Fotowoltaika od lat cieszy się w Polsce ogromną popularnością i coraz częściej pojawia się na dachach domów jednorodzinnych oraz budynków firmowych. Panele słoneczne produkują energię elektryczną tylko wtedy, gdy pada na nie światło dzienne, natomiast zapotrzebowanie gospodarstwa domowego rozkłada się na całą dobę. Taka rozbieżność rodzi wiele pytań o to, jak w praktyce wygląda przepływ energii między instalacją, domem a siecią energetyczną. Czy prąd z paneli trafia do gniazdek od razu po wyprodukowaniu, czy może najpierw jest gdzieś magazynowany?
Przeczytaj także:
- Jak odczytywać licznik dwukierunkowy?
- Ile razy można skorzystać z ulgi termomodernizacyjnej?
- Ile waży pojedynczy panel fotowoltaiczny?
Jak działa instalacja fotowoltaiczna?
Instalacja fotowoltaiczna przekształca energię promieniowania słonecznego w prąd elektryczny, który po przetworzeniu przez falownik zasila urządzenia w budynku. Sercem całego systemu są panele zbudowane z ogniw krzemowych. Kiedy światło dociera do ich powierzchni, w materiale półprzewodnikowym zachodzi zjawisko fotowoltaiczne i zaczyna płynąć prąd stały.
Prąd stały nie nadaje się jednak do zasilania domowych sprzętów. Kluczową rolę odgrywa tu falownik, określany również jako inwerter. Urządzenie to zamienia prąd stały na prąd przemienny o napięciu 230 V i częstotliwości 50 Hz, a więc o parametrach identycznych jak w sieci energetycznej. Nowoczesne inwertery dodatkowo nadzorują pracę całego systemu, zbierają dane o produkcji i umożliwiają podgląd wyników w aplikacji mobilnej.
Ostatnim ogniwem układu jest licznik dwukierunkowy. Mierzy on zarówno energię pobraną z sieci, jak i tę, która została do niej oddana. Bez tego elementu rozliczenie prosumenta z zakładem energetycznym byłoby niemożliwe.
Czy prąd z fotowoltaiki jest wykorzystywany na bieżąco?
Tak, energia z paneli słonecznych w pierwszej kolejności trafia do urządzeń, które akurat pracują w budynku. Lodówka, pompa ciepła, klimatyzacja czy komputer czerpią prąd prosto z dachu, a dopiero brakującą część instalacja dobiera z sieci energetycznej. Takie bezpośrednie zużycie nosi nazwę autokonsumpcji i to właśnie ono przynosi największe oszczędności, ponieważ każda kilowatogodzina zużyta na miejscu w pełni zastępuje energię kupowaną po stawce rynkowej.
Trudność polega na tym, że szczyt produkcji przypada na godziny okołopołudniowe, a większość domowników przebywa wtedy w pracy lub w szkole. W efekcie typowe gospodarstwo domowe zużywa na bieżąco jedynie 20–30% wytworzonej energii. Reszta automatycznie płynie do sieci, ponieważ system bez magazynu nie ma możliwości przechowania prądu na później.
Poziom autokonsumpcji można podnieść w prosty sposób. Wystarczy zaplanować pracę energochłonnych urządzeń na godziny największego nasłonecznienia. Zmywarka lub pralka uruchomiona w południe wykorzysta darmową energię słoneczną zamiast prądu kupowanego wieczorem po pełnej cenie. Pomocne okazują się także programatory czasowe oraz inteligentne gniazdka, które same włączają sprzęty w momencie wysokiej produkcji.
W jaki sposób może być wykorzystana nadwyżka energii z fotowoltaiki?
Nadwyżka energii z fotowoltaiki może zostać oddana do sieci w ramach net-billingu, zgromadzona w przydomowym magazynie energii albo spożytkowana na podgrzewanie wody i ładowanie samochodu elektrycznego. Wybór konkretnego rozwiązania zależy od profilu zużycia, wielkości instalacji oraz budżetu inwestora.
W systemie net-billingu każda kilowatogodzina wprowadzona do sieci jest wyceniana po cenie rynkowej i zapisywana na koncie prosumenta jako tzw. depozyt prosumencki. Zgromadzone w ten sposób środki pomniejszają później rachunki za energię pobraną z sieci w godzinach wieczornych i nocnych. Sieć energetyczna pełni więc rolę wirtualnego portfela, choć trzeba pamiętać, że ceny sprzedaży nadwyżek bywają niższe od cen zakupu prądu.
Znacznie większą niezależność zapewnia magazyn energii. Akumulator litowy gromadzi nadprodukcję w ciągu dnia i oddaje ją po zmroku, kiedy panele już nie pracują. Dzięki takiemu rozwiązaniu autokonsumpcja rośnie nawet do 70–80%, a dom w mniejszym stopniu odczuwa podwyżki cen prądu. Odpowiednio dobrany akumulator zapewnia również zasilanie awaryjne podczas przerw w dostawie energii z sieci. Warto dodać, że zakup akumulatora bywa objęty dofinansowaniem z programów takich jak Mój Prąd.
Ciekawą alternatywą jest magazynowanie nadwyżek w postaci ciepła. Grzałka zamontowana w zasobniku ciepłej wody użytkowej lub w buforze centralnego ogrzewania zamienia darmowy prąd na ciepło dostępne przez wiele godzin. Podobnie działa ładowanie samochodu elektrycznego w ciągu dnia, gdyż bateria pojazdu przejmuje energię, która w innym wypadku trafiłaby do sieci po niekorzystnej stawce.
Czy nadwyżka prądu z instalacji fotowoltaicznej przechodzi na kolejny rok?
Środki zgromadzone w depozycie prosumenckim zachowują ważność przez 12 miesięcy od chwili zapisania na koncie, a po tym czasie niewykorzystana wartość podlega tylko częściowemu zwrotowi. Operator wypłaca wówczas nadpłatę, jednak jej wysokość nie może przekroczyć 20% wartości energii wprowadzonej do sieci w danym miesiącu kalendarzowym. W praktyce oznacza to, że długotrwałe gromadzenie dużych nadwyżek jest nieopłacalne.
Inaczej wyglądała sytuacja w starym systemie opustów, który obejmuje osoby przyłączone do sieci przed kwietniem 2022 roku. Tam rozliczenie odbywa się w ujęciu ilościowym w okresie rocznym, a energia nieodebrana w ciągu 12 miesięcy po prostu przepada bez żadnej rekompensaty. Prosument oddaje 1 kWh i może odebrać 0,8 kWh lub 0,7 kWh w zależności od mocy instalacji.
Z tego względu kluczowe znaczenie ma prawidłowe dopasowanie mocy paneli do realnego zużycia energii w budynku. Zbyt duża elektrownia słoneczna generuje nadwyżki, których nie da się w pełni odzyskać, natomiast dobrze zwymiarowany system w połączeniu z magazynem energii i świadomym planowaniem zużycia pozwala maksymalnie wykorzystać każdą wyprodukowaną kilowatogodzinę.