Warto na poważnie pomyśleć o możliwości zastosowania rozwiązań fotowoltaicznych.

Czy warto je stosować, czy to się opłaca? Powszechne skojarzenie jest takie: własna elektrownia = samowystarczalność! Żegnajcie rachunki za prąd, żegnajcie przerwy w dostawach energii, to już nie będzie mnie dotyczyć. W niektórych sytuacjach jest to możliwe. Ale pod pewnymi warunkami.

Kiedy wyprodukuje się najwięcej energii?
W oparciu o jaką technologię działa domowa elektrownia i ile można z niej wyprodukować prądu? W bardzo dużym skrócie i uproszczeniu: foton, czyli składowa światła słonecznego, padając na powierzchnię wyposażoną w odpowiedni półprzewodnik, jeżeli posiada odpowiednią energię, powoduje „wybicie” (rozerwanie wiązania) elektronu z atomu jednej warstwy półprzewodnika w kierunku drugiej, a wygenerowany w ten sposób ruch elektronów to nic innego jak płynący prąd. Jeżeli foton nie będzie mieć odpowiedniej energii, jeżeli foton dociera do ogniwa fotowoltaicznego cherlawy, bo traci siły, przedzierając się przez chmury; bo późniejsza pora dnia i pada pod mniejszym kątem to instalacja fotowoltaiczna jest zacieniona w efekcie czego wyprodukuje mniej energii, lub wcale. Jeżeli przy słonecznej pogodzi będziemy mieli skierowaną instalację idealnie na południe, najwięcej prądu będzie produkowane połowie dnia, gdy słońce stoi najwyżej i promieniowanie jest najintensywniejsze. Największych uzysków możemy spodziewać się więc latem, około godziny 13. Jakiekolwiek odstępstwo od kierunku południowego będzie wiązało się z mniejszą produktywnością instalacji. Podobnie jest z nachyleniem samych paneli fotowoltaicznych - można powiedzieć, że fotony częściej „rykoszetują”, gdy nie padają na wprost, co ogranicza produkcję energii.

Podstawowy parametr
Pojawia się pytanie, ile może być energii w promieniowaniu słonecznym. Funkcjonuje w nauce takie pojęcie jak „stała słoneczna”. Jest to uśredniona wartość natężenia promieniowania słonecznego docierającego na orbitę ziemską Stała słoneczna wynosi 1367 W/m2. To oznacza, że nasza instalacja fotowoltaiczna może tej energii w przeliczeniu na m2 swojej powierzchni wyprodukować już tylko mniej. Jeżeli uwzględnimy, że światło, zanim do nas dotrze, przedziera się jeszcze przez atmosferę, chmury, zanieczyszczenia, czy ulega odbiciu, to okaże się, że zarówno w ciągu dnia, jak i o różnych porach roku wielkości tego natężenia mogą być różne. W polskich warunkach powoduje to, że jego górne wartości w najbardziej sprzyjających okolicznościach będą oscylowały wokół 1000 W/m2. Dla naszego kraju roczna suma promieniowania to wartości rzędu 930 - 1070 kWh/m2.

Ile energii ze słońca będziemy w stanie wykorzystać? To zależy w dużym stopniu od sprawności modułów fotowoltaicznych (te najbardziej popularne mają sprawność od 12 proc. do 16 proc.) oraz od tzw. inwerterów. W naszych warunkach można przyjąć, że z 1 kWp mocy instalacji może wyprodukować ok. 950 kWh energii elektrycznej. Firmy montujące urządzenia fotowoltaiczne posiadają specjalistyczne programy pozwalające obliczyć produktywność konkretnej instalacji. Uwzględniają one nie tylko daną lokalizację, ale także kąt nachylenia paneli i stronę świata, w którą będą one skierowane, a także warunki atmosferyczne występujące w poprzednich latach. Warto poprosić firmę o takie wyliczenie, pamiętając jednocześnie, że będą to wartości szacunkowe. Na przykład słoneczny czerwiec w roku poprzednim nie oznacza braku burz i deszczu w kolejnym roku .

Czy będziemy samowystarczalni?
Samowystarczalność – czy to możliwe? Nasza instalacja nie będzie przecież produkować prądu w nocy, a przez sporą część dnia nie osiągnie mocy maksymalnej. Produkcja energii zależy też – jak to zostało wspomniane - od pory roku. Można zrobić bardzo dużą instalację, dobierając jej moc do największego swojego zapotrzebowania na energię w najgorszych warunkach słonecznych. Wtedy wystarczy, że większość czynności domowych wymagających energii elektrycznej wykonamy w środku dnia i będziemy chodzili spać „z kurami” lub siedzieli w nocy „o świeczce”. Ale i to pod warunkiem, że jesteśmy Krezusem, królem Lidii, bo realizacja takiej inwestycji wymaga i dużych przestrzeni, bowiem instalacja o mocy 1 kWp to ok. 8 m2, i swobodnego dostępu do kopalni złota – z uwagi na koszty. Zatem niekoniecznie tędy droga. Można jednak zastosować w instalacji fotowoltaicznej magazyny energii: akumulatory, zasobniki na ciepłą wodę – co w przypadku akumulatorów pozwoliłoby bardziej równomiernie rozłożyć wykorzystanie energii z instalacji w ciągu doby lub tygodnia, ale już nie w ciągu roku. I to ma już większy sens. Przy obecnej technologii zgromadzenie energii elektrycznej latem, gdy będzie jej dużo i wykorzystanie jej w zimie, gdy instalacja będzie energii produkować dużo mniej, a zapotrzebowanie na nią w domach wzrasta, to też spore wyzwanie. Szczęśliwie większość z nas może potraktować sieć elektroenergetyczną jako rodzaj „akumulatora” i nadwyżkę z lata „odebrać” w zimie w postaci niższych rachunków.

Autor, Radosław Stępczyński, jest Głównym Ekologiem ds. Klientów Detalicznych Banku Ochrony Środowiska

Źródło: https://www.bosbank.pl/