Fotowoltaika – jak obliczyć zapotrzebowanie?

4 listopada 2021

Nowoczesne źródła energii stanowią coraz większy udział w zasilaniu polskich gospodarstw domowych. Panele fotowoltaiczne trafiły „na strzechy” i przyczyniły się do niższych rachunków ich właścicieli oraz ochrony środowiska. Co ważniejsze, instalacja fotowoltaiki dla domu jest wyborem po prostu ekonomicznym. W jaki sposób dobrać instalację stosownie do zapotrzebowania energetycznego domu? Dowiesz się tego z naszego wpisu.

Zasada działania

Dysponując własnym źródłem energii, stajemy się tzw. prosumentami. Jest to przeciwieństwo konsumenta — który etymologicznie oznacza „końcowego odbiorcę”. Jako producent energii mamy prawo do jej spożytkowania we własnych celach lub oddania do sieci.

Sama instalacja składa się z paneli fotowoltaicznych, inwertera, który zamienia prąd stały na zmienny, przyłącza do sieci domowej oraz licznika dwukierunkowego. Ten ostatni element mierzy wartość prądu, który został wyprodukowany, ale nie zużyty i z tego powodu przyczynił się do wzmocnienia energii w sieci przesyłowej. W zamian za to przysługuje nam rabat od rachunków z zakładu energetycznego za zużyty prąd.

Wydajność ogniw słonecznych

Nominalna moc paneli, inaczej znamionowa, oznacza ich sprawność w produkcji energii elektrycznej. Jest obliczana w warunkach testowych (STC – ang. standard test conditions), tj. przyjętej temperaturze 25 stopniach Celsjusza oraz nasłonecznieniu na poziomie 1 tys. Watów w przeliczeniu na 1 metr kwadratowy panela przez okres 1 godziny. W praktyce panele są naświetlane wewnątrz zakładu sztucznym źródłem światła imitującym słońce, a uzyskany odczyt kwalifikuje je do określonej kategorii paneli.

Ogniwa fotowoltaiczne pracują z różną sprawnością. Poprzez sprawność panelu rozumiemy zdolność do przekształcenia energii słonecznej w elektryczną. Podaje się ją jako określony procent w stosunku do nominalnej mocy mierzonej wg STC. Standardowa sprawność dostępnych paneli to 18% – 20%, a najwyższa dostępna na rynku to 22%. Wyższą sprawność mają panele monokrystaliczne, a niższą polikrystaliczne.

Jaka moc instalacji fotowoltaicznej?

Moc produkcyjna paneli jest wyrażana w nieznormalizowanej wg SI jednostce Watt-peak, Wp, opisującej generowanie energii w warunkach STC. Podany parametr opisuje maksymalną produkcję watów w szczycie i zazwyczaj jest podawany z pewną tolerancją. Przy czym niektórzy producenci podają ją wyłącznie „in plus”.

W naszych warunkach atmosferycznych przyjmuje się, że 1kWp instalacji fotowoltaicznej ustawionej na południe pod kątem 35° wyprodukuje w średnio 1030 kWh rocznie, zakładając, że panele ustawione są na południe. Dla ustawienia wschód-zachód przyjmuje się 800 kWh rocznie.

Z uwagi na laboratoryjny charakter parametru STC do kalkulacji przyjmuje się także jego bardziej rzeczywisty odpowiednik — NOCT (ang. Normal Operating Cell Temperature) uwzględniający niższą temperaturę powietrza, mniejsze nasłonecznienie i lekki wiatr (chłodzenie). Statystycznie, zastosowanie kalkulacji wg NOCT daje korektę szacunku produkcji prądu na poziomie ok +/- 75%.

Obliczanie mocy instalacji

Dobierając panele fotowoltaiczne, należy przede wszystkim sprawdzić roczne zużycie energii naszego gospodarstwa domowego. Łatwo to zrobić przy pomocy informacji zawartej na fakturach, które płacimy za prąd. Samodzielne obliczenie zużycia prądu z ogniw fotowoltaicznych możemy wykonać korzystając z tego prostego wzoru:

Moc instalacji fotowoltaicznej (kW) = kwota miesięcznego rachunku x 12 miesięcy x 2 / produkcja roczną z kW.

Wskaźnik „produkcja roczna z kW” jest uzależniony od ustawienia instalacji i wynosi od 0,8 tys. do 1 tys. kW. Jeśli więc nasz średniomiesięczny rachunek za prąd wynosi 250 zł, to instalacja, jaka powinna odpowiadać naszemu zużyciu, powinna mieć moc:

wariant A – 200 x 12 x 2 / 1000 = 4,8 kW (południowa ekspozycja paneli)
wariant B – 200 x 12 x 2 / 800 = 6 kW (ekspozycja wschód-zachód)

Pamiętając, że wskaźnik Watt-peak (Wp) jest obliczany w warunkach STC, powinniśmy dokonać korekty dla uzyskania warunków pracy dla rzeczywistych warunków pogodowych, a to znaczy uwzględnienia 75% strat:

wariant A = 4,8 / 0,75 = 6,4 kW
wariant B = 6 / 0,75 = 8 kW

Stosownie do tych kalkulacji przy rachunkach za prąd na poziomie 250 zł miesięcznie należy rozważyć instalację o mocy od 6,4 do 8 kW.

Podsumowanie

Rosnące lawinowo ceny energii elektrycznej powodują, że korzyści z wykonania instalacji fotowoltaicznej stają się coraz bardziej widoczne, a stopa z inwestycji jest dodatnia. Dzieje się tak, pomimo wprowadzania ostatnio mniej korzystnych rozwiązań prawnych.

Czy nam się to podoba, czy też mamy pewne wątpliwości, przyszłość energetyki należy do źródeł odnawialnych, a koszty prądu generowanego z paliw kopalnych stale będą rosły. W konsekwencji coraz większe zużycie prądu w Polsce będzie oparte o źródła odnawialne.

Dobór mocy instalacji dobrze jest przeprowadzić ze specjalistą, który pomoże wybrać i wycenić najlepsze rozwiązania. Nasi pracownicy z chęcią odpowiedzą na Państwa pytania, podzielą się swoją wiedzą i doświadczeniem.

Zobacz nasz kalkulator fotowoltaiczny!

Prosimy o kontakt na numer telefonu albo mail widoczny na dole strony.