Fotowoltaika to technologia, która w bezpośredni sposób pozwala przekształcać promieniowanie słoneczne w energię elektryczną. Fotowoltaika – definicja w ujęciu naukowym opiera się na tzw. efekcie fotowoltaicznym, który odkrył w XIX wieku Edmond Becquerel. Mówiąc najprościej: jest to proces, w którym darmowe światło ze słońca zamieniane jest w prąd zasilający nasze domy.

Dzięki tej technologii każda przydomowa instalacja działa jak miniaturowa elektrownia. Nowoczesna fotowoltaika pozwala uniezależnić się od rosnących cen energii, zmniejszyć rachunki za prąd i korzystać z czystych, odnawialnych źródeł energii (OZE).

Jak działa fotowoltaika krok po kroku?

Zasada działania systemu opiera się na kilku spójnych procesach, które zachodzą w ułamkach sekund. Aby instalacja fotowoltaiczna zasiliła nasz dom, promienie słoneczne muszą przejść określoną drogę.

Od słońca do gniazdka, czyli zjawisko fotowoltaiczne w praktyce

Wszystko zaczyna się, gdy na panel fotowoltaiczny pada światło. Podstawowym budulcem urządzeń jest najczęściej krzem – popularny półprzewodnik. Gdy cząstki światła słonecznego (foton) uderzają w ogniwo fotowoltaiczne, wprawiają w ruch elektron. To właśnie ten ruch generuje prąd stały.

Prąd ten trafia następnie do serca układu, gdzie zachodzi zjawisko zamiany na prąd przemienny (czyli prąd zmienny o parametrach takich samych, jak w gniazdku). Dzięki temu energia elektryczna może być od razu wykorzystana do zasilania urządzeń elektrycznych w naszym domu.

Czy panele słoneczne produkują prąd zimą i w pochmurne dni?

Jednym z popularnych mitów jest przekonanie, że instalacja pv działa tylko w upalne lato. W rzeczywistości moduł fotowoltaiczny do wytwarzania energii elektrycznej potrzebuje światła dziennego, a nie wysokiej temperatury. Co więcej, zbyt wysokie temperatury mogą wręcz obniżyć sprawność i wydajność paneli. Zimą i w pochmurne dni dociera do nas promieniowanie rozproszone – panele słoneczne nadal wytwarzają prąd, choć z naturalnie mniejszą mocą niż w pełnym słońcu.

Co się dzieje z nadwyżką energii? (Net-billing)

Latem instalacja produkuje prąd w ilościach często przekraczających nasze własne potrzeby. Co dzieje się z tą energią?

• Net-billing: To obecny system rozliczeń. Prosument (producent i konsument energii w jednym) sprzedaje nadwyżkę prądu do sieci energetycznej po określonej cenie rynkowej, a zgromadzone w ten sposób środki trafiają na wirtualne konto (depozyt prosumencki). Z tych środków pokrywane są koszty energii pobranej z sieci, np. w nocy lub zimą.

Z czego składa się instalacja fotowoltaiczna?

Prawidłowe działania instalacji fotowoltaicznej zależą od kilku kluczowych elementów.

Panele fotowoltaiczne (ogniwa monokrystaliczne a polikrystaliczne)

Zewnętrznym elementem są panele słoneczne. Składają się z wielu połączonych ze sobą ogniw. Na rynku dominują dwa typy:

1. Monokrystaliczne: Cechuje je wyższa wydajność i elegancki, czarny kolor. Zbudowane są z jednego kryształu krzemu.
2. Polikrystaliczne: Mają niebieskawy odcień i nieco mniejszą wydajność, ale historycznie były tańszym rozwiązaniem. Obecnie rynek zdominowała nowocześniejsza technologia monokrystaliczna.

Falownik (inwerter) – dlaczego nazywamy go sercem systemu?

Wyprodukowany przez panele prąd stały jest bezużyteczny dla domowych sprzętów. Falownik (znany też jako inwerter) zamienia prąd stały na prąd przemienny. Dodatkowo inwerter synchronizuje system z siecią i monitoruje bezpieczeństwo oraz produkcję energii.

Magazyn energii – dlaczego staje się nowym standardem?

Magazyn energii (czyli domowy akumulator) pozwala na gromadzenie nadwyżek prądu wyprodukowanego w ciągu dnia i wykorzystanie ich wieczorem. Zwiększa to autokonsumpcję i niezależność od dostawcy prądu, a w razie awarii sieci zapewnia awaryjne źródło energii.

Licznik dwukierunkowy i systemy zabezpieczeń

Podczas gdy tradycyjny licznik zlicza tylko energię pobraną, licznik dwukierunkowy mierzy również tę oddaną do sieci. Każdy system fotowoltaiczny posiada też zabezpieczenia AC/DC, chroniące układ przed przepięciami i uderzeniami piorunów.

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych – którą wybrać?

W zależności od sposobu podłączenia wyróżniamy różne technologie.

System On-grid (podłączony do sieci publicznej)

To najpopularniejsza instalacja fotowoltaiczna w Polsce. Jest stale podłączona do sieci energetycznej. Gdy brakuje nam prądu ze słońca, dobieramy go z sieci publicznej. Wymaga licznika dwukierunkowego.

System Off-grid (całkowicie niezależny / wyspowy)

Instalacja typu off-grid nie jest podłączona do ogólnej sieci. Cała wyprodukowana energia słoneczna ląduje w akumulatorach. To świetne rozwiązanie np. dla domków letniskowych położonych z dala od cywilizacji.

Instalacja hybrydowa (złoty środek dla domu)

Łączy cechy obu powyższych. Jest podłączona do sieci, ale posiada również własny magazyn energii. Pozwala maksymalnie wykorzystać energię na własne potrzeby i zapewnia ciągłość zasilania nawet podczas przerw w dostawie prądu publicznego.

Fotowoltaika – wady i zalety. Czy warto w nią zainwestować?

Jak każde rozwiązanie, fotowoltaika ma swoje mocne i słabsze strony:

Zalety:

• Darmowy prąd ze słońca i drastycznie niższe rachunki za prąd.
• Ochrona środowiska (brak emisji CO2).
• Podniesienie wartości nieruchomości.
• Niskie koszty eksploatacji (system jest niemal bezobsługowy).

Wady:

• Wysoki koszt początkowy.
• Zależność od pogody i ekspozycji dachu.
• Potrzeba posiadania odpowiedniej ilości miejsca pod montaż instalacji.

Koszty i opłacalność instalacji słonecznej

Opłacalność inwestycji zależy od wielu czynników, w tym od tego, jaka jest wymagana moc instalacji fotowoltaicznej.

Ile kosztuje założenie fotowoltaiki na dachu?

Koszty zależą od mocy, użytych komponentów (moduł, inwerter) oraz trudności, jakich wymaga montaż. Średnio dla typowego domu jednorodzinnego w Polsce, kompleksowy system to wydatek rzędu kilkudziesięciu tysięcy złotych. Warto pamiętać, że instalacja z magazynem energii będzie droższa, ale szybciej zwróci się w nowym systemie net-billingu.

Dofinansowania i ulgi (Mój Prąd, ulga termomodernizacyjna)

Aby obniżyć początkowy próg wejścia, warto skorzystać z programów wsparcia. Programy takie jak „Mój Prąd” czy „Czyste Powietrze” oferują bezzwrotne dotacje na panele, inwertery oraz magazyny energii. Dodatkowo całą inwestycję (po odjęciu dotacji) można odliczyć od podatku w ramach ulgi termomodernizacyjnej.

Podsumowanie – od czego zacząć swoją przygodę z darmowym prądem?

Przemiana promieni słonecznych w energię elektryczną to obecnie jeden z najbardziej opłacalnych kroków w stronę niezależności finansowej i ekologii. Aby dobrze zacząć, należy najpierw przeanalizować swoje roczne zużycie prądu – to pozwoli określić optymalną moc paneli. Następnie warto skonsultować się z rzetelną firmą instalacyjną, która dobierze sprzęt i profesjonalnie przeprowadzi montaż.