wyliczenie wielkości potrzebnej instalacji
Uznajmy, że pierwszy krok masz za sobą.
Podjąłeś decyzję, że będziesz montował fotowoltaikę. Być może namówili cię znajomi, być może reklama lub fakt, że właśnie zaczyna funkcjonować program Mój Prąd i jego szósta edycja, a co za tym idzie istnieje możliwość otrzymania dofinansowania.
Ważne jest, żebyś do zakupu i instalacji był przygotowany co najmniej tak, jak pierwszoklasista na pierwszy dzień szkoły.
Dlatego właśnie pierwszym krokiem powinno być określenie, jakiej mocy instalacja będzie Ci potrzebna. Aby to zrobić, przeanalizuj roczne zużycie energii elektrycznej w gospodarstwie domowym. Najlepiej skorzystać z rachunków za prąd z ostatnich 12 miesięcy i zsumować zużyte kilowatogodziny (kWh). Na tej podstawie można dobrać odpowiednią moc. Zwróć uwagę na to, czy faktury są wystawiane co miesiąc, czy co dwa miesiące. Jeżeli masz faktury za kilka lat wstecz, to jeszcze lepiej. Będziesz miał pełniejszy obraz.
Na każdej fakturze znajduje się informacja o zużyciu energii, które stało się podstawą do wystawienia faktury. Uzbrój się w lupę i znajdź to miejsce.
To jeszcze nie wszystko.
prosty wzór na wyliczenie zapotrzebowania
Przyjmuje się, że 1 kW instalacji fotowoltaicznej, produkuje około 1000 kWh energii rocznie. Załóżmy, że z obliczeń wyszło Ci, że Twoj roczne
zapotrzebowanie to 4200 kW. Tę wartość powinieneś przemnożyć przez 1,2. Robi się tak właśnie dlatego, że powyższe założenie jest tylko założeniem, a warunki pogodowe mogą spowodować, że produkcja będzie mniejsza. To daje nam wielkość instalacji 5040 kW.
To jeszcze nie wszystko.
uwzględnij to wszystko, co zwiększy pobór energii
Teraz masz jeszcze czas na zastanowienie się, czy w najbliższym czasie będziesz planował zakup urządzenia, które znacznie zwiększy zapotrzebowanie na energię elektryczną.
Spójrz na te dane. Roczne zużycie energii elektrycznej:
- płyta indukcyjna 348 – 518 kWh
- klimatyzacja 5 kW, założenie, że zużywa 1,1 kW na godzinę, pracuje 3 godziny dziennie przez 5 miesięcy w roku – 500 kWh
- pompa ciepła 9 kW – 3000 kWh
Po prostu uwzględnij przy planowaniu wielkości instalacji, to czy jej wielkość wystarczy, gdy zwiększysz konsumpcję energii.
Protip:
Jeżeli nie chcesz na razie budować większej instalacji, ale wiesz, że tak będzie, zleć na początek zamontowanie falownika o zwiększonej mocy. Resztę zainstalujesz później. Będzie taniej.
gdzie jest słoneczko, czyli lokalizacja instalacji
Gdy już znasz wielkość potrzebnej instalacji. Wiesz, że przeciętny panel ma około 450 Wp mocy i około 2 metry kwadratowe powierzchni możesz rozpocząć poszukiwanie u siebie miejsca, gdzie będziesz mógł zamontować instalację.
trochę teorii, czyli dlaczego na południe
Jedna rzecz w montowaniu fotowoltaiki jest niezmienna. Zawsze punktem wyjścia jest kierunek południowy. Wszystko przez to, że nasz kraj ma to szczęście być usytuowanym na półkuli północnej. W dużym uproszczeniu wygląda to tak, że słońce wisi nad równikiem, a skoro równik jest na południe od nas, to wszystko się wyjaśnia, co zresztą pokazuje poniższy rysunek.
na rysunku tym widać, że jakby się nasza ziemia nie ustawiała, to słońce w naszym kraju, gdy jest w zenicie, świeci z południa. Widać też, dlaczego w czerwcu dzień jest najdłuższy i produkcja energii hula, a w grudniu odwrotnie (skorzystałem z diagramu zawartego na stronie www.tyflomapy.pl)
Usytuowanie paneli na południe daje największą szansę na uzyskanie maksymalnej produkcji energii, a przecież o to w tym wszystkim chodzi, czyż nie?
Chyba, że na południe nie da rady.
Gdyby każdy z nas mógł robić to, co jest najlepsze dla niego, to nasze życie przypominałoby wczasy ultra all inclusive 24h w pięciogwiazdkowym hotelu w pierwszej linii brzegowej na Dominikanie z bezpośrednim przelotem z Pyrzowic. Tak jednak nie jest. Przynajmniej jeżeli chodzi o montaż fotowoltaiki.
Wybór jest pomiędzy montażem na dachu i montażem na gruncie.
Nieważne, co wybierzesz, musi się tam znaleźć odpowiednio dużo przestrzeni, by zmieścić wszystkie panele.
Cokolwiek wybierzesz, będzie to miało “plusy dodatnie i plusy ujemne” jak mawiał klasyk.
z dachu widać lepiej
Największa zaleta instalacji na dachu jest taka, że praktycznie wykorzystuje przestrzeń, która i tak służy nam do tego, by nie kapało nam na głowę. Zatem plus dodatni numer jeden to oszczędność przestrzeni.
Kolejny fakt jest taki, że skoro dachy są wyżej, to jest mniejsza szansa na zacienienie.
Minusem usytuowania instalacji w tym miejscu jest to, że często obfituje ono w kominy, kominki, wywietrzniki i inne przeszkadzacze, co oznacza, że czasami trudno wygospodarować miejsce na całą instalację.
Inna rzecz: panele na dachu oznaczają, że trudniej do nich dotrzeć w przypadku konieczności wymiany lub naprawy, choć te zdarzają się rzadko.
Gdy zdecydujesz się na montaż na dachu, sprawdź w jakim stanie on jest. To i tak będzie robił przedstawiciel firmy (przynajmniej powinien), ale gdy sam to zrobisz, to uzyskasz odpowiedź, czy w ogóle warto tę opcję rozważać i czy lepiej nie zacząć od wymiany poszycia, bo jesienią mogą się pojawić zacieki na ścianach. Spójrz również na jakość krokwi i desek. Przeciętny panel waży około 30 kilogramów. Często dodatkowy ciężar na dachu to ponad 500 kilogramów.
na ziemi za to bezpieczniej
Spójrzmy teraz na montaż na gruncie.
Jak się z początku wydaje, to rozwiązanie daje nam nieco większą swobodę w wyborze miejsca. Ten większy wybór jest czasami pozorny, a czasami okupiony koniecznością przycinania drzew. Inny pozytyw, na który warto zwrócić uwagę, to łatwiejszy dostęp do paneli, w przypadku konieczności ich umycia, czy wykonania serwisu. Rzecz również niebagatelna jest taka, że łatwiej taką instalację rozbudować i usytuować dokładnie na południe.
Żeby nie było tak miło, to taki montaż może przynieść pewne niedogodności. Łatwiej jest o uszkodzenie paneli (kamienie spod kosiarek) i zacienienie.
Na co zwrócić uwagę, gdy już się zdecydujesz na montaż na ziemi? Zwróć uwagę na stabilność gruntu i przypomnij sobie, czy przez ten teren nie idą jakieś zapomniane przez wszystkich kable i rurociągi. Szczytem marzeń byłaby mapka, potwierdzająca, że w grunt można się wbijać na głębokość około 1 metra.
wschód i zachód też się na coś przydadzą
A co jeśli właśnie nie możemy usytuować instalacji na południe?
Wtedy należy szukać możliwości zainstalowania paneli w kierunku wschód – zachód. Dlaczego nie tylko wschód i nie tylko zachód?
Bo tak usytuowana instalacja pracowałaby z grubsza tylko przez połowę dnia. Trochę szkoda pieniędzy by było na taką fanaberię.
A zatem należy szukać kierunku wschód – zachód.
I zaraz pojawia się pytanie: Zaraz, zaraz, czy ja czasem nie stracę na tym?
Spójrzmy na to z tej strony. Niewątpliwie zimą taka instalacja jest mniej efektywna. Nisko zawieszone słońce, krótki czas ekspozycji, powoduje, że instalacja taka daje mniej energii. Za to latem ujawniają się zalety trasy W-Z. Wszystko wyjaśnia poniższy rysunek:
widać wyraźnie, że czas pracy instalacji W-Z w okresie letnim jest znacznie dłuższy, niż tej usytuowanej na południe (rysunek ze strony www.fea.com.pl )
To rozwiązanie daje nam jeszcze jedną przewagę, nad kierunkiem południowym: jeżeli więcej osób przebywa w domu w godzinach popołudniowych (tak jest przeważnie), to możemy zwiększyć ilość paneli po stronie zachodniej. Dzięki temu zwiększymy autokonsumpcję. Krótko mówiąc – skonsumujemy więcej darmowej energii bez konieczności oddawania jej do sieci.
dobra mapa to podstawa
Popatrzmy na trzy przykłady, jak rzeczywistość określa możliwości instalacji fotowoltaiki
Rys 1 Rys 2 Rys 3
Na pierwszym rysunku kierunek dachu oraz praktycznie brak elementów utrudniających zamontowanie paneli pokazuje nam, że praktycznie kierunek południowy aż się prosi w obu domach. W przypadku środkowego domu za usytuowaniem na dachu przemawia fakt, że wokół domów brak jest wolnej przestrzeni, żeby myśleć o montażu na gruncie.
Drugi rysunek również pokazuje nam, że dach jest idealnym miejscie. Rosnące wokół domu krzewy raczej nie pozwalają na montaż na ziemi. Tu wyraźnie panele układają nam się w kierunku wschód – zachód. Choć, gdyby możliwości techniczne na to pozwoliły, to połać południowa dachu też kusi.
W trzecim przypadku istnieje, co najmniej jedno bardzo dobre i co najmniej jedno dobre miejsce na ziemi, by tam pozwolić osiąść instalacji. Oczywiście w kierunku południa.
zależy pod jakim kątem
Mało jest sytuacji, że nasze panele będą idealnie usytuowane w powyższych kierunkach. Odchylenie od azymutu powoduje mniejszą produkcję, ale nie są to wartości, które mogłyby spowodować podjęcie decyzji, że “nie instaluję bo panele będą miały odchylenie i co ja z tym zrobię?”
Spójrzmy na liczby:
Instalacja 10 kW montowana dokładnie na południe bez żadnych zacienień produkuje 10 000 kWh. To jest założenie, które pozwala uzmysłowić sobie różnicę.
Jeżeli tą samą instalację zamontujemy z odchyleniem 10° od azymutu, to produkcja wyniesie 9826 kWh,
Odchylenie 25° od azymutu da nam produkcję w wielkości 9739 kWh.
Krótko mówiąc: różnice są, ale zdają się być nie na tyle wielkie, by nas przekonać o rezygnacji z instalacji.
Jest jeszcze jeden bardzo istotny kąt. Jest to kąt nachylenia paneli. I tu znowu trzeba wrócić do faktu, że Polska leży na półkuli północnej. Im dalej od równika, tym kąt nachylenia będzie zmierzał w kierunku kąta prostego.
Jeżeli za optymalny kąt nachylenia przyjmiemy kąt 35°, to znowu będzie tak, że jeżeli zmienimy kąt nachylenia, to zmianie ulegnie produkcja. Jeżeli przy kącie 35° produkcja będzie wynosiła 100%, to przy zmianie kąta nachylenia w górę lub w dół o 10° spowoduje zmniejszenie produkcji o 2,61%.
pora przyjrzeć się panelom
O ile ilość rodzajów paneli może przyprawić o zawrót głowy, to na szczęście ilość danych, potrzebnych do przeanalizowania jest na szczęście taka, że spokojnie można je wyliczyć na palcach dwóch rąk.
rodzaje paneli
Będzie to wyliczenie dość swobodne, bo też pomimo różnych rodzajów paneli, zasada działania pozostaje niezmienna: w określonych warunkach krzem zamienia się w pierwiastek przewodzący prąd.
Panele monokrystaliczne i polikrystaliczne – różnica w tych panelach polega na technologii produkcji i efekcie końcowym. Sprowadzając to do rzeczy najprostszych: wafle monokrystaliczne produkowane są z jednego kryształu krzemu. Tak, są takie kryształy, które mają średnicę około 30 centymetrów i wysokość około 150 centymetrów. Panele polikrystaliczne mają wafle krzemowe zbudowane z wielu kryształów. O co chodzi w tym podziale. Przy tej samej energii świetlnej, która dociera do obu rodzajów wafli krzemowych, fotonom łatwiej jest wprowadzić elektrony w ruch tam, gdzie powierzchnia jest bardziej gładka, czyli w modułach monokrystalicznych. Praktycznie różnice między oboma rodzajami wafli są znikome, gdyż te polikrystaliczne wypełniają większą powierzchnie paneli. Te monokrystaliczne łatwo rozpoznać, gdyż ich rogi są przycięte. Paneli polikrystalicznych jest zdecydowanie mniej i szansa na to, że ktoś Wam je będzie oferował, jest niewielka.
Panele bifacial – Tutaj mamy do czynienia z panelami, które absorbują światło zarówno to z góry, jak i te odbite. Od razu nasuwa się myśl, że są one bardziej przydatne na gruncie, choć mogą równie dobrze pracować, zamontowane równolegle do połaci dachu. Trzeba pamiętać, że moc podana, jest mocą bez uwzględnienia dodatkowej produkcji, spowodowanej przez światło odbite. Przy zastosowaniu powierzchni odbijającej światło, np. białych kamyków wysypanych pod panelami, można zwiększyć produkcję od kilku do kilkunastu procent, choć producenci chwalą się nawet wartościami trzydziestoprocentowymi.
Panele PERC ( Passivated Emitter Rear Cell) – Zdecydowana większość paneli to panele PERC, albo inaczej P-Type. Pod tą trudną nazwą kryje się rozwiązanie, które pozwala panelom na większą produkcję poprzez wykorzystanie światła odbitego. Pod warstwą krzemu montowana jest folia aluminiowa, która daje fotonom szansę na wykonanie dobrej roboty, jeżeli atakując z góry nie wybiły żadnego elektronu z jego orbity.
Panele full black – coś dla estetów. W normalnych panelach widoczne są białe i aluminiowe elementy. Panele full black są całe czarne (niezupełnie są czarne, ale mniejsza z tym).
Panele half-cut – właściwie wszystkie panele są obecnie half-cut, czyli przecięte na pół. Wynika to ze wzoru na stratę mocy Pst = I2 x R, gdzie I to natężenie, a R to opór, z którego wynika, że im większe natężenie, tym większa strata mocy, a natężenie tym większe, im większa powierzchnia. Krótko mówiąc – przecięcie panela fotowoltaicznego na pół, przynosi czterokrotnie mniejsze straty mocy.
rzeczy ważne i istotne
Właściwie każda karta z danymi technicznymi paneli fotowoltaicznych mieści się na dwóch stronach formatu A4. Łatwo znaleźć, to co bardzo ważne i ważne:
Gwarancja – wiadomo, im dłuższa, tym lepsza. 15 lat, to w zasadzie standard. Są już na rynku produkty, gdzie wykonawcy pewni swoich produktów, oferują gwarancję 30 letnią.
Liniowa gwarancja mocy – Pod tym tajemniczym terminem, kryje się informacja, ile mocy pierwotnej, będą dawały panele po 30 latach. Wynika to z faktu, że panele wraz z upływem czasu tracą swoje właściwości do produkcji. 82% to niezbędne minimum. Są już panele, które pokazują, że ich moc po tym terminie będzie wynosić 87%.
Wytrzymałość na obciążenia – Właściwie większość paneli ma wytrzymałość na poziomie 5400 Pa, co pozwala wytrzymać ciężar śniegu zalegającego na panelach i uderzenia kulek gradowych.
Temperaturowy współczynnik mocy – Za temperaturę optymalną do pracy paneli przyjęto 25°. Powyżej tej temperatury zmniejsza się zdolność paneli do produkcji. Współczynnik ten mówi o ile zmniejszy się moc paneli, przy wzroście o jeden stopień. Im mniejszy ten współczynnik, tym lepiej.
Mając tę wiedzę, możesz zapraszać przedstawiciela firmy montującej instalacje do siebie i porozmawiać z nim o Twoich potrzebach. Warto być przygotowanym. Wszak pieniądze są niebagatelne, a instalacja ma służyć Ci przez wiele lat.
