Budujemy Dom

Rozmowy o budowaniu domu - dobór ogniw fotowoltaicznych

Artykuł na: 6-9 minut

Czym są ogniwa fotowoltaiczne? Jak montować ogniwa? Co poza panelami wchodzi w skład instalacji fotowoltaicznej? Na te i inne pytania inwestora odpowiada ekspert budowlany.

Rozmowy o budowaniu domu - dobór ogniw fotowoltaicznych

Uwaga!Z artykułu dowiesz się:

  • Czym są ogniwa fotowoltaiczne?
  • Z czego wytwarza się się fotoogniwa?
  • Dlaczego energii elektrycznej, pobranej w słoneczne dni, nie można zmagazynować w akumulatorach?
  • Jak montować ogniwa?
  • Co poza panelami wchodzi w skład instalacji fotowoltaicznej?
  • Jak w praktyce wygląda przekazanie wyprodukowanej energii do sieci?
  • Ile kosztuje zainstalowanie ogniw fotowoltaicznych?

Inwestor: Porozmawiajmy więc o innej przyjaznej dla środowiska technologii – o ogniwach słonecznych. Niestety, wiem o nich jeszcze mniej, niż o kolektorach.

Ekspert budowlany: Nic dziwnego, są po prostu dużo mniej popularne. Ale proszę się nie martwić – w tym temacie jest sporo analogii do instalacji solarnych.

Pozwoli pan, że zacznę od podstaw. Ogniwo fotowoltaiczne, popularnie oznaczane skrótem PV (Photo Voltaic), to element półprzewodnikowy, w którym następuje przemiana energii promieniowania świetlnego na energię elektryczną. Taki proces nazywamy zjawiskiem fotoelektrycznym. Polega ono na tym, że światło padające na złącze półprzewodnikowe skutkuje powstaniem par elektron-dziura. Ten pierwszy ma ładunek ujemny, a dziura to nośnik ładunku dodatniego. Elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury – do obszaru p. Wynikiem tego ruchu ładunków jest powstanie różnicy potencjałów, czyli prądu elektrycznego.

Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego
Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego

To chyba jakaś kosmiczna technologia.

Wcale nie. Z pewnością miał pan do czynienia z kalkulatorem czy zegarkiem, działającymi dzięki bateriom słonecznym. To właśnie takie małe ogniwa, które obecnie, dzięki spadającym cenom, wykorzystywane są na dużo większą skalę. Do zapewniania energii znakom drogowym, lampom ogrodowym czy właśnie do produkcji energii elektrycznej w domach jednorodzinnych.

Z czego w ogóle wytwarza się się fotoogniwa?

Zazwyczaj z krzemu. Napięcie na pojedynczym ogniwie wynosi tylko ok. 0,5 V. Aby uzyskać odpowiednio wyższą, użyteczną wartość, łączy się je szeregowo. W ten sposób otrzymuje się tzw. baterie słoneczne. Liczba ogniw PV i sposób połączenia zależy oczywiście od przeznaczenia baterii.

Jakie analogie z instalacjami solarnymi miał pan na myśli. Oczywiście nie mówię o tym, że źródłem energii w obu przypadkach jest słońce.

Choćby taką, że ogniwa nie dają tyle samo energii latem i zimą. Ilość energii i natężenie otrzymywanego prądu elektrycznego jest w przypadku ogniw tym większa, im mocniej świeci słońce. Oba urządzenia są więc tak samo zależne od promieniowania słonecznego. Jeżeli chodzi o instalacje fotowoltaiczne, sprawność przemiany energii słonecznej w elektryczność waha się w zakresie od kilku do ponad 20%, zależnie od budowy ogniw. Jednak ich ceny także się różnią, dlatego najlepiej jest przeliczać cenę na uzyskiwaną moc elektryczną (zł/kW). Trzeba też wspomnieć o tym, że w panelach powstaje prąd stały, a zdecydowana większość domowych urządzeń jest zasilana prądem przemiennym. Trzeba więc go przetworzyć, co wymaga zastosowania falownika, nazywanego też inwerterem.

Zobacz, jak dobrać instalację fotowoltaiczną

Proszę mi wytłumaczyć, dlaczego energii elektrycznej, pobranej w słoneczne dni, nie można zmagazynować w akumulatorach?

Teoretycznie można, ale jest to kosztowne i niepraktyczne. Aby zgromadzić odpowiednią ilość energii, akumulatory musiałby mieć ogromne rozmiary. Poza tym mają one ograniczoną żywotność. Cały czas jednak trwają prace nad ich udoskonalaniem i myślę że jest kwestią czasu, gdy ich wydajność i trwałość nie będą problemem. A wtedy rewolucję czeka wiele dziedzin – nie tylko budownictwo, ale też choćby motoryzację. Póki co, pozostaje wykorzystywanie energii do zasilania domowych urządzeń elektrycznych, a jej nadmiaru – do zasilania grzałek i przygotowania ciepłej wody. Innym wariantem jest odsprzedaż do sieci.

Na czym polega zarabianie na własnej instalacji fotowoltaicznej?

Czy analogia z kolektorami słonecznymi dotyczy też montażu ogniw?

Tak, zasady montażu są podobne. Najważniejsza jest odpowiednia ekspozycja paneli, miejsce, gdzie słońce świeci najdłużej. Może być ono oddalone od domu nawet nieco dalej, ponieważ w tego typu instalacjach przewody mogą być długie i można je układać dowolnie. Żeby uniknąć dużych strat energii, wystarczy po prostu zwiększyć ich przekrój. Analogicznie wygląda kwestia kąta nachylenia. Najkorzystniejszy to ok. 35°. Co prawda niektóre duże instalacje wyposażone są w zaawansowane systemy, dzięki którym panele PV automatycznie ustawiają się względem słońca, ale nie polecam takiego rozwiązania do małych instalacji domowych. Nie tylko ze względu na wzrost kosztów, ale i fakt, że są to elementy mechaniczne, potencjalnie zawodne i wymagające fachowej konserwacji.

Instalacja PV
Na instalację PV zwykle trzeba przeznaczyć znacznie więcej miejsca na dachu niż na kolektory. 10 typowych paneli daje maksymalnie 2,5 kW mocy (fot. Hewalex)

Jak montowane są panele fotowoltaiczne?

Co poza panelami wchodzi w skład instalacji fotowoltaicznej?

Aby instalacja była kompletna, niezbędny jest wspomniany falownik (inwerter), którego zadaniem jest przetwarzanie uzyskanego z ogniw prądu stałego na przemienny, którym zasilane są domowe urządzenia. Do tego dochodzi niezbędne okablowanie i aparatura zabezpieczająca. W układzie, gdy jesteśmy podłączeni do sieci i sprzedajemy do niej prąd, niezbędny jest też specjalny licznik i zabezpieczenia, żeby w wyłączonej, np. z powodu prac naprawczych sieci, nie pojawiło się napięcie pochodzące z naszej instalacji. Stanowiłoby to przecież zagrożenie dla pracujących przy niej ludzi.

Przejdźmy do kwestii finansowych. Wspomniał pan o możliwości przekazania wyprodukowanej energii do sieci. Jak to się odbywa w praktyce?

Większość osób, po zaspokojeniu własnych potrzeb, przekazuje znaczną część wytworzonego prądu do sieci, zwykle są to nawet 2/3. Obowiązujące przepisy pozwalają jednak potraktować sieć elektroenergetyczną jak swoisty akumulator – w miejsce 80% oddanej energii możemy pobierać prąd bez dodatkowych opłat za przesył itp. Jednak zasadniczym kłopotem okazuje się w praktyce opór ze strony zakładów energetycznych i przewlekłość wszelkich procedur. Pamiętajmy jednak, że o ile moc naszej instalacji nie przekracza tzw. mocy przyłączeniowej, określonej w umowie na pobór energii, zakład ma obowiązek przyjąć od nas prąd. Być może przepisy dotyczące odsprzedaży energii się zmienią, ale nie wiadomo, czy na korzyść inwestorów.

Na razie trzeba więc liczyć przede wszystkim na siebie. Ile kosztuje zainstalowanie ogniw fotowoltaicznych?

Ceny ogniw w ostatnich latach bardzo spadły, ale i tak trzeba przygotować się na spore wydatki. Ostatecznie za 1 kW mocy zainstalowanej zapłacimy 5–8 tys. zł, czyli przy typowej instalacji o mocy 4 kW musimy się liczyć z wydatkiem 20–30 tys. zł. Podobnie jak w przypadku solarów, warto dowiadywać się o możliwość dofinansowania takich przedsięwzięć w gminach.

Kolektory słoneczne i ogniwa fotowoltaiczne
Decydując się na instalację solarną lub fotowoltaiczną warto sprawdzić, czy gmina nie przewiduje dofinansowania tego typu inwestycji (fot. Fakro)

Instalacja fotowoltaiczna o mocy 9 kWp na moim domu

Ile paneli fotowoltaicznych zainstalować?

Jaka jest żywotność paneli fotowoltaicznych?

Redakcja BD

aktualizacja: 2018-08-09

Dodaj komentarz

Zadaj pytanie naszemu ekspertowi
 
 
Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Okres przetwarzania danych: Twoje dane przetwarzane będą do czasu istnienia podstawy do ich przetwarzania – czyli w tym konkretnym przypadku, do czasu udzielenia odpowiedzi. Masz prawo do: dostępu do Twoich danych, ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania, wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych lub ich przenoszenia. Możesz: odwołać zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych, zażądać, by Twoje wszystkie dane zostały usunięte. Podstawy prawne: art. 5, 6, 12, 13 Ogólnego rozporządzenia o ochronie danych osobowych (RODO). Czytaj więcej
Systemy fotowoltaiczne NIBE PV
Systemy fotowoltaiczne NIBE PV Systemy fotowoltaiczne NIBE PV to kompletne zestawy do produkcji energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, jakim jest promieniowanie słoneczne.
4 kroki do instalacji fotowoltaicznej
4 kroki do instalacji fotowoltaicznej Zużycie energii elektrycznej w nowych energooszczędnych budynkach stanowi coraz większą część ich bilansów energetycznych. Jest to wynikiem ...
Hewalex jedynym polskim producentem kolektorów słonecznych w światowym TOP10
Hewalex jedynym polskim producentem kolektorów słonecznych w światowym TOP10 Firma Hewalex z Czechowic-Dziedzic jest jednym z prekursorów rozwoju branży OZE w Polsce. Jako pierwsza w kraju zaczęła seryjną produkcję ...

Właściwy kąt instalacji paneli słonecznych na dachu

Pod jakim kątem zainstalować kolektory słoneczne?

polecane produkty i technologie

Zalety systemów solarnych - ekonomia, ekologia

Odpowiednio zaprojektowany układ solarny daje oszczędności w zużyciu paliwa do produkcji ciepłej wody użytkowej, ale też możliwość wspomagania instalacji C.O. i podgrzewania wody w basenach. Instalacja solarna w domu jednorodzinnym pozwala też zmniejszyć emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Zobacz, które systemy solarne są teraz dostępne w promocji.

Budujemy Dom 9/2018

Tradycyjnie już tematem numeru jesiennego wydania naszego miesięcznika jest smog w Polsce. Już niedługo zaczyna się sezon grzewczy i informacje na...

Tylko 9,95 zł

Klub Budujących Dom


Wypełniaj ankiety i zbieraj punkty
na bezpłatną prenumeratę
i inne nagrody

  • Polecamy również
    Czas na Wnętrze Dom Energooszczędny Vademecum ABC Budowania Dom Polski Wnętrza Twój Dom Twój Styl
Wydanie tabletowe
Budujemy Dom
Mamy dla Ciebie prezent!
Zapisz się do bezpłatnego newslettera BudujemyDom.pl i pobierz GRATIS elektroniczne wydanie miesięcznika "Budujemy Dom".
W każdy czwartek otrzymasz darmowy
poradnik budowlany, a w nim:
  • aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego,
  • porady budowlane,
  • najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl,
  • zapowiedź raportu miesiąca dostępnego w serwisie
    w pełnej wersji.

Czas na wnętrze