Jeśli nie lubisz teorii i nawet nie chcesz rozumieć jak to wszystko działa, najlepiej skorzystaj ze specjalnego kalkulatora, który wszystko dokładnie ci obliczy (pomijając tę całą wiedzę poniżej), jak wybudować instalację i o jakich parametrach bez wchodzenia w szczegóły techniczne:
https://www.hewalex.pl/fotowoltaika/kalkulator/
Jak wiemy panele solarne pełną moc uzyskują jedynie przy pełnym słońcu, czyli najlepiej pracują w miesiącach wiosennych oraz letnich, gorzej pracują jesienią a najgorzej zimą, oczywiście ich moc spada również do zera w nocy, a w pochmurne dni, moc jednego panela może spaść nawet poniżej 50% jego możliwości, czyli dla przykładu jeśli mamy panel 200 watowy, jego możliwości produkcyjne przy pochmurnym dniu mogą spaść nawet grubo poniżej 100 wat.
Dodatkowo bardzo dużo też zależy od kąta naświetlenia, inny prąd jest przy promieniowaniu słońca bezpośrednio na panel 90 stopni a inne w czasie wschodu i zachodu.
To w takim razie jak mieć prąd za darmo przez cały rok, w nocy i zimą skoro panele nie zawsze tak samo "równo" działają?
Dzięki temu że nadwyżki z produkcji energii słonecznej w lecie możemy odsprzedać do elektrowni, zaś w zimie (gdy panele pracują bardzo bardzo słabo) tę energię można odkupić od elektrowni.
Ale jak wszystko obliczyć by wyjść na zero. Jak to wykonać ??
Jeśli chcemy zbudować instalację fotowoltaiczną z której chcemy uzyskać prawie zerowy koszt za prąd przez cały rok, powinniśmy przede wszystkim obliczyć ile będziemy potrzebowali paneli, ile mocy i ile chcemy wytworzyć kilowatogodzin.
Gdy to obliczymy będziemy wiedzieli czy zbudować instalację 3,5 kilowatową czy może aż 10 kilowatową? I kiedy nam się to opłaci (zwróci koszt budowy)?
Gdy już mamy te obliczenia możemy przystąpić do budowy we własnym ogródku i podłączyć ją do elektrowni, ale przede wszystkim odpowiednio to rozplanować czy faktycznie odpowiednia ilość paneli solarnych zmieści się na naszej działce lub na dachu budynku.
Przystępujemy do obliczeń:
Jeśli nasz rachunek energii elektrycznej za rok wynosi 3000 zł to musimy wyliczyć ile pobieramy prądu z elektrowni przy pomocy tego kalkulatora:
https://solsum.pl/fotowoltaika/kalkulator-fotowoltaiczny/
gdzie wybieramy dostawcę energii oraz naszą taryfę (cenę za 1 kilowatogodzinę)
w tym przypadku dajmy że to kwota 0,24 zł za 1 kilowatogodzinę (kWh)
a więc według wyliczeń, 3000 zł za rok to 12500 kilowatogodzin pobranych z elektrowni
jak więc teraz ustalić aby nasze panele wytworzyły odpowiednio dużo prądu by pokryły ten koszt ?
Oczywiście nie tak łatwo to obliczyć, na pierwszy rzut oka wydaje się to proste wyliczenie
że potrzebujemy paneli które wytworzą nam te 12 kilowatogodzin czyli po prostym przeliczeniu:
rok ma
8760 godzin = (24 godziny razy 365 dni)
te 8760 godzin - to nasz pobór/wytwarzanie prądu przez cały rok
obliczamy więc dalej przy pomocy kolejnego kalkulatora:
https://www.rapidtables.com/calc/electric/kW_to_kWh_Calculator.html
załóżmy że chcemy wybudować instalację składającą się z 14 paneli każdy po 250 wat mocy
wychodzi nam łącznie 3500 wat (3,5 kilowata, kW) według obliczeń przez cały rok czyli 8760 godzin panele wyprodukowałyby nam 30660 kilowatogodzin kWh czyli całkowicie pokryłyby koszty energii elektrycznej a nawet byłyby spore zapasy.
Jednak jak wspominałem, nie jest to takie proste, ponieważ nasze panele w żadnym razie nie wyprodukują tyle energii, ponieważ w ciągu roku nie będą pracowały pełną mocą przez 8760 godzin, czemu ??
Ponieważ połowę tych godzin musimy odjąć ze względu na noc, jak wiemy słońce kręci się w odpowiednim cyklu i mimo że mamy krótsze noce w lecie i dłuższe w zimie w sumie wychodzi na to samo czyli odejmujemy połowę tych godzin:
8760/2=4380
A więc według nowych wyliczeń, nasze panele powinny teoretycznie przez każdy dzień w roku wyprodukować o połowę mniej czyli według wzoru:
E(kWh) = P(kW) × t(h)
3,5 kilowatów
4380 godzin
= 15330 kilowatogodzin (kWh)
Wydawać by się mogło że wszystko jest w porządku, wyprodukujemy odpowiednią ilość energii by pokryć nasze roczne zapotrzebowanie czyli 12500 kWh, jednakże, to nie koniec wyliczeń.
Dlaczego ?? rok ma 12 miesięcy a każdy miesiąc różni się tym że mamy różną pogodę, panele jak już wspomniałem nie zawsze wytwarzają równą ilość energii. W miesiącach zimowych i jesiennych ich moc produkcyjna może spaść nawet o 50 % lub w ogóle prawie do zera, dlatego dla bezpieczeństwa, powinniśmy odjąć przynajmniej miesiące od października do marca czyli pół roku, kolejna strata i dzielenie na pół,
4380/2=2190
3,5 kilowatów
2190 godzin
= 7665 kilowatogodzin (kWh)
Po nowych obliczeniach, wychodzi nam już całkiem realna liczba produkowanej energii, wiadomo nigdy nie możemy przewidzieć pogody i jej zmienności, mamy najróżniejsze przypadki w naszej części Europy, mieliśmy już zimę w lecie i lato w zimie, pogodę możemy mieć najróżniejszą, może się zdarzyć też tak że przez cały miesiąc letni może nie być w ogóle słońca dlatego energii nasze panele nam nie wyprodukują tyle ile byśmy chcieli, dlatego te obliczenia są czysto teoretyczne, równie dobrze w praktyce nasze panele mogą wyprodukować jedynie 3000 kilowatogodzin (przy naszej zmiennej aurze), ale jeśli będziemy mieli przez wszystkie miesiące w lecie tylko słoneczne dni (co jest bardzo rzadkim zjawiskiem, wręcz nierealnym) tej energii może być nawet i powyżej 8000 kWh dlatego dla bezpieczeństwa, lepiej odjąć jeszcze od naszych wliczeń (zmienność pogody) czyli dzieląc jeszcze raz na pół:
2190/2=1095
3,5 kilowatów
1095 godzin
= 3832 kilowatogodzin (kWh)
W Polsce teoretycznie mamy 1500 nasłonecznionych godzin! (dane statystyczne IMiGW) ale to tylko teoria, pogoda zmienną jest, ze skrajności w skrajność, może być zarówno więcej jak i mniej tych godzin, dla absolutnego bezpieczeństwa lepiej założyć że mamy tylko 1000 godzin.
W obliczeniach należy też uwzględnić dodatkowo straty energii w samej instalacji fotowoltaicznej, takie jak: straty na przewodach – ok. 1%, straty falownika – ok. 3–7%, straty na modułach z uwagi na temperaturę – około 4–8% (cienkowarstwowe – dolna granica, z krzemu krystalicznego – górna granica), straty z uwagi na pracę przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego – około 1–3%, straty z uwagi na zacienienie, zabrudzenie – około 1–5% (w przypadku nieoptymalnych instalacji mogą być znacznie wyższe), straty wynikające z niedopasowania prądowego modułów – około 1% (w przypadku błędów wykonawczych czy posiadania uszkodzonego modułu w instalacji – straty mogą być znacznie wyższe), straty na diodach bocznikujących – około 0,5%.
A więc te moje powyższe obliczenie 1000 godzin już jest bardzo pewne obliczenie, z bardzo dużą skalą bezpieczeństwa, dopiero te obliczenia pozwolą nam ustalić ile tak naprawdę potrzebujemy paneli solarnych by wyjść prawie na zero z kosztami i by inwestycja budowy się nam w dodatku zwróciła (jeśli budowaliśmy ją z własnych pieniędzy nie korzystając z żadnego dofinansowania).
Jak to szybko obliczyć ??
Po prostu ostatni wynik czyli:
3832 pomnożyć przez 3 razy
(tyle ile razy dzieliliśmy: 1:noce, 3:miesiące jesienno-zimowe, 3:zła pogoda)
3832 kWh * 3 = 11496 kWh
po przeliczeniu 11496 kWh to
11496 kWh / 8760 godzin w roku =
1,312328767 wat * 6 =
7,873972602 kW
10 kW
(zaokrąglone dla bezpieczeństwa, najlepiej dołożyć 20% z wyniku, czyli dodatkowe 1,5 kW)
Dokładnie taką instalację musimy wybudować czyli około 40 paneli po 250 wat każdy (wymiary jednego panelu to 1,5 x 1 metr), żeby wyjść na zero z kosztami za pąd (3000 zł na rok) i żeby nasza inwestycja się zwróciła lub nawet zacząć na tym zarabiać.
Należy też wziąć pod uwagę że żywotność paneli solarnych jest ograniczona i wynosi około 20 lat, po tym czasie produktywność paneli spada drastycznie, dlatego trzeba instalację budować najpewniej od nowa.
Czytaj więcej:
http://bluesol.pl/koszt-okres-zwrotu-inwestycji-elektrownie-sloneczna/
Jak obliczyć uzysk energii z instalacji fotowoltaicznej?
http://kompaniasolarna.pl/fotowoltaika/obliczyc-uzysk-energii-instalacji-fotowoltaicznej/
