Energia słoneczna jest jednym z najłatwiej dostępnych odnawialnych źródeł energii, które można wykorzystać bezpośrednio w domu, gospodarstwie rolnym lub przedsiębiorstwie. Dzięki instalacji fotowoltaicznej promieniowanie słoneczne może zostać zamienione w energię elektryczną wykorzystywaną do zasilania codziennych urządzeń, ogrzewania, chłodzenia czy ładowania samochodu elektrycznego.
Samo zamontowanie paneli fotowoltaicznych nie oznacza jednak, że potencjał instalacji będzie wykorzystywany w maksymalnym stopniu. Duże znaczenie ma prawidłowe zaprojektowanie systemu, odpowiednie rozmieszczenie modułów oraz sposób korzystania z wyprodukowanej energii.
Im większą część energii produkowanej przez fotowoltaikę uda się wykorzystać bezpośrednio na miejscu, tym większa może być praktyczna korzyść z własnej instalacji PV.
Jak zatem efektywnie wykorzystać energię ze słońca? W poniższym poradniku wyjaśniamy, jak działa fotowoltaika, na co zwrócić uwagę przy wyborze instalacji oraz jakie rozwiązania pomagają zwiększyć wykorzystanie produkowanej energii.
Jak działa fotowoltaika i w jaki sposób powstaje energia ze słońca?
Podstawowym elementem instalacji fotowoltaicznej są moduły PV, potocznie nazywane panelami fotowoltaicznymi. Ich zadaniem jest przekształcanie promieniowania słonecznego w energię elektryczną.
Kiedy światło dociera do ogniw fotowoltaicznych znajdujących się w panelach, powstaje prąd stały. Następnie trafia on do falownika, czyli urządzenia odpowiedzialnego za przekształcenie go w prąd przemienny wykorzystywany przez urządzenia znajdujące się w budynku.
Wyprodukowana energia może zostać zużyta między innymi przez:
- oświetlenie,
- sprzęt RTV i AGD,
- klimatyzację,
- pompę ciepła,
- urządzenia biurowe,
- maszyny produkcyjne,
- systemy wentylacji,
- podgrzewacze wody,
- ładowarkę samochodu elektrycznego.
Największą zaletą fotowoltaiki jest możliwość produkowania energii dokładnie w miejscu jej zużycia. Właściciel budynku może w ten sposób ograniczyć ilość energii pobieranej z sieci elektroenergetycznej.
Produkcja instalacji nie jest jednak stała. Zależy od pory dnia, pory roku, pogody, ustawienia modułów, ich temperatury oraz ewentualnego zacienienia.
Z tego względu odpowiednie zaprojektowanie instalacji jest jednym z najważniejszych warunków jej efektywnej pracy.
Profesjonalny montaż instalacji fotowoltaicznych powinien uwzględniać nie tylko dostępną powierzchnię dachu lub działki, ale również rzeczywiste potrzeby energetyczne użytkownika.
Jak dobrać instalację fotowoltaiczną do zużycia energii?
Jednym z najczęściej popełnianych błędów jest wybieranie instalacji fotowoltaicznej wyłącznie na podstawie dostępnej powierzchni dachu. Tymczasem punktem wyjścia powinno być przede wszystkim zapotrzebowanie energetyczne budynku.
Przed zaprojektowaniem systemu warto przeanalizować zużycie energii z poprzednich miesięcy lub lat. Pozwala to określić, ile energii rzeczywiście zużywa gospodarstwo domowe lub firma.
Trzeba jednak uwzględnić również planowane zmiany.
Jeżeli właściciel domu zamierza w przyszłości zamontować pompę ciepła, klimatyzację lub kupić samochód elektryczny, zużycie energii może istotnie wzrosnąć. Podobnie wygląda sytuacja w przedsiębiorstwach planujących zakup nowych maszyn lub zwiększenie skali działalności.
Instalacja powinna być więc projektowana nie tylko na podstawie aktualnej sytuacji, ale również z uwzględnieniem przewidywanego zapotrzebowania.
Nie zawsze największa możliwa instalacja będzie najlepsza. Kluczowe znaczenie ma dopasowanie jej mocy do sposobu korzystania z energii.
Właściwe dobranie systemu pozwala lepiej wykorzystać produkcję fotowoltaiki oraz ograniczyć ilość energii, która nie zostaje zużyta bezpośrednio w budynku.
Dlatego analiza zużycia energii powinna być jednym z pierwszych etapów planowania inwestycji.
Autokonsumpcja energii z fotowoltaiki – jak ją zwiększyć?
Jednym z najważniejszych pojęć związanych z efektywnym wykorzystaniem instalacji PV jest autokonsumpcja.
Autokonsumpcja oznacza zużywanie energii elektrycznej w tym samym miejscu i czasie, w którym jest ona produkowana przez instalację fotowoltaiczną.
Przykład jest prosty. Jeżeli instalacja w danym momencie produkuje 3 kW energii, a urządzenia w budynku zużywają dokładnie taką samą moc, cała produkowana energia może być wykorzystywana na miejscu.
Z punktu widzenia właściciela instalacji jest to sytuacja bardzo korzystna.
Problem polega na tym, że największa produkcja energii z fotowoltaiki przypada zazwyczaj na godziny dzienne, podczas gdy w wielu gospodarstwach domowych większe zużycie występuje rano oraz wieczorem.
Można jednak częściowo zmienić ten sposób korzystania z energii.
Warto uruchamiać najbardziej energochłonne urządzenia w godzinach największej produkcji fotowoltaiki. Dotyczy to na przykład pralki, suszarki, zmywarki, klimatyzacji czy podgrzewania wody.
Nowoczesne urządzenia często posiadają funkcję opóźnionego startu, dzięki której można zaprogramować ich uruchomienie na wybraną godzinę.
Jeszcze większe możliwości daje automatyka domowa oraz systemy zarządzania energią. Mogą one reagować na aktualną produkcję instalacji i włączać wybrane urządzenia wtedy, gdy pojawia się nadwyżka energii.
W przedsiębiorstwach podobne podejście można zastosować do maszyn, systemów wentylacyjnych, chłodniczych czy procesów technologicznych, których czas działania może być przynajmniej częściowo dostosowany do produkcji fotowoltaiki.
Efektywne wykorzystanie energii ze słońca nie polega więc wyłącznie na zwiększaniu produkcji. Równie ważne jest odpowiednie zarządzanie zużyciem.
Magazyn energii i fotowoltaika – czy warto gromadzić nadwyżki?
Kolejnym sposobem na zwiększenie wykorzystania energii ze słońca jest magazyn energii.
W tradycyjnej instalacji fotowoltaicznej produkcja energii musi być na bieżąco zużywana lub przekazywana dalej zgodnie z konfiguracją instalacji i obowiązującym modelem rozliczeń.
Magazyn energii pozwala zatrzymać część nadwyżek i wykorzystać je później.
Przykładowo w słoneczne południe instalacja może produkować więcej energii niż aktualnie potrzebuje budynek. Zamiast pozostawiać całą nadwyżkę niewykorzystaną na miejscu, można przeznaczyć jej część na ładowanie magazynu.
Wieczorem, gdy produkcja paneli spada lub całkowicie ustaje, zgromadzona energia może zasilać urządzenia znajdujące się w budynku.
Dzięki temu wzrasta poziom autokonsumpcji.
Magazyn energii może być szczególnie interesującym rozwiązaniem dla budynków, w których duża część zużycia przypada na godziny wieczorne.
Przed jego zakupem należy jednak przeanalizować profil zużycia energii oraz wielkość instalacji fotowoltaicznej. Pojemność magazynu powinna być dopasowana do realnych potrzeb.
Zbyt mały magazyn może szybko się wypełniać, natomiast nadmiernie duży może nie być regularnie wykorzystywany w pełnym zakresie.
Dlatego fotowoltaika i magazyn energii powinny być traktowane jako elementy jednego systemu energetycznego, który należy zaprojektować z uwzględnieniem sposobu użytkowania budynku.
Fotowoltaika z pompą ciepła, klimatyzacją i samochodem elektrycznym
Własna instalacja PV może zyskać dodatkowe zastosowanie, gdy energia elektryczna zastępuje inne nośniki energii.
Dobrym przykładem jest pompa ciepła.
Połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła pozwala wykorzystywać energię produkowaną przez moduły do ogrzewania lub chłodzenia budynku oraz przygotowywania ciepłej wody użytkowej.
W okresie letnim bardzo dobrym odbiornikiem energii z fotowoltaiki może być klimatyzacja. Zapotrzebowanie na chłodzenie jest zwykle największe właśnie w słoneczne dni, kiedy również instalacja PV może produkować dużą ilość energii.
To sprawia, że charakterystyki produkcji i zużycia dobrze się uzupełniają.
Kolejnym rozwiązaniem jest samochód elektryczny.
Jeżeli pojazd może być ładowany w ciągu dnia, część produkowanej energii można kierować bezpośrednio do jego akumulatora. W przypadku firm dysponujących flotą samochodów elektrycznych może to dodatkowo zwiększyć wykorzystanie własnej instalacji.
Energię z fotowoltaiki można wykorzystać również do podgrzewania wody. Zamiast magazynować energię wyłącznie w akumulatorach, część nadwyżek może zostać przeznaczona na pracę urządzeń odpowiedzialnych za przygotowanie ciepłej wody użytkowej.
Im więcej procesów energetycznych w budynku korzysta z energii elektrycznej, tym większe możliwości efektywnego wykorzystania własnej produkcji z fotowoltaiki.
Co wpływa na wydajność instalacji fotowoltaicznej?
Efektywność instalacji zależy nie tylko od jej mocy. Duże znaczenie mają warunki, w jakich pracują moduły.
Jednym z kluczowych czynników jest orientacja paneli względem stron świata.
Bardzo korzystne warunki mogą zapewniać moduły skierowane w stronę południową, ale nie oznacza to, że instalacje o innej orientacji są nieopłacalne. W wielu przypadkach bardzo dobrze sprawdzają się także systemy skierowane na południowy wschód, południowy zachód, a także instalacje wschód-zachód.
Układ wschód-zachód może być szczególnie interesujący wtedy, gdy właścicielowi zależy na bardziej rozłożonej w czasie produkcji energii.
Znaczenie ma także kąt nachylenia paneli oraz zacienienie.
Drzewa, kominy, inne budynki, anteny czy elementy konstrukcji mogą powodować okresowe ograniczenie ilości promieniowania docierającego do modułów.
Z tego względu lokalizacja paneli powinna być dokładnie przeanalizowana jeszcze przed montażem.
Istotna jest również jakość komponentów oraz prawidłowe wykonanie instalacji. Nawet dobre moduły nie zapewnią oczekiwanych rezultatów, jeżeli cały system zostanie niewłaściwie zaprojektowany.
Właśnie dlatego warto powierzyć montaż fotowoltaiki firmie, która dobierze rozwiązanie do warunków technicznych konkretnej nieruchomości.
Profesjonalny projekt powinien uwzględniać zarówno potencjalną produkcję energii, jak i sposób jej wykorzystania.
Jak najlepiej wykorzystać energię słoneczną w domu lub firmie?
Największy potencjał fotowoltaiki można uzyskać wtedy, gdy instalacja jest traktowana jako część większego systemu energetycznego budynku.
Pierwszym krokiem powinno być odpowiednie dobranie mocy instalacji. Kolejnym — takie zarządzanie urządzeniami, aby możliwie duża część energii była zużywana w godzinach produkcji.
Warto również analizować dane dotyczące działania systemu.
Nowoczesne falowniki i systemy monitoringu pozwalają obserwować produkcję energii niemal na bieżąco. Po zestawieniu jej z profilem zużycia można łatwiej określić, w których godzinach pojawiają się największe nadwyżki.
Na podstawie takich danych można zmienić harmonogram pracy urządzeń lub zdecydować o zastosowaniu dodatkowych rozwiązań, takich jak magazyn energii, pompa ciepła czy inteligentny system zarządzania energią.
Dobrze zaprojektowana instalacja fotowoltaiczna może więc stać się podstawą bardziej świadomego zarządzania energią w całym budynku.
Fotowoltaika pozwala produkować energię tam, gdzie jest ona potrzebna. Jeżeli instalacja zostanie właściwie dobrana, a użytkownik odpowiednio wykorzystuje jej produkcję, możliwe jest ograniczenie ilości energii pobieranej z sieci oraz zwiększenie wykorzystania energii pochodzącej ze słońca.
W EKAP ENERGO realizujemy montaż instalacji fotowoltaicznych dopasowanych do warunków technicznych nieruchomości oraz potrzeb jej użytkowników. Właściwy projekt, odpowiednie rozmieszczenie modułów i dobór mocy instalacji są podstawą efektywnego wykorzystania energii słonecznej przez wiele lat.