Czym jest panel fotowoltaiczny i jak działa
Panel fotowoltaiczny to urządzenie, które przekształca energię słoneczną w elektryczną. Składa się on z wielu ogniw fotowoltaicznych połączonych ze sobą. Każde ogniwo zbudowane jest z warstw krzemu, które reagują na światło słoneczne. Gdy promienie słoneczne padają na panel, wybijają elektrony z atomów krzemu. Ten proces generuje prąd elektryczny. Typowy panel fotowoltaiczny 500w może wytworzyć około 2000 kWh energii rocznie. Jest to ilość wystarczająca do zasilenia przeciętnego gospodarstwa domowego przez około 2 miesiące.
Fotowoltaika staje się coraz popularniejszym źródłem energii odnawialnej. W 2021 roku w Polsce zainstalowano ponad 400 000 mikroinstalacji fotowoltaicznych. Stanowi to wzrost o 100% w porównaniu do roku poprzedniego. [Panel fotowoltaiczny 500w] (onninen.pl/produkty/panele-fotowoltaiczne-500w) to obecnie jeden z najczęściej wybieranych modeli do instalacji domowych. Jego moc jest wystarczająca dla większości gospodarstw, a jednocześnie nie wymaga zbyt dużej powierzchni dachu.
Działanie paneli fotowoltaicznych zależy od kilku czynników. Najważniejsze z nich to nasłonecznienie, temperatura i kąt nachylenia paneli. Optymalne ustawienie paneli może zwiększyć ich wydajność nawet o 30%. W Polsce najlepsze rezultaty uzyskuje się przy nachyleniu paneli pod kątem 30-40 stopni i skierowaniu ich na południe. Panele działają najefektywniej w temperaturze około 25°C. Przy wyższych temperaturach ich wydajność nieco spada.
Rodzaje paneli fotowoltaicznych dostępnych na rynku
Na rynku dostępnych jest kilka rodzajów paneli fotowoltaicznych. Najpopularniejsze to panele monokrystaliczne, polikrystaliczne i cienkowarstwowe. Panele monokrystaliczne mają najwyższą wydajność, sięgającą 22%. Są one jednak najdroższe. Panele polikrystaliczne mają wydajność około 18%, ale są tańsze w produkcji. Panele cienkowarstwowe mają najniższą wydajność, około 11%, ale są elastyczne i lekkie.
[Fotowoltaika] (onninen.pl/produkty/Fotowoltaika-i-magazyny-energii) rozwija się dynamicznie, a wraz z nią technologia paneli. Nowe rodzaje paneli, takie jak panele perowskitowe czy tandemowe, obiecują jeszcze wyższą wydajność. Panele perowskitowe mogą osiągać wydajność nawet 29%, choć technologia ta jest wciąż w fazie rozwoju. Panele tandemowe, łączące różne technologie, mogą przekraczać 30% wydajności.
Wybór odpowiedniego rodzaju panelu zależy od wielu czynników. Należy wziąć pod uwagę dostępną powierzchnię dachu, budżet i lokalne warunki klimatyczne. Dla większości domów jednorodzinnych w Polsce najlepszym wyborem są panele monokrystaliczne lub polikrystaliczne o mocy 400-500W. Zapewniają one dobry stosunek ceny do wydajności i trwałości.
Jak dobrać moc paneli do potrzeb gospodarstwa domowego
Dobór mocy instalacji fotowoltaicznej to kluczowy etap planowania. Pierwszym krokiem jest analiza zużycia energii w gospodarstwie domowym. Przeciętna polska rodzina zużywa rocznie około 3500 kWh energii elektrycznej. Do pokrycia takiego zapotrzebowania potrzeba instalacji o mocy około 3,5 kWp. Oznacza to, że potrzebnych będzie 7-8 paneli o mocy 500W.
Przy doborze mocy należy uwzględnić również plany na przyszłość. Jeśli planujemy zakup samochodu elektrycznego lub pompy ciepła, warto od razu zwiększyć moc instalacji. Samochód elektryczny może zwiększyć roczne zużycie energii nawet o 2500 kWh. Pompa ciepła może dodać kolejne 3000-4000 kWh. W takim przypadku instalacja o mocy 7-8 kWp będzie odpowiednim wyborem.
[Panel PV 500 V JASolar] (onninen.pl/produkt/JA-SOLAR-Panel-fotowoltaiczny-500W-JA-Solar-JAM66S30-500MR-BF-Czarna-rama-12-lat-gwarancji-JAM66S30-500MR-BF,548469) to przykład panelu, który świetnie sprawdza się w instalacjach domowych. Jego wysoka moc pozwala na efektywne wykorzystanie dostępnej powierzchni dachu. Przy doborze mocy warto też uwzględnić możliwość magazynowania energii. Systemy magazynowania pozwalają na wykorzystanie nadwyżek energii produkowanej w ciągu dnia w godzinach wieczornych i nocnych.
Aspekty techniczne instalacji paneli fotowoltaicznych
Instalacja paneli fotowoltaicznych wymaga uwzględnienia kilku aspektów technicznych. Kluczowe znaczenie ma orientacja i nachylenie dachu. Optymalne ustawienie to kierunek południowy i kąt nachylenia 30-40 stopni. Jednak nawet przy mniej korzystnych warunkach instalacja może być opłacalna. Panele skierowane na wschód lub zachód będą miały wydajność niższą o około 20%.
Ważnym elementem instalacji jest inwerter. To urządzenie przekształca prąd stały produkowany przez panele na prąd zmienny używany w domowej sieci elektrycznej. Inwertery mogą być centralne (jeden na całą instalację) lub mikroinwertery (jeden na każdy panel). Mikroinwertery są droższe, ale zapewniają wyższą wydajność, szczególnie w przypadku częściowego zacienienia paneli.
System montażowy to kolejny istotny element. Musi on być dostosowany do rodzaju dachu i wytrzymać obciążenia wiatrem i śniegiem. Dla typowego dachu skośnego stosuje się systemy na szynach aluminiowych. Dla dachów płaskich używa się systemów balastowych lub na stelażach. Prawidłowy montaż zapewnia bezpieczeństwo instalacji i jej długotrwałe działanie.
Koszty i opłacalność inwestycji w panele fotowoltaiczne
Koszt instalacji fotowoltaicznej zależy od jej mocy i jakości użytych komponentów. Dla typowej instalacji o mocy 5 kWp można się spodziewać wydatku rzędu 25 000 – 30 000 złotych. Ta kwota obejmuje panele, inwerter, system montażowy i prace instalacyjne. Ceny paneli systematycznie spadają. W 2010 roku koszt 1 wata mocy wynosił około 2 euro, obecnie jest to około 0,2-0,3 euro.
Opłacalność inwestycji zależy od wielu czynników. Kluczowe znaczenie mają ceny energii elektrycznej i system rozliczeń z zakładem energetycznym. Przy obecnych cenach energii i systemie opustów, typowa instalacja zwraca się w ciągu 6-8 lat. Po tym czasie produkuje ona darmową energię przez kolejne 20-25 lat. Warto pamiętać, że panele fotowoltaiczne mają gwarancję wydajności na 25-30 lat.
Inwestycja w fotowoltaikę może przynieść znaczące oszczędności. Przy rocznym zużyciu energii na poziomie 3500 kWh i cenie 0,70 zł za kWh, roczne oszczędności mogą wynieść około 2450 złotych. Dodatkowo, wartość nieruchomości wyposażonej w instalację fotowoltaiczną wzrasta. Według niektórych szacunków, wzrost ten może sięgać nawet 4% wartości domu.
