Fotowoltaika - co to jest? Jak działa? Wszystko o fotowoltaice w jednym miejscu!

Jeśli zaczynasz przygodę z fotowoltaiką, dobrze trafiłeś! W tym artykule zawarliśmy samą esencję wszystkiego, co musisz wiedzieć o działaniu fotowoltaiki, zanim poprosisz o ofertę. Dzięki temu dowiesz się też, czy fotowoltaika to coś dla Ciebie.

Ten przewodnik przygotowany jest z myślą o instalacjach domowych i dla firm do 50 kWp. Jeśli myślisz o większej instalacji, sprawdź artykuły fotowoltaika dla firm, dla rolników i dla inwestorów w farmy fotowoltaiczne.

Fotowoltaika — co to jest? Jak działa?

Fotowoltaika to sposób na przetworzenie energii ze słońca na energię elektryczną. Proces ten jest bardzo prosty. Panele fotowoltaiczne przekształcają promieniowanie słoneczne na prąd stały, a następnie inwerter zamienia go na prąd przemienny — taki jak masz w gniazdku. Dzięki temu energia słoneczna może być wykorzystana do zasilania wszystkich urządzeń elektrycznych w Twoim domu.

Fotowoltaika jest opłacalna finansowo i przyjazna środowisku. Chroni przed podwyżkami cen prądu, a z pompą ciepła również cen paliw. Co więcej, łącząc fotowoltaikę z magazynem energii możesz zyskać całkowitą niezależność i mieć prąd nawet podczas awarii sieci energetycznej.

Fotowoltaika - etapy pozyskiwania energii

Panele fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały dzięki materiałowi półprzewodnikowemu, z którego są wykonane. Każdy moduł fotowoltaiczny zbudowany jest z ogniw krzemowych, w których zachodzi tzw. zjawisko fotowoltaiczne - energia ze słońca przekształcana jest w ładunek elektryczny.

Następnie jest on przekształcany przez inwerter na prąd przemienny, taki jak płynie w gniazdku. Ta energia w pierwszej kolejności zasila urządzenia w domu, następnie ładuje magazyn energii (rozwiązanie opcjonalne) i samochód elektryczny, jeśli go posiadasz (przez stację ładowania). Nadwyżki odkupuje Twój sprzedawca prądu (musi, nie ma tu nic do gadania). Gdy słońce zajdzie, Twój dom zasilany jest z magazynu energii. Gdy rozładujesz magazyn, potrzebną energię normalnie kupujesz od tego samego sprzedawcy prądu.

Dom z instalacją fotowoltaiczną, magazynem energii i samochodem elektrycznym przedstawiono na poniższej grafice.

Wartość sprzedanej przez Ciebie energii pomniejszy Twoje rachunki (to rozwiązanie to tzw. net-billing, który wszedł w życie dla instalacji oddanych po 1 kwietnia 2022 roku), przy czym dalej będziesz ponosić większość opłat dystrybucyjnych.

Rozliczanie nadwyżek z instalacji fotowoltaicznej w net-billingu

Starsze instalacje ”magazynowały” nadwyżki w sieci energetycznej. Dla instalacji powstałych po 1 kwietnia 2022 r. sposób rozliczania nadwyżek z fotowoltaiki wygląda inaczej niż dla wcześniejszych instalacji.

Jak to działa? Sprzedawcy prądu sprzedajesz nadmiar energii do sieci, tak jakbyś sprzedawał każdy inny towar. Za sprzedaną energię dostajesz pieniądze - ale nie w gotówce, tylko na konto rozliczeniowe u sprzedawcy prądu, tzw. depozyt prosumenta. W tym samym czasie normalnie korzystasz ze wszystkich urządzeń elektrycznych i kupujesz prąd. Wielkość depozytu z poprzedniego miesiąca wpływa na miesiąc bierzący, a ostateczne rozliczenie następuje pod koniec roku.

Jeśli na depozycie miałeś nadpłatę, możesz otrzymać zwrot nadpłaty w gotówce. Musimy Cię jednak nieco rozczarować. Nie możesz wypłacić więcej niż 20% energii wyprodukowanej w danym miesiącu.

Przykładowo:

• W maju sprzedałeś energii czynnej za 250 zł, kupiłeś za 100 zł. Na depozycie masz 150 zł
• W czerwcu sprzedałeś energii czynnej za 300 zł, kupiłeś za 110 zł. Na depozycie masz 340 zł
• W lipcu sprzedałeś energii czynnej za 320 zł, kupiłeś za 110 zł. Na depozycie masz 650 zł
• Przez jesień i zimę produkujesz mniej energii i więcej jej zużywasz, stąd depozyt się pomniejsza.
• Pod koniec roku w depozycie masz 600 zł. Sprzedawca prądu wypłaca Ci 120 zł
• Pamiętaj - każdego miesiąca ponosisz opłaty dodatkowe i dystrybucyjne.

Po jakiej cenie sprzedajesz energię? Po średniej miesięczniej cenie sprzedaży energii elektrycznej.

Ile wynosi średnia miesięczna cena sprzedaży energii elektrycznej? Średnia miesięczna cena w miesiącach od kwietnia do września 2021 r. wynosiła 0,35 zł / kWh 0,35 zł / kWh. Aktualne ceny możesz znaleźć na stronie tge. Przy czym pamiętaj, że tam cena wyrażona jest w zł za MWh, nie za kWh. 297 zł za MWh to w przeliczeniu 0,297 zł za kWh.

Uwaga, od 1 lipca 2024 będziesz sprzedawać energię po cenie godzinowej.

Zła wiadomość - oprócz tego ponosisz też koszt opłat dystrybucyjnych. Więcej dowiesz się z artykułu o rachunkach za energię.

A czy nie da się zrobić tak, by w ogóle nie generować nadwyżek, tylko całą energię zużywać dla siebie? Można, ale w praktyce nie ma to sensu.

Fotowoltaika produkuje latem 5 razy więcej energii niż zimą, a 90% dziennego uzysku produkuje w ciągu kilku słonecznych godzin. Żeby nie oddawać żadnej energii do sieci, musisz mieć albo gigantyczny magazyn energii, albo naprawdę małą instalację. To po prostu nie jest optymalne rozwiązanie.

Fotowoltaika - z czego składa się instalacja?

Instalacja fotowoltaiczna składa się z następujących elementów:

• Modułów (paneli) fotowoltaicznych
• Inwertera lub mikroinwerterów
• Przewodów
• Konstrukcji montażowej
• Magazynu energii (opcjonalnie)

Jaka jest rola tych elementów?

Panele fotowoltaiczne

Moduły lub inaczej panele fotowoltaiczne pobierają energię z promieni słonecznych i wytwarzają energię elektryczną (prąd stały).

Panele fotowoltaiczne można montować na gruncie, na ścianie budynku, na tarasie jako eleganckie zadaszenie i na 100 innych sposobów. Jednak najtańsze rozwiązanie to klasyczne panele fotowoltaiczne montowane na dachu domu, firmy lub budynku gospodarczego.

W poniższym filmie znajdziesz odpowiedzi na często zadawane pytania na temat modułów fotowoltaicznych.

Istnieje szereg rodzajów modułów fotowoltaicznych. Kiedyś do najbardziej popularnych zaliczano panele polikrystaliczne. Obecnie w Polsce królują jednak panele monokrystaliczne, które występują w jednej z dwóch zasadniczych odmian:

• Panele szkło-folia
• Panele szkło-szkło

Oczywiście istnieją inne podtypy i odmiany, ale według nas różnica między szkłem a folią ma największe znaczenie i powinieneś ją znać. Żeby móc ją ocenić omówmy budowę standardowego modułu monokrystalicznego.

Budowa modułów fotowoltaicznych

Moduły fotowoltaiczne mają budowę warstwową. Główną część stanowią liczne ogniwa monokrystaliczne, połączone metalowymi przewodami. Ogniwa trzeba chronić przed korozją i przed pękaniem pod wpływem uderzeń. W tym celu ogniwa szczelnie zamyka się w enkapsulancie, od góry nakłada się taflę hartowanego szkła, a od spodu folię lub drugą szybę. Te warstwy są trzymane w całości przez ramkę.

Poniższa grafika przedstawia porównanie budowy modułów fotowoltaicznych szkło-folia i szkło-szkło.

Co jest lepsze, panele szkło-szkło, czy szkło-folia?

Zwolennicy modułów szkło-szkło uważają, że dodatkowa tafla szkła podtrzymująca ogniwa lepiej chroni je przed czynnikami chemicznymi i uszkodzeniami mechanicznymi Dzięki temu potrafią one działać dłużej i lepiej. I mają rację. Zwolennicy modułów szkło-folia z kolei mówią, że szkło jest ciężkie i zwyczajnie się odkleja od spodu i wtedy wcale niczego nie chroni, co najwyżej może odpaść. I niestety też czasami mają rację. Ogólny werdykt brzmi tak, że panele fotowoltaiczne szkło-szkło są lepsze, ale tylko porządnej marki i najlepiej niedużych rozmiarów, żeby spodnia szyba była ściślej trzymana przez ramkę.

Dodatkowym bonusem szkła (i niektórych folii) jest to, że są przeźroczyste, co w połączeniu ze specjalnymi ogniwami tworzy panele dwustronne, które mogą generować do kilkunastu procent więcej uzysku, o ile są zamontowane w odpowiedni sposób. Opcja warta rozważenia przy instalacjach gruntowych!

Sprawdź recenzje modułów fotowoltaicznych w naszym serwisie:

Inwerter

Inwerter (inaczej falownik) przekształca prąd z paneli na prąd w gniazdku. To mózg całej instalacji — jest 10 razy bardziej skomplikowany i dużo bardziej delikatny niż panele fotowoltaiczne, a gdy on przestaje działać, wyłącza się cała instalacja fotowoltaiczna.

Inwertery mogą być albo wielkości walizki (te standardowe), albo wielkości książki (mikroinwertery).

Standardowy falownik fotowoltaiczny instaluje się na ścianie i do niego podłącza się panele. Mikroinwertery montuje się osobno pod każdym panelem fotowoltaicznym.

Istnieje jeszcze trzecie rozwiązanie, jeden inwerter z optymalizatorami montowanymi pod każdym modułem. To swego rodzaju miks inwertera z mikroinwerterami.

Kiedy mikroinwertery i optymalizatory mają sens? Odpowiedź znajdziesz w poniższym filmiku.

Czasami warto zainwestować w mikroinwertery lub optymalizatory, jednak w większości przypadków zwykły inwerter będzie bardziej opłacalnym rozwiązaniem.

Sprawdź recenzje inwerterów w naszym serwisie:

Konstrukcja montażowa

Konstrukcja montażowa ma za zadanie sprawić, że panele PV będą stabilnie spoczywały na dachu lub na gruncie i nie odlecą przy najbliższej burzy. System mocowania instalacji fotowoltaicznej powinien być bezpieczny dla dachu.

Porządne panele na złej konstrukcji to jak auto z mocnym silnikiem, ale gnijącym nadwoziem. W tym temacie należy unikać prowizorki i postawić na certyfikowane i sprawdzone rozwiązania, a instalacja przetrwa długie lata.

Konstrukcja może być ze stali ocynkowanej (najtańsza opcja), stali nierdzewnej lub aluminium (opcja najdroższa). Nierdzewka i aluminium mogą być o 30% droższe od stali ocynkowanej, ale w naszej ocenie są to dobrze wydane pieniądze.

Magazyn energii

Magazyn energii (lub akumulator fotowoltaiczny) to większa wersja baterii do Twojego telefonu lub laptopa. Magazynuje energię, którą w ciągu dnia wytwarza fotowoltaika. Dzięki temu, gdy zajdzie słońce, wciąż zasilisz dom swoją zieloną energią.

Co musisz wiedzieć o magazynach energii:

• Są opcjonalne. Fotowoltaika może działać bez magazynu energii.
• Są finansowo mniej opłacalne niż panele fotowoltaiczne, jednak ich zakup ułatwi dotacja w programie Mój Prąd 4.0
• Fotowoltaika z magazynem energii może zapewniać zasilanie awaryjne, w przypadku, gdy w sieci nie ma prądu. Zyskasz z tym całkowitą lub częściową niezależność!
• Magazyn energii rozwiązuje problem wyłączania się instalacji PV ze względu na zbyt duże napięcie w sieci.

Więcej informacji znajdziesz w naszym artykule o magazynach energii.

Sprawdź recenzje magazynów energii w naszym serwisie:

Jak dobrać moc instalacji fotowoltaicznej?

Radzimy zamontować tyle paneli fotowoltaicznych, ile sensownie zmieści się na dachu.

Dlaczego? Pomyśl:

• Każdy kolejny moduł kosztuje mniej, bo gdy instalatorzy już przyjadą, podłączenie kilku modułów więcej to nie kłopot i nie generuje dużych kosztów.
• Przyszła rozbudowa instalacji to kłopot i oznacza poprowadzenie drugiej, równoległej instalacji oraz niepotrzebne koszty.
• Na większej instalacji możesz zarobić, na mniejszej tylko ograniczyć rachunki.
• Twoje kolejne auto będzie pewnie elektryczne, a zużycie prądu zapewne wzrośnie. Jeśli teraz zamontujesz fotowoltaikę o większej mocy, na pewno nie będziesz żałować.
• Instalacja na całym dachu wygląda bardziej estetycznie, niż tylko na połowie.

Optymalnie wykorzystana powierzchnia dachu. Dzięki uprzejmości Nova Energy.

Z powyższych powodów wszelkie obliczenia mają ograniczoną wartość. Jeśli jednak chcesz, by Twoja decyzja była oparta na liczbach, odpowiedzmy na pytanie:

Jak obliczyć moc instalacji fotowoltaicznej?

Maksymalną moc instalacji fotowoltaicznej możesz oszacować w ten sposób:

Moc paneli fotowoltaicznych [kWp] = roczne zużycie energii [kWh] / 450

Powyższy wzór jest bardzo ogólny. Jeśli chcesz poznać więcej szczegółów na ten temat, znajdziesz je w artykule o mocy instalacji fotowoltaicznej.

Opłacalność fotowoltaiki - czy warto?

Fotowoltaika to opłacalna inwestycja. Dlaczego tak twierdzimy? Składa się na to kilka czynników:

• Fotowoltaika jest w Polsce bardzo wydajna
• Nawet budżetowe panele fotowoltaiczne będą działać długie lata
• Ceny prądu wzrastają i będą wzrastać
• Prąd produkowany i zużywany na miejscu to przyszłość polityki całej Europy

Opłacalność fotowoltaiki zależy od wielu warunków, od autokonsumpcji, nachylenia dachu, nasłonecznienia itp. Im lepsze masz warunki, tym więcej zyskasz. Jednak nie jest tak, że musisz mieć idealną sytuację, by inwestycja miała sens. Wręcz przeciwnie!

• Opłaca się inwestować w instalację fotowoltaiczną nawet bez dotacji. Dobrze wykonana fotowoltaika będzie pracować 25 lat. To szmat czasu! Owszem, z dotacjami koszt fotowoltaiki zwróci się szybciej, ale nawet bez dotacji instalacja na siebie zarobi i przyniesie spore zyski.
• Opłaca się montować fotowoltaikę na dachu skierowanym na wschód, południe i zachód (byle nie na północ), a nachylenie dachu nie ma większego znaczenia.
• Opłaca się montować fotowoltaikę na gruncie. Taka instalacja kosztuje nieco więcej i zajmuje cenne miejsce, lecz zwykle ma wyższą wydajność oraz jest bezpieczniejsza.

Ale bądźmy realistami, czasami nie ma sensu inwestować w panele fotowoltaiczne. Kiedy fotowoltaika się nie opłaca?

• Nie opłaca się montować fotowoltaiki w dużym cieniu. Mikroinwertery i optymalizatory nie rozwiążą podstawowego problemu, jakim jest niewielka ilość słońca. Zasadność instalacji tam, gdzie jest mniejszy cień to sprawa, którą może ocenić tylko doświadczony instalator po audycie u klienta.
• Nie opłaca się montować fotowoltaiki na dachu w złym stanie, gdy konieczna będzie jego wymiana w ciągu najbliższych ~20 lat.
• Nie opłaca się montować najniższym możliwym kosztem, bo to podatny grunt dla awarii, a nawet może stworzyć zagrożenie pożarowe.

Instalacja fotowoltaiczna dla domów jednorodzinnych powinna zwrócić się w 10-12 lat. Opis tego, jak obliczać okres zwrotu z instalacji fotowoltaicznej znajdziesz w artykule o opłacalności fotowoltaiki.

Opłacalność fotowoltaiki dla firmy

Fotowoltaika dla firm jest jeszcze bardziej opłacalna i zwraca się nawet w 5-7 lat. Dlaczego?

• Firmy więcej płacą za prąd, na przykład w formie opłaty mocowej.
• Firmy więcej prądu zużywają w dzień, dzięki temu mają wyższą autokonsumpcję.

Według opinii ekspertów najnowsze zmiany prawne nie wpływają negatywnie na sytuacje firm. Wszystko wskazuje na to, że firmowe instalacje fotowoltaiczne jeszcze zyskają na popularności.

Opłacalność fotowoltaiki dla rolnika

Fotowoltaika dla rolników to również bardzo opłacalne rozwiązanie. Podobnie jak w przypadku firm, wynika to z faktu wyższego zużycia prądu w czasie dnia, co zwiększa zasadność inwestycji w fotowoltaikę.

Oprócz tego rolnikom opłaca się inwestować w fotowoltaikę:

• Bo istnieją przewidziane dla nich dotacje.
• Bo mogą odpisać część kosztów od podatku rolnego w ramach ulgi inwestycyjnej.

Cena instalacji fotowoltaicznej

Średniej wielkości domowa instalacja fotowoltaiczna o mocy 3 kWp kosztuje 25 tysięcy złotych, ale dopłacając zaledwie 11 tysięcy złotych możesz już mieć kolejne 3 kWp — razem 6 kWp. Ogólnie rzecz biorąc im większa instalacja, tym cena jednego modułu jest mniejsza.
Z tego powodu zalecamy, o ile to możliwe, kupować fotowoltaikę co najmniej 5-6 kWp mocy. Natomiast mały magazyn energii o pojemności 5 kWh to koszt jakichś 15 000 zł. Tutaj kolejne 5 kWh będzie kosztować 13 000 zł.

Poniższa tabela przedstawia ceny instalacji fotowoltaicznej w najpopularniejszych wersjach:

	Cena fotowoltaiki	Z magazynem energii 5 kWh	Z magazynem energii 10 kWh
Instalacja 3 kWp	20 000 zł	35 000 zł	48 000 zł
Instalacja 6 kWp	30 000 zł	45 000 zł	58 000 zł
Instalacja 10 kWp	46 000 zł	61 000 zł	74 000 zł

Oczywiście na facebooku możesz znaleźć oferty wyraźnie niższe niż tutaj przedstawione, jednak powinieneś na nie uważać. Temat bardzo tanich instalacji fotowoltaicznych omawiamy w poniższym filmiku.

Najtańsza fotowoltaika to może być oszustwo, albo instalacja niskiej jakości, która nie przyniesie zysków.

Co może Ci pomóc kupić porządną instalację? Dofinansowania fotowoltaiki pozwalają na obniżenie ceny instalacji fotowoltaicznej.

Fotowoltaika dofinansowanie - czyli jak obniżyć koszty inwestycji

Jak obniżyć koszt fotowoltaiki? Oto garść pomysłów:

• Dotacje - w Polsce jest wysyp dotacji na fotowoltaikę. Istnieją dotacje dla osób fizycznych, dla firm i dla rolników.
  Przykład: z dotacją Czyste Powietrze możesz obniżyć koszt instalacji fotowoltaicznej od 5 do 9 tysięcy złotych!
• Ulga termomodernizacyjna do odpisania od podatku. Możesz z nią odliczyć do 18% od maksymalnie 53 tysięcy zł z kwoty inwestycji. Ulgę stosuje się w 6 kolejnych zeznaniach podatkowych lub do wyczerpania ww. kwoty.
• Regionalne Programy Operacyjne - to dotacje pochodzące z Unii Europejskiej. Jak nazwa wskazuje, są regionalne, informacje na temat ich dostępności w Twojej gminie znajdziesz w Urzędzie Gminy lub Miasta.
• Pożyczka na preferencyjnych zasadach - banki dają dobre warunki na finansowanie instalacji fotowoltaicznych.

Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj artykuł o programach dotacji w Polsce.

Fotowoltaika zalety i wady

Jakie są zalety zainwestowania w fotowoltaikę?

• Stabilne zyski - Fotowoltaika generuje wysokie i stabilne zyski. Upewnij się, że instalacja będzie wykonana zgodnie z instrukcją. To konieczne do jej długotrwałego działania.
• Niezależność - Dzięki fotowoltaice jesteś mniej zależny od podwyżek cen energii. Kryzysy ekonomiczne, krachy na giełdzie, niepokoje społeczne - to wszystko NIE ma wpływu na działanie modułów fotowoltaicznych.
• Środowisko - Fotowoltaika szybko spłaca swój dług węglowy i wytwarza zieloną energię, której tak potrzebujemy.

A jakie są największe wady fotowoltaiki?

• Koszt początkowy - Nie ma co ukrywać, że fotowoltaika kosztuje całkiem sporo.
  Obejście problemu: Skorzystaj z dotacji i ulgi termomodernizacyjnej. Spytaj w Urzędzie Gminy lub Miasta, czy na terenie Twojej gminy są dostępne bardziej opłacalne dotacje, niż te ogólnopolskie. Porównaj kilka ofert od najlepszych instalatorów z okolicy.
• Produkcja uzależniona od słońca - Gdy słońce świeci, fotowoltaika działa. Gdy przestaje, fotowoltaika też. Największe zużycie prądu w domu jest wieczorem i rano, gdy słońce NIE świeci tak mocno.
  Obejście problemu: Zwiększ autokonsumpcję, zmieniając nawyki, odpowiednio programując pompę ciepła do c.w.u. lub inwestując w magazyn energii.
• Ryzyko pożaru - Jeśli Twój dom stanie w płomieniach (z przyczyn niezwiązanych z fotowoltaiką), instalacja fotowoltaiczna może utrudnić jego gaszenie. Istnieje też niewielka szansa, że to fotowoltaika stanie się przyczyną pożaru.
  Obejście problemu: Staranny montaż zgodny z instrukcją to 99% bezpieczeństwa. Możesz też zainwestować w mikroinwertery lub optymalizatory. Dodatkową warstwę bezpieczeństwa stanowi zakup wytrzymałych modułów szkło-szkło.

Podsumowując, fotowoltaika to opłacalna inwestycja, której powodzenie jest zależne od wyboru właściwego wykonawcy. Fotowoltaikaonline chętnie Ci w tym pomoże! Z nami nie musisz obawiać się zamontowania instalacji fotowoltaicznej.