W obecnych czasach rozsądne z punktu widzenia zarówno ekonomii jak i ekologii jest wybudowanie lub zmodyfikowanie domu tak by bilans zużycia energii był zerowy. Jednym z rozwiązań to umożliwiających jest zainstalowanie paneli fotowoltaicznych, które umożliwią na uniezależnienie w pewnym stopniu od prądu z sieci. Przyjrzyjmy się wadom oraz kompensującym je zaletom takiego rozwiązania.

Pierwszą kwestia na jaką musimy zwrócić uwagę jest koszt. Zanim spojrzymy na to ile kosztuje sama instalacja, trzeba sprawdzić, czy nasz dach jest przystosowany do montażu paneli, czyli czy jest wystarczająco wytrzymały. Warto zwrócić na to uwagę już na etapie projektu, ponieważ wzmocnienie konstrukcji dachu, wiąże się z przeprojektowaniem całego budynku, ze względu na rozłożenie sił nie tylko na dach, ale również na ściany budynku. Jak można się domyślić nie jest to ani tanie ani szybkie. Pozostaje tez kwestia powierzchni jaką mogą zając panele, co może utrudniać zbyt fantazyjna konstrukcja dachu. Do uzyskania minimalnej wymaganej mocy 1kWp (kilowatów mocy szczytowej, czyli instalacja taka maksymalnie ma wydajność 1kW), wymagana jest połać o powierzchni 6-7m2. Ważny jest też kąt nachylenia dachu, optymalnie 30-45st, ponieważ istotny jest też kąt padania promieni słonecznych.

Drugą kwestią jest ekspozycja dachu, czyli to, w jakim kierunku jest ustawiony względem słońca oraz ewentualnych obiektów zmniejszających nasłonecznienie, takich jak drzewa, inne budynki. Najlepsza jest oczywiście ekspozycja południowa, dająca najlepszą wydajność przez cały dzień, przy założeniu, że nic nie zasłania słońca.

Rozwiązaniem powyższych problemów może być instalacja naziemna. Jest ona nieco droższa, ponieważ trzeba zainstalować stelaże, na których zamontowane zostaną panele. Przy większych instalacjach potrzeby jest też fundament, a co z tym idzie, pozwolenie na budowę. Jest to jednak rozwiązanie tańsze niż wzmocnienie konstrukcji dachowej, aczkolwiek wymaga terenu, czyli odpowiednio dużej działki i rezygnacji z części ogrodu. Jednak taka instalacja jest łatwiejsza w czyszczeniu, wszak każde zabrudzenie, zapylenie czy śnieg obniża efektywność instalacji, umiejscowienie jej na ziemi czyni ją bardziej dostępną.

Koszt samej instalacji waha się, w zależności od powierzchni. Faktyczną ilość paneli poda Państwu instalator w zależności od potrzeb gospodarstwa domowego, jednak można przyjąć że dla zużycia 3000 kWh/ rok wymaga jest instalacja o mocy 3kWp, co daje nam powierzchnie ok 20m2. Jest to koszt rzędu 20-30 tys. złotych. Drogo? Owszem, ale da się jak najbardziej zamortyzować ten koszt.

Przejdźmy teraz do kwestii samej konstrukcji instalacji i problemów z tym związanych.  Największym zarzutem jest efektywność. Do niedawna przy wykorzystaniu rozwiązań paneli amorficznych osiągana wydajność była rzędu 6-10% , jednak jest to technologia rozwojowa i na chwile obecna dostępne są panele monokrystaliczne o wydajności 15-20%. Okres żywotności również wzrósł z 10 do ok 30 lat.

Nieco gorzej jest z innym elementem, czyli inwerterem. Jest to element, który przekształca prąd stały w prąd przemienny, używany w sieci. Niestety jego żywotność to ok. 10 lat i jego wymiana jest nieco problematyczna, ponieważ wymaga wyłączenia instalacji na jakiś czas.

Kolejnym, rozwiązanym już, problemem było to, że uszkodzenie lub obniżenie efektywności jednego ogniwa powoduje spadek wydajności całego panelu. Jednak istnieją już rozwiązania eliminujące ten problem, czyli ogniwa sprzężone niezależnie.

Inaczej nieco się ma kwestia odpowiedniej temperatury. Oczywiście logicznym jest, że im wyższa tym lepiej, ale… nie może tez być za wysoka. Optymalna temperatura to 25 st. C, przy 30 st C efektywność spada ze względu na przegrzanie ogniw, a wyższa temperatura może doprowadzić nawet do ich spalenia. 

Bezsprzeczną zaletą paneli słonecznych jest to, ze ich źródło zasilania jest praktycznie niewyczerpane. Jednak znajdujemy się niestety w takim miejscu na świecie, gdzie instalacje fotowoltaiczne nie osiągną swojej pełnej efektywności, ze względu na występujące zachmurzenie, pory roku – długość dnia. Także instalacje tzw. Off-grid, czyli całkowicie odcięte od zewnętrznej sieci energetycznej nie są u nas opłacalne, ze względu na brak odpowiednio trwałych i pojemnych metod magazynowania energii. Na chwile obecną nie ma akumulatorów na tyle pojemnych by wystarczyły na zgromadzenie energii potrzebnej dla gospodarstwa domowego na dłuższy czas. Dlatego też dobrym rozwiązaniem jest instalacja On-grid, która jest połączona z zewnętrzną siecią energetyczną i pozwala na sprzedawanie nadwyżek energii do dostawcy wyprodukowanych w okresach szczytowych. Instalacje On-grid pozwalają nam skorzystać z największej zalety fotowoltaiki jakim jest całkowicie darmowa produkcja energii elektrycznej. Przy obecnie rosnących cenach prądu jest to rozwiązanie bardzo ekonomiczne. Wypracowaną w okresie o zwiększonej wydajności nadwyżkę oddajemy „na przechowanie” do Dostawcy, po czym konsumujemy tę pożyczkę w okresie pozaszczytowym. Jak już wspomniałem, ceny energii raczej nie spadają, więc pozwoli nam to na zwrot kosztów instalacji w przeciągu 3-5 lat.

Produkowana energia jest też w 100% czysta, nie powstają żadne szkodliwe substancje i nie są emitowane do środowiska. Trochę inaczej wygląd a sprawa jeśli się przyjrzymy procesowi produkcji ogniw oraz kwestii ich utylizacji. Niestety na chwilę obecna nie ma skutecznej i czystej metody recyklingu zużytych ogniw, acz w perspektywie 25 lat ich żywotności oraz kompensacji śladu węglowego jaki powstaje w procesie produkcji ogniw, bilans wychodzi mniej więcej na zero.

Dodatkowo instalacja taka jest cicha. W procesie produkcji nie emituje żadnych dźwięków, w odróżnieniu od generatorów czy wiatraków i dodatkowo jest dzięki temu bezpieczna dla ludzi i zwierząt.

Trochę już pisałem o wadach konstrukcji, jednak mówimy tu o bardzo prostym systemie z mała ilością części ruchomych. Prostota konstrukcji, powoduje również, że instalacja jest bardzo szybka i prosta. Ponadto poza wymienionymi elementami nie bardzo co ma się popsuć. Mówimy tu o technologii wykorzystywanej w ekstremalnych warunkach, np. kosmosie. Same panele są niezwykle odporne na uszkodzenia mechaniczne, a mocowania powinny wytrzymać wiatry o prędkości powyżej 300 km/h. Czyli huraganu kategorii 5 (najwyższej) według skali Saffira- Simpsona. Jak widać większa jest szansa że urwie nam dach, niż oderwie od niego panele. Ponadto, mimo zmian klimatycznych tak silne wiatry w Polsce są niespotykane.

Aby dodatkowo zredukować koszt instalacji można skorzystać z dotacji unijnych lub rządowych. Jednak z ich dostępności bywa różnie, a czas na oczekiwanie rozpatrzenia wniosku bywa dość długi.

Czy instalacja fotowoltaiczna jest opłacalna? Według mnie tak. Mimo swoich wad, zalety i szybkość zwrotu inwestycji znacznie je kompensują. Relatywnie długa żywotność systemu oraz jej bezawaryjność jest dodatkowym czynnikiem, który potencjalnie redukuje koszty eksploatacji. Przy sprzężeniu takiego rozwiązania z pompą ciepła będziemy posiadaczami bardzo ekologicznego i ekonomicznego domu. Ale o zaletach pomp następnym razem.