Odnawialne Źródła Energii (OZE) są coraz częściej wybieraną alternatywą dla tradycyjnej technologii oferowanej przez elektrownie węglowe. Dotyczy to zwłaszcza fotowoltaiki. Stosowane w OZE rozwiązania stały się już na tyle elastyczne, że można z nich skorzystać w bardzo wielu przypadkach. Dla uzyskania optymalnego zysku energetycznego konieczne jest jednak wykonanie odpowiednich kalkulacji, które pozwolą ustalić, jaka moc paneli fotowoltaicznych na dom będzie najlepsza.
Wzór na zapotrzebowanie energetyczne instalacji fotowoltaicznych
Aby samemu ustalić, jaka instalacja PV w naszym przypadku pokryje możliwie największą część zapotrzebowania na energię elektryczną, musimy zacząć od wyliczenia rocznego zużycia prądu w domu.
Każde urządzenie podłączane do sieci (choć nie tylko ono) posiada tzw. tabliczkę znamionową. To wykonany najczęściej z metalu, trwały element zawierający podstawowe informacje dotyczące producenta oraz zapotrzebowania energetycznego (dla urządzeń elektrycznych), w tym także mocy niezbędnej do prawidłowego działania.
W pierwszej kolejności należy wyliczyć roczne zużycie prądu przez każde z urządzeń. Pomoże w tym prosty wzór:
Zużycie prądu = [moc urządzenia (kW) x czas użycia sprzętu w godzinach (h)] x 365 (ilość dni w roku)
W ten sposób należy wyliczyć sumę dla wszystkich urządzeń elektrycznych (lub przynajmniej tych o największym zapotrzebowaniu, takich jak sprzęt AGD/RTV, wyposażenie kuchni, ogrzewanie itp. Otrzymany wynik to roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną w naszym gospodarstwie domowym.
Kiedy dysponujemy już szacunkowym, rocznym zapotrzebowaniem na prąd, pora na wyliczenie niezbędnej mocy instalacji fotowoltaicznej. Są na to dwa sposoby.
Pierwszy – szybszy, choć wymagający uśrednienia wielu składowych, polega na zsumowaniu rachunków za prąd za cały ubiegły rok i podzieleniu ich przez 12. W ten sposób otrzymamy średnie, miesięczne zużycie energii. Ważne jest, aby kalkulacja objęła okres od stycznia do grudnia, ponieważ w ten sposób pokrywamy obliczeniami wszystkie pory roku – od upalnego lata po mroźną zimę.
Druga metoda przeznaczona jest dla bardziej dociekliwych użytkowników i polega na wykorzystaniu gotowego wzoru. Wygląda on następująco:
Moc instalacji [kWp] = [(Ek x a) + (Ek x b) / opust] / uzysk
Na pierwszy rzut oka, wzór może wydawać się bardzo skomplikowany, ale to jedynie pozory. Rozbierzmy go na czynniki pierwsze i dokonajmy analizy krok po kroku.
Ek to ilość energii elektrycznej zużywanej w naszym domu, którą wyliczyliśmy w pierwszy etapie. Wartość wyrażona jest w kWh.
Oznaczenie „a” to procentowy udział konsumpcji własnej, czyli ilość wyprodukowanej energii, którą jesteśmy w stanie spożytkować na co dzień.
Oznaczenie „b” odnosi się do procentowego udziału energii elektrycznej, jaka została oddana do sieci.
Opust to sposób bezwalutowego rozliczenia energii elektrycznej produkowanej w instalacji PV. Rozliczenie w ramach opustu odbywa się w okresach rocznych lub krótszych, w zależności od warunków umowy zawartej z operatorem. Wysokość opustu zależy od moc instalacji PV. Na ten moment, za każdy oddany 1 kWh energii możemy odebrać 0,8 kWh przy instalacji do 10 kW oraz 0,7 przy instalacji o większej mocy. Bilansowanie do 50kWp dotyczy tylko mikroinstalacji. Pod pojęciem uzysku kryje się roczna produkcja energii z 1 kWp zainstalowanej fotowoltaiki (wartość wyrażona w kWh). Wartość ta jest zróźnicowana, w Polsce najcześniej jest to 1000kWh/1kWp
Po tych żmudnych obliczeniach, otrzymujemy potrzebną moc instalacji. Czy to już wszystko?
Co należy uwzględnić w obliczeniach?
Okazuje się, że nie do końca… Na zapotrzebowanie energetyczne domu ma wpływ wiele, pozornie niezwiązanych ze sobą kwestii. Jakie to czynniki?
Duże znaczenie ma zmiana wzorca energetycznego w ciągu roku. Latem, kiedy dzień jest długi i ciepły, nie tylko rzadziej palimy światło, ale także znacznie mnie chętnie korzystamy z ogrzewania. W miarę skracania się dnia i spadku temperatur, zaczynamy oświetlać dom jeszcze przed wyjściem do pracy oraz natychmiast po powrocie z niej. Rośnie również zapotrzebowanie na ciepło, dlatego częściej włączane jest ogrzewanie, które – o ile jest elektryczne – potrafi sporo kosztować.
Planując instalację fotowoltaiczną, warto pamiętać, że największe korzyści przynosi ona kiedy generowana moc jest skrojona na nasza miarę. Zarówno układ zbyt słaby jak i przewymiarowany nie będzie optymalny (choć w pierwszym przypadku zawsze istnieje możliwość rozbudowy instalacji PV.
Nie oznacza to jednak, że nie powinno uwzględniać się w planach inwestycji, które zamierzamy dokonać w niedługim czasie. Takie zakupy, jak nowa lodówka, pralka, telewizor, pompa ciepła, piec elektryczny/indukcyjny, klimatyzatory, samochody elektryczne, czy montaż ogrzewanej podłogi w łazience mają bardzo duży wpływ na profil korzystania z energii i to bez względu na reprezentowaną klasę energooszczędności.
Szczegółowe wyliczenie lepiej zostawić specjalistom, którzy w ramach audytu, korzystając z profesjonalnego oprogramowania, pomogą ustalić wymiar inwestycji.
Jak obliczyć liczbę potrzebnych paneli fotowoltaicznych?
Zanim wybrana firma przystąpi do prac montażowych, niezbędnym etapem należy wykonać pomiary i ustalić, jak duża jest powierzchnia robocza. Należy przy tym uwzględnić, że panele powinny być montowane od strony niezacienionej (zazwyczaj skierowane będą na południe). Przymocowanie elementów nośnych utrudniają (a w niektórych wypadkach wręcz uniemożliwiają) takie elementy konstrukcyjne dachu, jak gible, okna dachowe, ale też kominy.
Ilość potrzebnych modeli można wyznaczyć na podstawie zapotrzebowania na moc instalacji. Można przyjąć, że typowy moduł PV ma powierzchnię około 1,7 m2 i około 300 W mocy. Czy to dużo?
Uważa się, że przeciętne, roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną dla czteroosobowej rodziny to blisko 4500 W. Łatwo policzyć, że dla takiego gospodarstwa domowego, optymalna powierzchnia to około 25,5 m2 (15 paneli, z których każdy generuje moc 300 W).
Samodzielne wyliczenie zapotrzebowania na energię elektryczną, a co za tym idzie mocy instalacji fotowoltaicznej, może być uciążliwe, zwłaszcza dla kilkuosobowej rodziny i dużego domu. Aby mieć pewność, że instalacja zostanie dobrana na wymiar, warto oddać tę sprawę w ręce specjalistów.
