ważne przy tym jest, że klient taki jest w stanie obniżyć koszty związane z przesyłem enegii na duże odległości (produkcja i zużycie energii elektrycznej lub cieplnej odbywa się w jednym miejscu).

Prosument

Pojęcie „prosument” pojawiło sie na określenie klienta, który wprowadzając w swoim najbliższym otoczeniu nowoczesne rozwiązania technologiczne z jednej strony uzyskuje wymierne korzyści w formie obniżenia bieżących wydatków na zużycie energii elektrycznej, cieplnej, czy wody, a z drugiej strony jest takim pionierem w działaniach racjonalizujących ich wykorzystanie.

Działania prosumenckie mogą być realizowane w następujących obszarach:
produkcja energii elektrycznej w mikroelektrowniach (wiatrowe i/ lub fotowoltaiczne),
– zastosowanie energooszczędnych odbiorników energii elektrycznej,
– produkcja energii cieplnej (kolektory słoneczne lub pompa ciepła),
odzysk ciepła w instalacjach wentylacyjnych,
– kontrola i usuwanie źródeł strat mediów (energii, ciepła, wody),
izolacja termiczna budynku mieszkalnego, zmniejszająca straty energii traconej bezpowrotnie,
– zastosowanie automatycznych systemów regulacyjnych, dopasowujących zużycie mediów do bieżących potrzeb.

Prosument

W obszarze korzystania z różnych mediów występują duże możliwości oszczędności kosztów, co przy rosnących cenach nośników energii, ciepła i wody jest szerokim polem do zagospodarowania dla każdego konsumenta. Zastosowanie inwestycji oraz działań prosumenckich może prowadzić do znacznego ograniczania kosztów co wprost przekłada się na ilość funduszy pozostających do dyspozycji konsumenta na koniec każdego miesiąca. Dlatego przy rosnących cenach wszystkich mediów tak ważne jest, aby świadomie z nich korzystać, a oszczędności dzięki wprowadzaniu tego typu działań mogą sięgać kilku, czy nawet kilkunastu tysięcy tysięcy w skali roku (w zależności od wielkości zużycia mediów, oszczędności mogą osiągnąć poziom 50 % pierwotnej wartości wydatków).

Prosument

Kiedy opłaca się sprzedaż wyprodukowanej energii z fotowoltaiki?

Decyzja o tym czy sprzedawać energię elektryczną wyprodukowaną z instalacji fotowoltaicznej, czy też zużywać we własnym zakresie jest istotna z punktu widzenia opłacalności inwestycji. Na dzień dzisiejszy chcąc sprzedawać energię elektryczną musimy wziąć pod uwagę przede wszystkim skalę inwestycji i formę działalności (osoba fizyczna lub prawna).

Mikroinstalacje budowane przez osoby fizyczne (Prosument) mogą liczyć na następujące przychody:
zużycie energii elektrycznej w taryfie dziennej (6:00 – 13:00 oraz 15:00 – 22:00) na potrzeby własne (stawka ok. 0,6 PLN/kWp),
zużycie energii elektrycznej w taryfie nocnej (22:00 – 6:00 oraz 13:00 – 15:00) – jeśli mamy dwie taryfy, to wtedy obowiązuje stawka ok. 0,23 PLN/kWh (jeśli mamy tylko jedną taryfę to wtedy mamy do czynienia ze stawką ok. 0,6 PLN/kWh),
sprzedaż energii elektrycznej przy stawce odpowiadającej 80 % wartości energii elektrycznej, co daje wartość ok. 0,13 PLN/kWh,

W przypadku mikroinstalacji nie możemy liczyć na przychody z tytułu sprzedaży praw majątkowych (zielonych certyfikatów), o które będzie występował i z których będzie korzystał operator energetyczny. Jednakże w tym przypadku sprzedaż energii elektrycznej wyprodukowanej przez operatora mikroinstalacji dotyczyć będzie wyłącznie nadwyżek energii nie zużytej. Dlatego tak ważne jest, aby właściwie dobrać wielkość i parametry instalacji fotowoltaicznej Prosumenta.

Z tych prostych założeń wynika, że najbardziej opłaca się zużywać energię elektryczną w porze kiedy występują najwyższe ceny energii (dzień) i tak też najlepiej jest planować wielkość instalacji fotowoltaicznej – aby przede wszystkim zużywać energię przy najwyższych stawkach (rekuperacja, grzejniki łazienkowe, osuszanie lub nawilżanie powietrza, lodówka, wentylator).

W przypadku gdy prowadzimy działalność gospodarczą, nawet nie koniecznie w domu na którym mamy zainstalowaną instalację fotowoltaiczną, wtedy zostajemy zmuszeni do sprzedawania wyprodukowanej energii elektrycznej, uwzględniając przy tym przychody związane z prawami majątkowymi (zielonymi certyfikatami). Tym samym przychody ze sprzedaży energii elektrycznej zostają powiększone o ok 200 – 300 PLN z tytułu sprzedaży praw majątkowych (zielonych certyfikatów).

Sprzedając energię elektryczną do sieci musimy pokryć koszty operacyjne prowadzenia działalności – min. to koszt 254,55 zł miesięcznie ubezpieczenia zdrowotnego (przy pełnych kosztach to kwota ponad 900 PLN miesięcznie). Ponadto chcąc sprzedawać energię elektryczną musimy wystąpić o koncesję na produkcję i sprzedaż energii elektrycznej.

Dla przykładu budując instalację o mocy 8 kWp w najlepszych miesiącach (maj – lipiec) możemy liczyć się z produkcją energii na poziomie 1-1,2 MWh/ miesiąc. Z kolei w miesiącach zimowych produkcja energii może osiągnąć wielkość 0,1-0,2 MWh/ miesiąc (grudzień – styczeń). Odpowiadające wielkości produkcji przychody ze sprzedaży energii to odpowiednio 250 – 300 PLN w miesiącach letnich, oraz 25- 50 PLN w miesiącach zimowych (zostaną one powiększone o przychody z tytułu sprzedaży zielonych certyfikatów).

Stąd w miesiącach zimowych nie pokrylibyśmy nawet kosztów operacyjnych (ubezpieczenia zdrowotnego, księgowości), nie mówiąc już o pełnych kosztach prowadzenia działalności gospodarczej. Dlatego produkcja energii elektrycznej przy tak małej instalacji fotowoltaicznej może być jedynie uzupełnieniem działalności podstawowej (może wpływać na wielkość osiąganych przychodów, kosztów, wyników działalności podstawowej).

Jeśli chodzi o sprzedaż lub używanie energii elektrycznej na własne potrzeby to wiele zależy również od struktury kosztów energii. W tym zakresie wiele nam powie umowa jaką mamy z zakładem energetycznym. Ponieważ każda umowa to co najmniej następujące składniki kosztowe:
przesył (50 PLN/ MW – 250 PLN/MW),
energia (180 – 250 PLN/ MW)
jakość (20 – 60 PLN/MW).

Koszty przesyłu uzależnione są od wielkości napięcia które mamy podłączone do obiektu (nn – wyższa kwota przesyłu, sn/wn – niższa kwota przesyłu).
Koszt energii – czynnikiem decydującym o cenie jest ilość zużywanej energii (im większe zużycie tym możliwa jest niższa cena do wynegocjowania).
Koszt zielonych certyfikatów, które są stałe na jednostkę wyprodukowanej energii i tym samym nie mają wpływu na kwestię opłacalności zużycia lub sprzedaży energii.

Osoby zainteresowane informacjami na temat możliwego uzysku energii elektrycznej oraz przychodami zapraszamy do skorzystania kalkulatora kalkulatora kosztów instalacji fotowoltaicznej: Kalkulator kosztów PV

Tak więc w przypadku zużywania energii na własne potrzeby najbardziej jest opłacalna sytuacja, kiedy mamy wysokie koszty przesyłu bo to je możemy niejako „odzyskać”. Przy niskich kosztach przesyłu, różnica między sprzedażą do sieci i zużyciem własnym jest niewielka i wtedy lepiej jest sprzedawać energię elektryczną, aby nie musieć inwestować w jej magazynowanie energii elektrycznej (no chyba, że nasze potrzeby energetyczne są tak duże, że jesteśmy w stanie zużywać wszystko co wyprodukujemy). Magazynowanie to z kolei wysokie koszty zakupu akumulatorów (zalecane są żelowe) i następnie ich wymiana po określonym czasie (żywotność wynosi ok. 4-6 lat, w szczególnych przypadkach akumulatorów Li-Jon okres bezawaryjnej pracy może sięgnąć nawet 10-15 lat).

Sprzedaż wyprodukowanej energii z fotowoltaiki

Ubezpieczenie instalacji fotowoltaicznej.

Każda instalacja fotowoltaiczna oraz operator instalacji mogą być ubezpieczeni, przy czym te dwa obszary są niezależne i każdy z nich obejmuje inny obszar ubezpieczenia.

Ubezpieczenie instalacji fotowoltaicznej w przeciwieństwie do ubezpieczenia od odpowiedzialności operatora fotowoltaicznego nie pokrywa szkód wyrządzonych przez urządzenie, ale uszkodzenie samego sprzętu. Może ono obejmować na przykład uszkodzenia spowodowane przez ogień, burzę lub powódź. Ponadto często obejmują one także szkody powstające w wyniku przepięcia wywołanego przez piorun uderzający w instalację fotowoltaiczną. Również skutki utraty przychodów przez operatora wynikające z przerwy pracy instalacji mogą być zawarte w ubezpieczeniu.

Utrata przychodów może oznaczać, że system nie pracuje przez okres na przykład od 3 do 18 miesięcy i wtedy firma ubezpieczeniowa może wypłacać zwrot sumy odpowiadające utraconym przychodom.

Ubezpieczenie instalacji fotowoltaicznej

Przykładowo dla instalacji o mocy 6,5 kW roczne ubezpieczenie instalacji fotowoltaicznej może wynieść około 90 EUR (dane z rynku niemieckiego).

Poniżej wymienione elementy mają wpływ na wartość składki ubezpieczeniowej instalacji fotowoltaicznej:
– cena systemu – bez VAT (suma ubezpieczenia),
– wielkość instalacji (w kWp),
– klasa podłoża na których znajduje się instalacja,
– lokalizacja instalacji (dom, warsztat, budynek gospodarczy, inne),
– rodzaj dachu (płaski, skośny),
– czy instalacja znajduje się w pobliżu zamieszkałych budynków?,
– kto zainstalował instalację (osoba prywatna, instalator)?,
– czy instalacja wyposażona jest w instalację przeciwodgromową?,
– czy instalacja wyposażona jest w system alarmowy?,
– czy instalacja znajduje się w pobliżu miejsca składowania łatwopalnych materiałów (jak słoma, papier, drewno, farby)?,
– czy do instalacji w dalszym ciągu produkowane są części zamienne i zapasowe?,
– wiek instalacji,
– okres ubezpieczenia instalacji,
– metoda płatności za ubezpieczenie,

Za szkody wyrządzone przez instalację fotowoltaiczną odpowiada specjalne ubezpieczenie operatora instalacji fotowoltaicznej (nie są one uwzględnione w ubezpieczeniu prywatnym operatora lub w ubezpieczaniu nieruchomości na której znajduje się instalacja). Takie uszkodzenia mogą wystąpić na przykład w wyniku pożaru instalacji zamontowanej na dachu wynajmowanego budynku.

Ubezpieczenie operatora instalacji fotowoltaicznej, dla podobnej wielkości instalacji o mocy 6,5 kW, rocznie może wynieść około 70 EUR (suma ubezpieczeniowa 1.000.000 EUR – dane z rynku niemieckiego).

Poniżej wymienione elementy mają wpływ na wartość składki ubezpieczeniowej operatora instalacji fotowoltaicznej:
– wartość instalacji,
– moc instalacji (w kWp),
– powierzchnia instalacji (w m2),
– miejsce zabudowy instalacji (prywatna nieruchomość, dzierżawiona nieruchomość),
– wykonawca instalacji (samodzielny montaż, firma montażowa),
– liczba budynków na których znajduje się instalacja,
– okres ubezpieczenia,
– metoda płatności.

Najczęściej ubezpieczenie zawierane jest na okres 1 lub 3 lat i wartość przedłużenia ubezpieczenia oczywiście będzie zależała od historii ubezpieczonej instalacji fotowoltaicznej. Wysokość składek zależy w duzej mierze do poziomu konkurencji na rynku ubezpieczeń – powyższe podane ceny dotyczą dojrzałego rynku niemieckiego, gdzie w fotowoltaice pracuje już ponad 35.000 MW,

Ubezpieczenie instalacji fotowoltaicznej
.

W jaki posób powstaje energia w module fotowoltaicznym?

Energia Słońca posiada bardzo dużą moc 384.600.000.000.000.000.000.000.000 W i emitowana jest radialnie. Oczywiście do ziemi dociera jedynie mała część z tej energii, ale i tak jest ona na tyle duża, aby mógł ją wykorzystać każdy mieszkaniec naszej Planety.

W zależności od odległości do ziemi, drogi jaką promieniowanie słoneczne musi pokonać w atmosferze ziemskiej promieniowanie słoneczne ulega znacznemu osłabieniu. Dlatego też w zależności od pory roku występują różne ilości energii docierające do powierzchni naszej Planety. Moc promieniowania słonecznego jaka dociera do ziemi mierzona jest przy pomocy pyranometru i podawana jest w jednostkach [W/m2].

Powstawanie energii elektrycznej w module fotowoltaicznym

Generowanie energii elektrycznej możliwe jest dzięki zastosowaniu półprzewodnika, który wykonany jest z krzemu lub innego materiału półprzewodnikowego. Aby możliwy był przepływ prądu musimy wytworzyć złącze półprzewodnikowe poprzez domieszkowanie Boru (B) i Fosforu (P). Krzem posiada na ostatniej orbicie 4 elektrony, natomiast Bor 3, a Fosfor 5. Tym samym warstwa domieszkowana Fosforem będzie elektrodą ujemną (n), natomiast Borem dodatnią (p).

W przypadku krzemu energia jaką potrzebujemy aby wzbudzić wolne elektrony wynosi 1,1 eV i odpowiada długości fali elektromagnetycznej 1100 nm (spektrum podczerwieni). Fala elektromagnetyczna o takiej energii jest najbardziej optymalna do wyzwalania elektronów (zwanych też foto-elektronami).

Powstawanie energii elektrycznej w module fotowoltaicznym

Jeżeli na złącze p-n pada promieniowanie słoneczne niosące ze sobą energię w postaci fali elektromagnetycznej o odpowiedniej długości to w obwodzie elektrycznym składającym z tego złącza i odbiornika energii elektrycznej zaczyna płynąć prąd elektryczny. Prąd ten jest wynikiem przemieszczania się wolnych elektronów w kierunku elektrody ujemnej (n).

Moduł fotowoltaiczny którego sercem są płytki krzemowe (złącze p-n) staje się generatorem energii elektrycznej, który pracuje do rana do wieczora, gdy tylko pada na niego promieniowanie słoneczne. Jest to taki przetwornik energii słonecznej na energię elektryczną niezbędną w wielu dziedzinach naszego życia.

Powstawanie energii elektrycznej w module fotowoltaicznym