Jakwykorzystaćenergięsłonecznąwdomu?

Jak wykorzystać energię słoneczną w domu?

Energia słoneczna wydaje się być obiecującym źródłem energii dla gospodarstw domowych, a zwłaszcza domów jednorodzinnych. I nic w tym dziwnego. Słońce świeci za darmo, ceny niezbędnych technologii stają się coraz bardziej przystępne, a wydajność paneli fotowoltaicznych rośnie. Dodatkowo każdy dom jednorodzinny posiada przestrzeń odpowiednią dla umieszczenia elektrowni słonecznej - dach. Istnieje kilka sposobów na to, w jaki sposób korzystać z energii słonecznej w domu. Zacznijmy jednak od kilka podstawowych informacji.

Energia słoneczna - co musisz o niej wiedzieć?

W Polsce na jeden metr kwadratowy powierzchni ziemi przypada rocznie około 1 MWh energii, a mniej więcej trzy czwarte tej ilości przypada na powierzchnię ziemi w okresie od kwietnia do września. Z tych liczb wynikają już pewne zalety i wady korzystania z energii słonecznej. Jedna megawatogodzina na metr kwadratowy rocznie, to bardzo przyzwoita ilość darmowej energii. Jej otrzymywanie jest jednak bardzo nierównomierne w czasie, a ma miejsce zwłaszcza latem i w ciągu dnia. Niestety, większość z nas potrzebuje energii szczególnie w długie zimowe wieczory i ciemne poranki. A to są właśnie kluczowe aspekty, z którymi technologia domowych elektrowni słonecznych musi sobie jakoś radzić.

Energię wyprodukowaną w ciągu dnia najczęściej zużywamy dopiero po zmroku

Oczywiście panele fotowoltaiczne nie działają ze 100% wydajnością i tylko niewielka część całkowitej ilości energii słonecznej zamieniana jest na energię elektryczną - około 20%. Moc paneli fotowoltaicznych podana jest w jednostkach Wp (watt peak). Ich liczba wskazuje na wydajność panelu słonecznego w warunkach tak zwanego pełnego nasłonecznienia. Na rynku zazwyczaj można znaleźć panele fotowoltaiczne o mocy 300–380 Wp i więcej. Mniejsza elektrownia słoneczna z 6 panelami fotowoltaicznymi zapewni w słoneczny dzień moc 1,8-2,28 kWp, zajmując przy tym łącznie około 12 m2 powierzchni. 

Przybliżona roczna produkcja energii elektrycznej przez domową elektrownię fotowoltaiczną wynosi około 980 kWh

Jakiej rocznej produkcji energii elektrycznej można się spodziewać? W przybliżeniu należy spodziewać się rocznej produkcji 980 kWh energii elektrycznej na jedną zainstalowaną kWp mocy paneli słonecznych. Kluczową rolę odgrywa tutaj jednak lokalizacja na terenie Polski, orientacja elektrowni fotowoltaicznej oraz kąt nachylenia paneli.

Rodzaje elektrowni fotowoltaicznych

  • Zwykła domowa elektrownia - wytwarza energię elektryczną na potrzeby gospodarstwa domowego i dostarcza nadwyżkę do sieci dystrybucji energii elektrycznej po cenie zakupu.
  • Elektrownia wyspowa (off-grid) - nie jest podłączona do sieci dystrybucyjnej. Cała energia elektryczna jest zużywana przez gospodarstwo domowe na miejscu.
  • Elektrownia hybrydowa - jest połączeniem obu powyższych systemów, a jej kluczowym elementem jest inwerter hybrydowy. Niezależność od sieci zapewniają akumulatory magazynujące energię, jednak w razie potrzeby istnieje możliwość poboru energii z sieci. 

Prosty sposób - solarne podgrzewanie wody

Najprostszym sposobem na wykorzystanie energii słonecznej w domu jest fotowoltaiczne ogrzewanie wody. W tym przypadku energia elektryczna wytwarzana przez elektrownię na dachu ogrzewa wodę w bojlerze. Takie rozwiązanie ma kilka zalet.

Wyprodukowana energia może zostać wykorzystana do podgrzewania wody w bojlerze elektrycznym

Po pierwsze, jest to bardzo łatwe rozwiązanie. W praktyce wystarczy bojler elektryczny, kilka paneli fotowoltaicznych i elektronika, która steruje wszystkim i dba o optymalne działanie całego systemu. W przeciwieństwie do starszych, ale wciąż używanych systemów termicznych (słońce w kolektorach ogrzewa płyn roboczy, który następnie oddaje ciepło wodzie), fotowoltaika jest łatwiejsza w utrzymaniu i realizacji oraz lepiej sprawdza się w mroźne i słoneczne dni. 

Z wody podgrzanej w bojlerze możemy korzystać w dowolnym momencie

Po drugie, fotowoltaiczne ogrzewanie wody jest tanie – prostota technologii wiąże się również z niskimi kosztami zakupu. Bojler elektryczny w tym systemie działa na zasadzie akumulatora i tym samym umożliwia korzystanie z energii słonecznej nawet wtedy, gdy słońce nie świeci. Woda jest po prostu podgrzewana w nim w ciągu dnia i dostępna również wieczorem. Oczywiście bojler może również korzystać ze zwykłej energii elektrycznej pochodzącej z sieci dystrybucyjnej.

Wyprodukowaną energię najlepiej użyć zarówno do podgrzewania wody, jak i innych potrzeb gospodarstwa domowego

Prawidłowo zaprojektowany fotowoltaiczny system podgrzewania wody może pokryć ponad 60% zużycia ciepłej wody w normalnym gospodarstwie domowym, a od kwietnia do września słońce zazwyczaj pokrywa całe zużycie. Warto jednak pamiętać o tym, że w ten sposób ogrzewasz wyłącznie wodę, a latem może dojść do sytuacji, że zostanie ona bardzo szybko podgrzana, a fotowoltaika ograniczy swoją wydajność. Latem produkcja energii elektrycznej z paneli słonecznych jest bowiem największa. Dlatego specjaliści zazwyczaj zalecają korzystanie z systemu do podgrzewania wody, a jednocześnie używania wyprodukowanej energii na pokrycie zapotrzebowania gospodarstwa domowego.

Korzystny sposób - produkcja energii elektrycznej na własny użytek

Ciekawszym sposobem wykorzystania energii słonecznej w domu jest własna produkcja energii elektrycznej oraz jak największe zużycie tej energii w gospodarstwie domowym. Uzupełnieniem fotowoltaiki dachowej w takim przypadku jest również falownik, czyli inwerter prądu stałego z paneli fotowoltaicznych na wspólny prąd przemienny 230V/50Hz - z którego prąd rozprowadzany jest do gniazdek. 

Akumulator wyprodukowanej energii elektrycznej jest podłączony do falownika

​​Częścią domowej elektrowni słonecznej powinna być również jakaś forma magazynowania energii, ponieważ bez tego całe urządzenie działa bardzo nieefektywnie. W tym celu może zostać wykorzystany już wcześniej wspomniany bojler elektryczny, który wykorzysta nadmiar wyprodukowanej energii elektrycznej do podgrzewania wody. Jednak coraz częściej stosowane są również domowe akumulatory energii elektrycznej. Przykładem jest dobrze znane urządzenie Tesla Powerwall, ale na rynku można już dostać całą gamę akumulatorów o różnych pojemnościach. Akumulator do użytku domowego to zazwyczaj kompletne urządzenie, które wystarczy podłączyć do falownika. Zwykle jest on w stanie przechowywać kilka kWh energii słonecznej w ciągu dnia do wykorzystania wtedy, gdy słońce już zajdzie. Minusem akumulatora może okazać się jednak jego wysoka cena

Korzystając z wirtualnego magazynowania posiadasz również  dostęp do danych dotyczących produkcji i zużycia energii

Ciekawym sposobem na zwiększenie efektywności ekonomicznej elektrowni słonecznej jest tzw. wirtualne magazynowanie energii. Polega ono na wykorzystaniu sieci dystrybucji energii elektrycznej jako akumulatora, w którym „magazynujesz” wyprodukowaną energię elektryczną, a następnie ją odbierasz i zużywasz. W tym wypadku Twoja elektrownia fotowoltaiczna musi być jednak podłączona do sieci dystrybucyjnej.

Falownik jest nazywany sercem całego systemu

Kluczowym elementem domowej elektrowni  fotowoltaicznej jest falownik. Zazwyczaj nie tylko zajmuje się zmianą prądu stałego na prąd przemienny, ale również pełni rolę głównej jednostki sterującej, która odpowiada za przełączanie podgrzewania wody, ładowanie akumulatora i przełączanie zużycia energii elektrycznej, gdy słońce nie świeci, a akumulator jest już rozładowany.

Korzystając z dotacji możesz obniżyć koszt inwestycji do elektrowni fotowoltaicznej

Początkowa inwestycja do domowej elektrowni z magazynowaniem energii będzie już o nieco droższa, w porównaniu z wcześniej wspomnianym systemem posiadającym wyłącznie opcję podgrzewania wody. Zależy to głównie od warunków lokalnych, mocy zainstalowanej elektrowni fotowoltaicznej i innych jej dodatkowych funkcji. Zwrot z takiej inwestycji nastąpi po około 15 latach. Jednak korzystając z dostępnych dotacji rządowych do paneli fotowoltaicznych możesz obniżyć jej koszt, skracając w ten sposób okres jej zwrotu.

Czy dzisiejszy artykuł był dla Ciebie przydatny? Jeśli masz jakieś pytania, na które wciąż nie znalazłeś odpowiedzi, skontaktuj się z nami! 

Szukasz rozwiązania dopasowanego do potrzeb Twojego domu i jego zużycia?

Separátor

Więcej artykułów na ten temat fotowoltaika