Niestety ceny prądu elektrycznego są stale podnoszone i dostępne w Internecie prognozy nie wskazują aby miało się tu coś zmienić. W raporcie sporządzonym przez bank Credit Agricole można przeczytać, że już w najbliższym czasie możemy spodziewać się wzrostu cen energii elektrycznej nawet o 40% w stosunku do obecnie obowiązującej ceny rynkowej.
Powyższe sprawia, że nawet przypadku rozważania bieżących cen prądu, koszty inwestycji w montaż instalacji fotowoltaicznej zwrócą się już w kilka lat. Dodatkowo każda kolejna zwyżka cen prądu dostarczanego z elektrowni jeszcze bardziej skraca ten czas.
Śmiało można uznać, że montaż instalacji PV jest inwestycją o stale rosnącej przewidywanej stopie zwrotu. Promieniowanie słoneczne jest dostępne bez limitów, a więc dostępność fotowoltaiki nie jest utrudnieniem w większości przypadków. Dzięki temu montaż fotowoltaiki staje się coraz bardziej powszechnym uzupełnieniem samodzielnych gospodarstw domowych, które chcą zaoszczędzić na energii elektrycznej.
Po przeliczeniu opłacalności i zdecydowaniu się na fotowoltaikę, powstaje kolejne pytanie – co z montażem? Wykonanie poprawnego montażu paneli fotowoltaicznych, w tym ich usytuowanie względem słońca – ma ogromny wpływ na efektywność całej instalacji, a tym samym jej opłacalność finansową. Można wręcz powiedzieć, że to od prawidłowego montażu zależy zwrot kosztów z inwestycji w fotowoltaikę.
Systemy fotowoltaiczne do 40kW nie wymagają pozwolenia na budowę, więc dla oszczędności montaż paneli słonecznych można wykonać samodzielnie za darmo. Nie jest to proste, ale wykonalne jak najbardziej. Drugim, już odpłatnym rozwiązaniem, jest skorzystanie z usług profesjonalnej ekipy. W poniższym artykule przedstawiamy plusy i minusy obu rozwiązań. Jak podejść do montażu fotowoltaiki?
Czy kolektory słoneczne to to samo co instalacja fotowoltaiczna?
Nie, to nie to samo. Instalacja fotowoltaiczna wykorzystuje energię słoneczną do produkcji prądu (energii elektrycznej). Kolektory słoneczne również wykorzystują energię słoneczną, ale nie wytwarzają prądu – tylko ciepło.
Kolektory słoneczne są wykorzystywane m.in. do:
- podgrzewania wody użytkowej i basenowej w gospodarstwach domowych
- wspomagania centralnego ogrzewania (w polskich warunkach atmosferycznych niestety nie da się na tym oprzeć całego ogrzewania)
Oba rozwiązana bywają mylone, ale w praktyce działają zupełnie inaczej. Łączy je tylko wykorzystywanie światła słonecznego.
Jak są zbudowane panele fotowoltaiczne?
Najważniejszymi elementami instalacji są ogniwa galwaniczne. Te najczęściej produkuje się z wafela krzemowego, jako panele o powierzchni od 0,2m² do 1m². Dokładniej przy produkcji instalacji ogniw używa się krystaliczny wafel krzemowy – a nie amorficzny, który to ma inne właściwości.
Najpopularniejszymi panelami fotowoltaicznymi, które montuje się stosunkowo często, są te cienkowarstwowe (CIGS). Takie panele są produkowane dzięki tzw. procesowi napylania plastiku lub szkła lub. Dokładniej napylanie polega na dodaniu do materiału bazowego cienkiej warstwy wierzchniej składającej się z indu, galu, miedzi i/lub selenu. Na koniec, aby instalacja działała poprawnie, niezbędne jest dodanie elektrod.
Przy analizie kosztów montażu fotowoltaiki, warto uwzględnić że producenci modułów gwarantują 25-letnią sprawność instalacji. Dokładnie wszystkie panele fotowoltaiczne sprzedawane i montowane na terenie Unii Europejskiej są oznaczone międzynarodowym certyfikatem IEC 61215, który to określa ich odporność. Wszelkie produkty oznaczone tym certyfikatem wytrzymują deszcz gradowy, nawet w przypadku opadu aż 25–milimetrowych kul spadających z prędkością do 23 m/s.
Co do pozostałych niekorzystnych zjawisk atmosferycznych, które mogłoby zaszkodzić zamontowanej instalacji – statystycznie wygląda to tak, że burze z piorunami i gradobicia owszem mogą doprowadzić do spadku mocy, ale w praktyce tylko w zaledwie 10% używanych paneli. Biorąc pod uwagę, że takie zjawiska mogą zmniejszać całkowitą moc systemu instalacji fotowoltaicznej zaledwie o mniej niż 1% – montaż fotowoltaiki jest pod tym względem w pełni bezpieczny.
Montaż fotowoltaiki – elementy instalacji
Korzystając z usług wynajętej ekipy, wszystko zostanie przez nich kupione i odpowiednio zamontowane. To spore ułatwienie, ale działając samemu, możemy jednak sami dobrać nasz unikalny zestaw elementów składających się na instalację.
Wszystko możemy kupować osobno, starając się zminimalizować koszty. Ceny różnią się w zależności od mocy, ilości i typu paneli słonecznych, a także właściwości poszczególnych elementów.
Jeśli zdecydujemy się na samodzielny montaż paneli fotowoltaicznych, musimy zdawać sobie sprawę jaką rolę pełnią poszczególne elementy zestawu instalacji. Gotowy do montażu zestaw fotowoltaiczny to przede wszystkim:
Panele fotowoltaiczne
Panele fotowoltaiczne, to po prostu panele słoneczne . To w nich zachodzi proces zamiany energii słonecznej w energię elektryczną. Na rynku są dostępne trzy podstawowe typy paneli fotowoltaicznych, dokładnie są to panele fotowoltaiczne monokrystaliczne, panele fotowoltaiczne polikrystaliczne i panele fotowoltaiczne amorficzne. Panele amorficzne są najtańsze i najmniej wydajne. W praktyce korzysta się raczej wyłącznie z paneli wykonanych z krystalicznego wafla krzemowego. Najdroższe są panele monokrystaliczne. Jeśli chodzi o montaż – poziom trudności w każdym przypadku jest taki sam.
Inwerter solarny (tzw. falownik) wraz z okablowaniem
Inwerter solarny (falownik fotowoltaiczy) to urządzenie służące do bezpośredniej zamiany prądu stałego na prąd zmienny o standardowym napięciu 230V (napięcie użytkowe). Trzeba bowiem wiedzieć, że prąd produkowany w panelach fotowoltaicznych jest stały i nie nadaje się do użytku w urządzeniach domowych.
Odpowiednio dobrany inwerter solarny powinien minimalizować straty energii w procesie zamiany prądu na zmienny. Proszę także zwrócić uwagę jak ważny jest to element – to od jego efektywności i szybkości działania zależy wydajność całej instalacji. Panele mogą produkować bardzo dużo prądu, ale bez zamiany go w prąd zmienny – cała instalacja na nic nam się zda. Wydajność nawet najlepszej instalacji można zepsuć słabej jakości inwerterem, więc nie warto na nim oszczędzać.
Najważniejszym przewodem w całej instalacji fotowoltaicznej jest kabel DC, który łączy falownik z panelami. To nim płynie prąd stały, a więc jego przepustowość również wpływa na wydajność całej instalacji. Podczas montażu powinniśmy zadbać o to by otwory z których wychodzi przewód były odpowiednio uszczelnione. Instalacja znajduje się na zewnątrz i nie może dojść do sytuacji w której do przewodu dostanie się woda deszczowa. Otwory muszą być wodoodporne.
Konstrukcja i system montażowy
Konstrukcja może być płaska lub pochyła. Już na etapie zakupu paneli, trzeba przemyśleć montaż i wybrać konstrukcję przystosowaną do powierzchni, na której chcemy umieścić panele.
Jeżeli montaż instalacji fotowoltaicznej planujemy wykonać na dachu budynku, konstrukcja zależy od kształtu dachu. Instalacja fotowoltaiczna montowane na płaskim dachu lub na ziemi jest łatwiejsze do dobrania – bowiem odchodzi pomiar kąta nachylenia powierzchni.
System montażowy powinien zawierać odpowiednie do konstrukcji profile i klamry oraz okablowanie, w tym uziemienie. Oczywiście ważne są także elementy mniejsze – takie jak śrubki i nakrętki – ale te przeważnie są już przy profilach i klamrach i nie trzeba ich dobierać samodzielnie.
Z której strony domu optymalnie zamontować panele fotowoltaiczne?
Montaż dokonywany przez profesjonalną ekipę, zapewnia także wybór optymalnego miejsca dla instalacji fotowoltaicznej. Decydując się na samodzielny montaż, całość musimy wybrać sami.
To nie jest tak, że panele wystarczy zakupić i zamontować aby zakładana stopa zwrotu pokrywała się z tą teoretyczną z naszych wyliczeń. Aby panele były wydajne, montażu należy dokonać w niezacienionym miejscu oraz ustawić je w optymalnej pozycji względem słońca. Wszystko to po to by maksymalizować absorbcję promieniowania słonecznego.
Przy wyborze takiego miejsca warto brać pod uwagę przyszłą rozbudowę otaczających nas terenów (w tym wynikające z niej ew. zadymienie które również powoduje cień). To, że dane miejsce jest niezacienione obecnie, wcale nie oznacza że będzie takie za 2 lata.
Tak naprawdę problemem jest absolutnie każdy cień, łącznie ze spadającymi liśćmi, słupami, liniami wysokiego napięcia, itd. Chodzi o to, że nawet w przypadku gdy tylko niewielki fragment jednego z ogniw jest zasłonięty, wszystkie połączone z nim ogniwa zaczynają dostarczać mniej energii. W skrajnych przypadkach może nawet wystąpić sytuacja w której z powodu zacienienia fragmentu paneli, przy idealnej pogodzie, instalacja nie będzie działała.
Oprócz zacienienia, ważne jest także miejsce montażu względem słońca. Jak można przypuszczać, maksymalną wydajność i moc paneli fotowoltaicznych osiągniemy, montując je w taki sposób, by ich powierzchnia czynna była skierowana bezpośrednio w stronę słońca. Nie jest to jednak takie proste, bowiem słońce zmienia swoją pozycję względem naszej planety.
Tutaj w grę wchodzą konkretniejsze obliczenia. Zdecydowanie najkorzystniejsze jest skierowanie paneli fotowoltaicznych na południe i pochylenie ich pod kątem 30-40° do poziomu. Taki montaż pozwoli na osiągnięcie najoptymalniejszego zwrotu przy nieruchomych panelach – ale niestety nie każdy ma miejsce w takim położeniu na dachu.
Drugie w kolejności, pod względem opłacalności, jest skierowanie paneli na wschód albo zachód w zakresie nachylenia 25-40°. To o około 10% mniej opłacalne położenie od montażu południowego, ale mimo tego nadal opłacalne. Jest tu jednak pewnie ‘szkopuł’, a mianowicie ważny jest czas użytkowania urządzeń elektrycznych w domu. Korzystając z nich głównie po południu – lepiej zdecydować się na umiejscowienie zachodnie, a korzystając z nich głównie rano – wschodnie.
Montaż paneli fotowoltaicznych na północy oczywiście mija się z celem i jest bez sensu. Takiego scenariusza nie ma co nawet rozważać.
Warto wiedzieć, że dodatkowo możemy wesprzeć się elektroniką, a dokładniej trakerami które po części rozwiązują problem ruchu pozornego słońca. Trakery to urządzenia wspornikowe, które automatycznie ustawiają panele fotowoltaiczne tak, by zmieniały swoją pozycję razem ze Słońcem.
Samodzielny montaż fotowoltaiki – nie taki łatwy
Po pierwsze, musimy wykonać wszystko to co co zwykle profesjonalna ekipa robi ‘w tle’. Chodzi tu o wybór odpowiedniego miejsca i skomponowanie zestawu fotowoltaicznego do montażu.
Narzędzia których będziemy używać do montażu to: wiertarka, śrubokręty, drabina, klucze. Zdecydowanie łatwiej zamontować panele na płaskiej powierzchni, niż skośnej – ale czasami nie ma wyjścia i trzeba dokonać montażu skośnego.
Cały montaż rozpoczynamy od przytwierdzenia konstrukcji i systemu montażowego do dachu. Tutaj warto zwrócić uwagę, że ta konstrukcja będzie utrzymywała całą naszą instalację. Pomyłki, niedopatrzenia lub zaniechania mogą doprowadzić do mechanicznych uszkodzeń instalacji – która może po prostu spaść (co nie trudno sobie wyobrazić przy montażu na powierzchni skośnej). Trzeba dołożyć wszelkich starań by przytwierdzenie było solidne.
Mając zamontowaną konstrukcję, możemy przejść do ulokowania na niej paneli fotowoltaicznych – a następnie ich połączenia. Tu tak samo jak przy konstrukcji – upewniamy się, że całość jest solidnie przytwierdzona i nic się nie rusza.
Jeśli wszystko jest w porządku, kolejnym krokiem jest montaż inwertera solarnego – czyli urządzenia niezbędnego do uzyskiwania prądu użytkowego z paneli. Inwerter łączymy z panelami kablem DC – i bardzo dokładnie uszczelniamy otwory z których ten kabel wychodzi (instalacja znajduje się na zewnątrz, woda deszczowa nie może dostawać się do ujść kabla DC).
Montaż fotowoltaiki z ekipą – dlaczego warto?
Niestety montaż instalacji fotowoltaicznej może się okazać zbyt skomplikowany, a także niebezpieczny i ryzykowny. Problemy mogą mieć zwłaszcza osoby, które wcześniej nie interesowały się energetyką – a nagle muszą zrozumieć jak to wszystko działa, uważać żeby nic nie zepsuć i jednocześnie zadbać o własne bezpieczeństwo (prąd to nie zabawa).
Przed montażem należy ocenić szereg parametrów, a na ich podstawie dobrać elementy instalacji fotowoltaicznej o odpowiedniej mocy i właściwościach. Ponadto, źle wybrane miejsce instalacji fotowoltaicznej (na przykład takie o niskim poziomie nasłonecznienia) będzie skutkowało niższą wydajnością instalacji.
Przy samodzielnymi montażu fotowoltaiki szczególną uwagę zwraca się na dobór poszczególnych elementów oraz ich solidne przymocowanie. Niestety dość łatwo źle określić potrzeby energetyczne naszego gospodarstwa. Jeśli wyjdziemy od złego założenie i na jego podstawie skonstruujemy instalację – przepłacimy.
Przed montażem należy przeanalizować szereg parametrów i czasem warto zostawić to profesjonalistom. Decydując się na skorzystanie z usług specjalistycznej ekipy montażowej, co wcale nie jest drogie, takie problemy odchodzą.
Najważniejszym plusem korzystania z usług firmy jest jej ubezpieczenie – monterzy posiadają ubezpieczenie na wypadek uszkodzeń powstałych podczas montażu fotowoltaiki. Już sam ten aspekt oznacza, że odpada ryzyko niewłaściwego montażu (uszkadzającego dany element).
Co więcej, firmy monterskie bardzo często oferują także gwarancję na swoje usługi. Dzięki temu ryzykujemy jeszcze mniej.
W praktyce montaż paneli fotowoltaicznych wykonany przez ekipę zawiera:
- Dobór odpowiednich komponentów instalacji fotowoltaicznej,
- Oględziny i pomoc w doborze odpowiedniego miejsca montażu paneli,
- Kompleksowy montaż i doradztwo w kwestiach użytkowania,
- Uziemienie instalacji,
- Dokładnie podłączenie i zabezpieczenie wszystkich kabli,
- Wyliczenie mocy instalacji fotowoltaicznej i dopasowanie do niej inwertera solarnego oraz generatora.