W ostatnich latach wiele osób zdecydowało się na instalację paneli fotowoltaicznych (PV) na swoim domu. Oprócz rzeczy oczywistej, że panele PV wykorzystują do produkcji energii elektrycznej promienie słoneczne, należy obalić kilka mitów dotyczących ich konserwacji, sposobu funkcjonowania i opłacalności fotowoltaiki.

Opłacalność fotowoltaiki

W Polsce średnia roczna produkcja energii elektrycznej wynosi około 1000 kWh z 1 kWp instalacji fotowoltaicznej. Szczególnie teraz, w dobie szalejącej inflacji i kryzysu energetycznego, fotowoltaika jest dobrą inwestycją. Dostępne ulgi termodernizacyjne i dofinansowania (programy Mój Prąd i Czyste Powietrze) zwiększają opłacalność całej instalacji. Koszt tego typu inwestycji najczęściej zwraca się od 9 do 12 lat.

Najlepszy użytek z energii produkowanej przez instalację fotowoltaiczną to zasilanie urządzeń w domu. Jest to tzw. autokonsumpcja. W odniesieniu do produkcji energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej autokonsumpcja stanowi ilość wyprodukowanej, a następnie wykorzystanej energii na bieżąco do zasilania wszelkich urządzeń elektrycznych (np. pompy ciepła).

Energia ta wykorzystywana na bieżąco pozwala zaoszczędzić równowartość zakupionego do tych samych celów prądu od operatora sieci zewnętrznej. A więc w godzinach autokonsumpcji korzystamy z prądu powstałego z naszej instalacji fotowoltaicznej, nie ponosząc przy tym żadnych kosztów za wykorzystaną energię.

Zysk z każdej kWh przeznaczonego na autokonsumpcję wynosi tyle, ile kosztuje ta sama ilość prądu zakupiona od operatora sieci dystrybucji. Od kwietnia 2022 r. zysk ten z każdej kWh nadwyżki (energii z fotowoltaiki, której nie wykorzystamy) wynosi tyle, ile wynosi średnia rynkowa cena sprzedaży energii elektrycznej z danego miesiąca. Każda nadwyżka wyprodukowana z naszej instalacji fotowoltaicznej może być sprzedana operatorowi zewnętrznemu energii (oddawana do sieci), za średnią cenę energii obowiązującą w danym miesiącu.

Od lipca 2024 ceną obowiązującą za 1 kWh energii sprzedawanej z naszej instalacji fotowoltaicznej ma być cena sprzedaży tej samej ilości energii z danej godziny. Prosumenci objęci nowym systemem rozliczeń nie będą mogli już sprzedawać energii po średniej cenie miesięcznej. Jest to zmiana na niekorzyść prosumentów, którzy najprawdopodobniej będą otrzymywali zapłatę poniżej średniej w danym miesiącu za 1 kWh.

Gdzie zainstalować panele fotowoltaiczne?

Panele fotowoltaiczne można montować zarówno na gruncie, jak i na dachu. Należy pamiętać, że wybierając opcje montażu na gruncie, powinno się zachować min. 4 metry od działki przy posadowieniu budowli.

Decyzja, gdzie zamontujemy panele, zależy od nas. Decydując się na grunt, należy wziąć pod uwagę, że potrzebna jest do tego duża powierzchnia do montażu instalacji. Miejsce to nie powinno być przysłonięte żadnymi budynkami ani zacienione przez drzewa i krzewy. Ten sposób instalacji paneli fotowoltaicznych pozwoli na większy uzysk energii.

Panele oparte na konstrukcji wspornej mają dogodne miejsce ?pobierania? promieni słonecznych, jak i w upalne dni są odpowiednio chłodzone poprzez prześwit pomiędzy panelem a gruntem.

Kiedy działka nie spełnia standardów zainstalowania fotowoltaiki na gruncie, dobrym wyborem jest dach. Najlepsze warunki do produkcji energii ze słońca zapewnia południowa ekspozycja dachu.

Nachylenie paneli zamontowanych na dachu uzależnione jest przede wszystkim od położenia geograficznego. Najczęściej, za optymalną wartość kąta nachylenia przyjmuje się około 40 stopni. Pozwala to na zapewnienie odpowiedniej wydajności paneli PV.

Nasłonecznienie ? wpływ na opłacalność fotowoltaiki

Ogólnie panującym mitem dotyczącym jakości funkcjonowania paneli fotowoltaicznych jest fakt związany z natężeniem nasłonecznienia i temperatury. Wiele osób twierdzi, że panele w pochmurne, czy zimowe dni nie produkują energii elektrycznej.

Obecnie panele mogą efektywnie pracować w przedziale między -40°C i +85°C. Przy zbyt wysokiej temperaturze panele mogą ulec przegrzaniu, a ich sprawność ulegnie wtedy tymczasowemu zmniejszeniu.

Przy temperaturze powyżej 25?C, sprawność modułów PV spada w stosunku do optymalnej pracy o nawet 10%. Około 40?C panele fotowoltaiczne mogą osiągnąć na swojej powierzchni nawet do ok. 70?C. W tym przypadku temperatura zwiększa stratę wydajności i może osiągnąć nawet 15% mocy modułu. Produkcja energii elektrycznej w takich warunkach jest również ograniczona.

Za warunki odpowiednie uznaje się pomiar nasłonecznienia sięgający 800 W/m2, temperaturę otoczenia 20°C (temperatura nagrzania ogniwa sięga wówczas 45°C) oraz prędkość wiatru 1 m/s. Standardowo panele bada się jednak w warunkach odpowiadających temperaturze 25°C oraz nasłonecznieniu 1000 W/m2.

W upalne letnie dni wydajność paneli PV  jest wysoka, lecz w pochmurne dni do paneli także docierają, w mniejszych lub większych ilościach, promienie słoneczne. Intensywne zachmurzenie może ograniczyć wydajność paneli PV nawet o 90%. Sytuacje tego typu zdarzają się jednak stosunkowo rzadko i w skali całego miesiąca nie mają większego znaczenia. Panele fotowoltaiczne pracują przez cały rok.

Odśnieżanie, a opłacalność instalacji fotowoltaicznej

W okresie zimowym także należy zadbać o panele fotowoltaiczne. W zimie, gdy śnieg całkowicie przykryje powierzchnie paneli PV, produkcja energii może spaść do zera. Nawet gdy świeci słońce, fotony mają wielki problem, żeby przedrzeć się przez warstwę śniegu do powierzchni paneli fotowoltaicznych.

Małe ilości energii mogą wystarczyć jedynie do uruchomienia inwertera, ale nie będą w stanie wygenerować realnych zysków energii elektrycznej. Dlatego panele fotowoltaiczne należy odśnieżać. Aby to zrobić, należy postępować delikatnie, tak aby nie porysować zewnętrznej warstwy paneli. W przypadku dachów o dużym nachyleniu można także odczekać, aż śnieg sam się zsunie.

Jak zanieczyszczenia wpływają na opłacalność fotowoltaiki?

Panele fotowoltaiczne, niezależnie od tego, czy zainstalowane są na dachu, czy gruncie, narażone są przez cały rok na zanieczyszczenia. Na panelach często gromadzi się zbyt gruba warstwa pyłu, kurzu osiadających na panelach, ale i zanieczyszczenia np. odchodami ptasimi. Zanieczyszczenia tego typu ograniczają powierzchnię pochłaniania przez panele promieni słonecznych i tym samym zmniejszają ilość produkowanej energii.

Należy uważać, aby podczas mycia instalacji nie uszkodzić paneli. Przy użyciu do mycia powierzchni paneli myjki ciśnieniowej panele narażone na uszkodzenie uszczelnienia między szybą a ramą aluminiową, co rozpoczyna proces ich przyspieszonej degradacji.

Obecnie wiele firm proponuje czyszczenie paneli PV przy pomocy technologii systemu jonowo-kationowego oraz tzw. odwróconej osmozy. Pierwsza z technik daje efekt czystości do 99,9%, druga, nieco tańsza 95-98%.

Naturalnym sposobem mycia paneli jest oczywiście deszcz. Prosumenci, którzy zdecydują się na wyższy koszt instalacji, mogą wybrać instalację posiadającą własny system czyszczący. Najczęściej jest to układ zraszaczy podłączonych z zasobnikiem, w którym znajduje się płyn czyszczący. W ten sposób zanieczyszczenia zostają usuwane automatycznie.

Innowacyjne urządzenia myjące panele fotowoltaiczne

Instalacje fotowoltaiczne zdeterminowały zewnętrznych przedsiębiorców do tworzenia i inwestowania w technologie wspomagające konserwacje paneli PV. Jedną z takich inwestycji jest dron Overmax X-Bee. Wykorzystywany jest on do czyszczenia paneli w farmach fotowoltaicznych.

Maszyna umieszczana jest w odpornej na warunki atmosferycznej stacji dokującej, którą montuje się w pobliżu paneli. W określonych odstępach czasu stacja się otwiera, a wtedy dron wylatuje i zaczyna pracować.

Urządzenie wyposażone jest w sensory LiDAR oraz kamery mapujące teren. Dzięki temu dron jest w stanie orientować się w terenie oraz wykrywać panele. Gdy zlokalizuje panele, ustawia się nad nimi i zaczyna spryskiwać je specjalnym środkiem myjącym usuwającym cały brud.

Po wyczyszczeniu jednego modułu przemieszcza się do kolejnego, powtarzając czynność mycia. W przypadku konieczności wymiany baterii oraz uzupełnienia zbiornika płynu myjącego, maszyna samodzielnie udaje się do stacji dokującej.

Przedsiębiorstwo pochodzące z Indii, Enray Solutions, stworzyło robota do czyszczenia paneli PV. Urządzenie to jest w zasadzie bezobsługowe. Nie potrzebuje żadnego źródła zasilania, ponieważ posiada wbudowany moduł fotowoltaiczny i akumulator litowy. Robot do czyszczenia paneli PV nie używa wody, lecz jedynie szczotki, które są czyszczone samoczynnie, gdy urządzenie wraca do stacji dokującej.

Wykonany z aluminium robot jest solidny, a jednocześnie lekki, dzięki czemu nie uszkadza czyszczonych paneli. Według deklaracji producenta wykorzystanie robota jest o 80% tańsze niż klasyczne czyszczenie paneli fotowoltaicznych.

Kolejną zaletą urządzenia jest jego współpraca z chmurą, poprzez co może on być kontrolowany przez Enray Solutions. Funkcja ta możliwa także monitoring działania urządzenia, a także daje dostęp do aktualizacji oprogramowania, pojawiające się co jakiś czas.

Inwestycja w fotowoltaikę, a konserwacja paneli PV

Instalacje paneli fotowoltaicznych stają się coraz popularniejsze, a ich właściciele wciąż uczą się jak o nie dbać i jak z nimi postępować. Dobra konserwacja i użytkowanie paneli PV pozwala nie tylko na zwiększenie wydajności produkowanej energii, ale także pozwala na przedłużenie ich żywotności, a tym samym generuje zyski dla nas inwestorów i prosumentów.

Koszty zainstalowania instalacji fotowoltaicznej, utrzymywanej w późniejszym okresie w czystości zwracają się szybciej, a żywotność modułów się wydłuża. W przypadku odpowiedniego użytkowania fotowoltaiki można mówić również o:

• niższych rachunkach za energię elektryczną w perspektywie kilkunastu lat,
• niezależności względem podwyżek cen energii,
• dbaniu o środowisko,
• wykorzystywaniu odnawialnych źródeł energii w codziennym życiu.

Fotowoltaika ma wiele zalet i nie dotyczą one jedynie korzyści ekonomicznych, lecz także stanowią alternatywę dla tradycyjnych źródeł wytwarzania energii elektrycznej. Dzięki energii czerpanej z promieni słonecznych jesteśmy w stanie ograniczyć wysokość naszych rachunków za prąd na długie lata, nie ponosząc tym samym kosztów środowiskowych, zanieczyszczania środowiska naturalnego.

Czy warto inwestować w magazyn energii do instalacji fotowoltaicznej?

Nadmiar energii wyprodukowany przez instalację fotowoltaiczną może być bezpiecznie przechowywany i wykorzystywany w późniejszym terminie. Coraz bardziej popularne stają się instalacje fotowoltaiczne w tzw. systemie wyspowym off-grid.

Instalacja fotowoltaiczna tego typu zakłada, że nadwyżki energii pozyskanej z instalacji fotowoltaicznej, niewykorzystane w danym momencie, będą magazynowane w akumulatorach. Zasilą one dom zarówno wieczorem, jak i rano, niezależnie od sieci energetycznej. Magazyn energii pozwala na zapewnienie dziennie około 1 cyklu ładowania i rozładowania.

Biorąc pod uwagę koszt magazynów energii, jest to znaczna kwota, sięgająca nawet do 15 000 zł, w zależności od pojemności energetycznej akumulatora. Dofinansowanie (program Mój Prąd 5.0) przysługuje w przypadku zakupu magazynu energii o mocy co najmniej 2 kWh. Może ono pokryć do 50% kosztów kwalifikowanych zakupu i montażu urządzenia.

Ważną kwestią przy tego typu rozwiązaniu jest zysk. Prosument zyskuje na tym rozwiązaniu różnicę między ceną kupna prądu z sieci, liczoną wraz z opłatami dystrybucyjnymi, a ceną sprzedaży zielonej energii do sieci energetycznej.

Roczne oszczędności uzyskane w wyniku wykorzystywania wyłącznie energii zmagazynowanej z instalacji PV mogą wynieść około 3000 zł. Takie uzyski finansowe pozwalają na zwrot kosztów montażu dodatkowego magazynu energii po około 5 latach.

Gwarancja akumulatorów przeznaczonych do magazynowania energii z instalacji fotowoltaicznej wynosi średnio około 10 lat. Magazyn jest w stanie poprawnie działać przez około 15 lat.

Dzięki tego typu rozwiązaniu energia odnawialna zostaje w pełni wykorzystana, a uzyski
z instalacji PV zostają zmaksymalizowane. Inwestycja w instalację fotowoltaiczną wyposażona w dodatkowy magazyn energii posiada długi okres żywotności, a oprócz zysków finansowych decydując się na magazyn energii w naszym domu, stajemy się niezależni energetycznie.