Instalacja fotowoltaiczna w budynku pasywnym

W ostatnich latach coraz większą popularnością cieszą się budynki pasywne, czyli takie które charakteryzują się bardzo niskim zapotrzebowaniem na energię. Jest to realizowane przez prostą i zwartą konstrukcję budynku, odpowiednią lokalizację względem stron świata oraz umieszczenie przeszkleń od południa i unikanie okien od północy, co pozwala na najbardziej optymalne wykorzystanie zysków od nasłonecznienia.


Budynki pasywne charakteryzują się również wyższą szczelnością zapewnioną poprzez odpowiednie elementy okienne i drzwiowe oraz izolację budynku. Wszystko to pozwala na osiągnięcie niższych kosztów eksploatacji niż w przypadku standardowych budynków. Czy jest jednak możliwe całkowite wyeliminowanie kosztów związanych ze zużyciem energii elektrycznej w takim budynku? Czy instalacja fotowoltaiczna będzie odpowiednim wyborem?


Czym jest fotowoltaika i jak działa?

Coraz częściej możemy zobaczyć instalacje fotowoltaiczne na dachach budynków. Jednak jak właściwie działa ta technologia i jakie elementy wchodzą w skład instalacji? Instalacje fotowoltaiczne składają się z modułów fotowoltaicznych, inwertera (falownika), okablowania i zabezpieczeń. Aby monitorować ilość wytworzonej i pobranej z sieci energii konieczna jest także instalacja licznika dwukierunkowego, to jednak leży w obowiązku zakładu energetycznego. Kluczowymi elementami instalacji są moduły oraz falownik. Moduły to wykonane najczęściej z krzemu płaskie urządzenia, montowane na dachu budynku lub na gruntowej konstrukcji. To one przetwarzają energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną wykorzystując zjawisko fotowoltaiczne. Obecnie na rynku dostępnych jest wiele rodzajów modułów, które różnią się od siebie parametrami technicznymi – mocą, sprawnością czy rozmiarami, a także wykorzystywaną technologią, a nawet wyglądem – niektóre z modułów mają srebrne, inne czarne ramki, które mniej odznaczają się na tle dachu.

Prąd generowany w modułach to prąd stały. Aby przekształcić go na prąd przemienny taki jaki płynie w gniazdkach konieczny jest inwerter. To on zamienia prąd wyprodukowany przez panele na taki, który możemy potem wykorzystać w mieszkaniach. To jednak nie jedyna funkcja falownika. Umożliwia on także monitoring pracy instalacji oraz wyposażony jest w odpowiednie zabezpieczenia. Obecnie większość producentów falowników umożliwia podgląd pracy instalacji w aplikacji – możemy zobaczyć ile prądu wyprodukowała instalacja o danej godzinie. Dzięki temu możliwe jest szybsze zauważenie nieprawidłowości pracy instalacji. Poza inwerterem oraz modułami w skład instalacji fotowoltaicznej wchodzi okablowanie, które łączy poszczególne elementy instalacji, zabezpieczenia, które pozwalają na bezpieczną pracę, a także konstrukcja dostosowana do tego, gdzie będzie mieścić się instalacja.

Kiedy warto rozważyć instalację fotowoltaiczną w swoim domu?

Montaż instalacji fotowoltaicznej brzmi jak idealne rozwiązanie, które pozwoli na zmniejszenie kosztów eksploatacji budynku. Trzeba jednak pamiętać, że nie zawsze będzie to opłacalna inwestycja. Kiedy zatem należy zastanowić się czy warto inwestować w fotowoltaikę? O czym warto pamiętać i na co zwrócić uwagę? Moduły fotowoltaiczne przetwarzają energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Ich działanie jest ściśle związane z nasłonecznieniem. Będą pracować najwydajniej jeśli będą skierowane na południe. Dobre uzyski można uzyskać także przy odchyleniu na zachód lub wschód, jednak skierowanie instalacji na północ będzie powodować, że uzyski z instalacji będą niewielkie, a jej praca nieopłacalna. Gdy konstrukcja lub usytuowanie budynku nie pozwala na odpowiednie ułożenie paneli na dachu można zdecydować się na gruntową instalację, gdzie moduły ułożone są na specjalnych konstrukcjach.


Poza niewłaściwą lokalizacją instalacji problemem może okazać się zacienienie, np. w sytuacji gdy instalacja znajduje się w pobliżu wysokich drzew lub pada na nią cień innych budynków. Jeśli poszczególne moduły są zacienione jedynie przez jakąś część dnia rozwiązaniem mogą być mikroinwertery lub optymalizatory. Mikroinwertery działają tak jak opisane wcześniej tradycyjne inwertery. To co odróżnia je od większych odpowiedników to fakt, że są montowane przy pojedynczym module. Dzięki temu zacienienie na jednym urządzeniu nie będzie miało wpływu na pozostałe. Niestety to rozwiązanie jest rzadko stosowane w praktyce ze względu na wysokie koszty. Mikroinwertery są także bardziej narażone na uszkodzenia. Wynika to z faktu, że są montowane pod modułami, gdzie jest większe ryzyko wystąpienia bardziej ekstremalnych warunków pogodowych. W przypadku ryzyka zacienienia częściej stosowane są optymalizatory mocy. Są to urządzenia montowane przy pojedynczych modułach, które zapewniają pracę w punkcie mocy maksymalnej. W praktyce prowadzi to do wytworzenia największej możliwej mocy przez moduł w aktualnych warunkach. Moduły wraz z optymalizatorami mocy są przyłączone do inwertera. Podobnie jak zacienie będą działać zabrudzenia, takie jak opadające liście czy ptasie odchody. Wynika to z tego, że do zabrudzonej części modułu nie będzie docierać światło słoneczne. Aby pozbyć się tego problemu konieczne może okazać się mycie paneli. W tym celu wykorzystuje się wodę destylowaną. Najlepiej jednak zlecić to profesjonalnej firmie, gdyż nieumiejętne mycie instalacji może prowadzić do uszkodzenia modułów.


Podczas pracy instalacji mogą pojawiać się niecodzienne sytuacje, które będą prowadzić do uszkodzenia instalacji. Jedną z nich jest silny grad, który w skrajnych przypadkach może zniszczyć moduły. W panującym w Polsce klimacie zdarza się to sporadycznie, w większości przypadków instalacje fotowoltaiczne wychodzą z gradobić bez szwanku. Rozwiązaniem dla osób, które mieszkają w rejonach częstych i intensywnych gradobić może być wybór modułów bardziej odpornych na grad lub na ubezpieczenie instalacji. Drobne uszkodzenia modułów, które mogą mieć wpływ na pracę instalacji mogą pojawić się także już na etapie montażu czy transportu modułów. Nieodpowiednie zabezpieczenie urządzeń na czas transportu, czy nieprawidłowy montaż mogą prowadzić do pęknięć, które nawet jeśli nie będą widoczne gołym okiem, lecz mogą powodować spadek wydajności urządzeń Mogłoby wydawać się, że również zalegający śnieg może prowadzić do uszkodzenia instalacji lub przerwy w pracy instalacji. Faktycznie, gdy moduły pokryte są grubą warstwą śniegu, nie będą pracować. Musimy jednak pamiętać, że pokrywa śnieżna utrzymuje się w Polsce przez krótką część roku, a moduły jedynie delikatnie przyprószone śniegiem nadal mogą pracować. Odśnieżanie modułów, tak aby mogły pracować nawet zimą, gdy dookoła zalega gruba warstwa śniegu jest ryzykowne i może prowadzić do uszkodzenia urządzeń, dlatego warto zastanowić się czy warto odśnieżać instalację i zapewnić wyższe uzyski przez kilka tygodni w roku kosztem możliwych uszkodzeń rzutujących na dalszą pracę instalacji. Również zbyt wysoka temperatura nie będzie korzystna dla instalacji fotowoltaicznych. Moc modułów podawana przez producentów jest osiągana w konkretnych warunkach związanych z temperaturą otoczenia lub samych modułów. Wraz z nagrzewaniem modułów może spadać ich sprawność, w związku z czym wbrew pozorom to okres jesienny może być najbardziej korzystny – natężenie światła słonecznego nadal jest wysokie, a temperatury już niższe niż latem.


Zapotrzebowanie na energię w budynku pasywnym na przykładzie domu o powierzchni 100m

2

Ile energii elektrycznej jest potrzebne aby zaspokoić potrzeby domowników? Dokładne zużycie będzie zależało od ilości i rodzaju urządzeń zasilanych energią elektryczną. Kluczową rolę będzie miała instalacja ogrzewania, powierzchnia domu oraz sama konstrukcja budynku. Można jednak przyjąć, że zapotrzebowanie na energię do samego ogrzewania w tradycyjnym budynku z konwencjonalnym systemem grzewczym będzie wynosiło ok. 120 kWh/m2 w ciągu roku, co da około 12 000kWh na rok dla domu o powierzchni 100m2. Poza tym energia będzie zużywana przez sprzęty domowe. Zupełnie inaczej sytuacja będzie wyglądać w przypadku budynku pasywnego, tutaj zapotrzebowanie na prąd będzie dużo niższe. W tym rodzaju budynku zapotrzebowanie na energię do ogrzewania nie powinno przekroczyć 15kWh/m2 w ciągu roku. Dla budynku o powierzchni 100m2 będzie to zatem nie więcej niż 1500 kWh, a biorąc pod uwagę również zużycie energii przez sprzęty RTV i AGD roczne zużycie energii może wynosić ok. 3000-3500 kWh/rok w zależności od rodzaju i klasy sprzętów.

Opłacalność instalacji fotowoltaicznej w budynku pasywnym

Rozważając inwestycję w fotowoltaikę wiele osób zadaje sobie pytanie po jakim czasie zwróci się instalacja, z jak dużym kosztem się wiąże, a także po jakim czasie wydatek zwróci się. Koszt instalacji będzie w znacznej części zależał od mocy instalacji. Ta z kolei powinna być uzależniona od zużycia energii elektrycznej w budynku. Zarówno instalacja zbyt małej jak i zbyt dużej mocy będzie powodować straty finansowe. Dla domu pasywnego o powierzchni 100m2, który zużywa rocznie ok 3000 kWh energii elektrycznej optymalna będzie instalacja fotowoltaiczna o mocy około 3,6 kWp. Chociaż gwarancja na moduły fotowoltaiczne obejmuje zazwyczaj 10-15 lat, to w praktyce żywotność instalacji może być dużo dłuższa jeśli tylko urządzenia nie posiadają wad fabrycznych i nie zostaną uszkodzone przez ekstremalne sytuacje pogodowe, co jednak w Polsce zdarza się sporadycznie.

Koszty energii elektrycznej w budynku pasywnym będą wynosić około

2 200 zł/rocznie. Obecnie ceny instalacji fotowoltaicznych wynoszą około 4 000 - 6 000 zł za kWp, co dla instalacji o mocy 3,6kWp da jednorazowy koszt w wysokości ok. 18 000 zł. Instalacja fotowoltaiczna zwróci się zatem po ok. 8 latach. Można jednak skrócić jeszcze ten czas zmniejszając koszt instalacji. Tutaj pomocne będą dotacje oraz dofinansowania.

Aktualne programy dofinansowania

Jeśli rozważamy inwestycję w fotowoltaikę i zależy nam na zmniejszeniu kosztów warto obserwować programy Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska, Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska oraz lokalnych samorządów. Te instytucje mogą oferować korzystne dofinansowania na instalacje fotowoltaiczne. Przedstawione formy dofinansowań są aktualne na czerwiec 2021. W ostatnich latach jedną z najpopularniejszych form dofinansowania był program Mój Prąd. Pozwalał on na uzyskanie zwrotu kosztów mikroinstalacji fotowoltaicznej (instalacji o mocy od 2 do 10 kWP) w wysokości do 5 000zł, lecz nie więcej niż 50% kosztów instalacji. Choć nabór wniosków do II edycji programu zakończył się 6 grudnia 2020 roku to wiadomo już, że 1 lipca ruszy nabór do kolejnej edycji. Uzyskanie dofinansowania możliwe jest już po montażu instalacji fotowoltaicznej, instalacji licznika dwukierunkowego oraz podpisaniu umowy z dystrybutorem energii. Wnioski można składać zarówno w formie papierowej jak i elektronicznej. Wiadomo już, że w nowej edycji programu środki będą mogli uzyskać właściciele instalacji, którzy zainwestowali w fotowoltaiki w lutym 2021 r. lub później.

Kolejnym sposobem na ograniczenie kosztów inwestycji w instalację fotowoltaiczną jest ulga termomodernizacyjna. Z ulgi termomodernizacyjnej może skorzystać właściciel lub współwłaściciel jednorodzinnego budynku mieszkalnego, w którym została zamontowana instalacja fotowoltaiczna. Ta forma wsparcia pozwala na odliczenie od dochodu wydatków na instalację fotowoltaiczną w rocznym zeznaniu podatkowym. Odliczeniu może podlegać zarówno zakup sprzętu jak i montaż instalacji, jednak poniesione wydatki muszą być potwierdzone fakturą VAT. Korzystając z ulgi termomodernizacyjnej trzeba pamiętać, że wysokość odliczenia nie może przekroczyć 53 000 zł w odniesieniu do wszystkich realizowanych przedsięwzięć przez danego podatnika. Odliczeniu nie podlegają wydatki, które zostały sfinansowane ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej lub wojewódzkich funduszy ochrony środowiska i gospodarki wodnej lub zwrócone podatnikowi w jakiejkolwiek formie (czyli także w programie Mój Prąd) oaz zaliczone do kosztów uzyskania przychodów. Rozważając inwestycję w fotowoltaiki warto także sprawdzić czy gmina, w której mieszkamy nie prowadzi lub nie planuje programów dotacji na instalacje fotowoltaiczne. W zależności od gminy takie dotacje mogą być przyznawane już na etapie planowania instalacji lub po jej zakończeniu. Również wysokość dofinansowania będzie różnić się w zależności od gminy. Dokładnych informacji na ten temat należy szukać na stronie internetowej lub w urzędzie gminy.

Istotny również jest sposób rozliczania produkcji energii elektrycznej. Właściciele mikroinstalacji rozliczają się jako prosumenci. W dotychczasowym systemie energia wyprodukowana przez instalacje fotowoltaiczne w pierwszej kolejności zużywana jest na potrzeby własne budynku. Nadwyżka oddawana jest do sieci, a kiedy instalacja fotowoltaiczna produkuje mniej energii niż w danej chwili zużywane jest w budynku (np. w nocy lub przy niekorzystnej pogodzie) możliwe jest nieodpłatne odebranie 70% lub 80% oddanej energii - w zależności od mocy instalacji. W ten sposób rozliczane będą instalacje które zostaną uruchomione do końca bieżącego roku. Właściciele mają gwarancję rozliczania na dotychczasowych zasadach przez 15 lat. Zgodnie z projektem nowelizacji ustawy w przypadku instalacji uruchamianych od początku 2022 roku całość nadwyżek będzie sprzedawana, a energia, która nie zostanie wytworzona przez instalację będzie musiała zostać zakupiona. Energia od prosumentów będzie skupowana za średnią cenę sprzedaży energii na rynku konkurencyjnym w poprzednim kwartale. Ceny te mogą być ponad dwukrotnie niższe niż zakupie energia. Jeśli projekt zostanie przyjęty możliwe jest, że instalacje fotowoltaiczne będą dla prosumentów mniej opłacalne niż dotychczas.

Podsumowanie

Instalacja fotowoltaiczna może nie tylko sprawić by budynek był bardziej ekologiczny. Dobrze zaprojektowana i zamontowana zwróci się w kilka lat, a skorzystanie z dofinansowań może jeszcze skrócić ten czas. Planując inwestycję w fotowoltaikę warto wziąć pod uwagę czynniki, które mogą zakłócać jej pracę i poszukać fachowców, którzy pomogą w najbardziej optymalnym zaprojektowaniu i bezpiecznym montażu.


Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki


Opracowanie redakcja : (W.W)

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.pasywny-budynek.pl