Ogniwa fotowoltaiczne: wszystko, co musisz o nich wiedzieć

Najpopularniejsze, produkowane już od wielu lat, są ogniwa krzemowe. Te niewielkie spotyka się w kalkulatorach, zegarkach i wielu elektronicznych gadżetach – zastępują w nich baterie wymagające okresowej wymiany. Większe ogniwa, z krzemu o strukturze krystalicznej, służą do budowy paneli, które można wykorzystać do zasilania każdego urządzenia elektrycznego. Oczywiście nie płacąc za energię, bo dzięki ogniwom fotowoltaicznym jej źródłem jest słońce, które nie wystawia nam rachunków.

Zainteresowanie elektrowniami słonecznymi zbudowanymi z paneli fotowoltaicznych ostatnio bardzo u nas wzrosło, głównie za sprawą snutych od dłuższego czasu planów uchwalenia ustawy o odnawialnych źródłach energii, która miała umożliwić każdemu sprzedaż energii elektrycznej wyprodukowanej we własnej, prywatnej instalacji wykorzystującej odnawialne źródła energii.

Wiele osób liczyło na to, że umożliwi ona czerpanie zysku z inwestycji w panele fotowoltaiczne, tak jak to się stało już kilka lat temu np. u naszych zachodnich sąsiadów. Bo choć energia słoneczna jest darmowa, to koszt zakupu systemu fotowoltaicznego i jego skromna wydajność sprawiają, że wykorzystywanie go jedynie do własnych potrzeb nie bardzo się opłaca. Gdyby natomiast, tak jak w Niemczech, produkowaną przez ogniwa fotowoltaiczne energię można było sprzedawać przedsiębiorstwom energetycznym drożej, niż się ją od nich kupuje, to zakup systemu fotowoltaicznego byłby świetną inwestycją.

Niestety przyjęcie w 2013 r. tak zwanego małego trójpaku energetycznego oraz kolejne projekty ustawy o odnawialnych źródłach energii rozczarowują entuzjastów energii słonecznej – cenę energii elektrycznej z tzw. mikroinstalacji ustalono na poziomie 80% średniej ceny sprzedaży energii na rynku konkurencyjnym w poprzednim roku kalendarzowym. To znaczy, że w 2014 r. można ją sprzedawać za 0,145 zł/kW. Wobec średniej opłaty za energię ponoszonej przez odbiorców indywidualnych, wynoszącej w 2013 r. 0,6209 zł/kW (z uwzględnieniem kosztów przesyłu i obsługi handlowej oraz podatku)
, jest to oczywiście bardzo mało. Za to w Polsce na zakup instalacji fotowoltaicznej można było (w niektórych województwach) i znów będzie można uzyskać dotację – nawet do 50%. Programy dopłat organizują Wojewódzkie Fundusze Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.

Najpopularniejsze na rynku panele fotowoltaiczne przeznaczone do tworzenia domowych elektrowni słonecznych osiągają moc szczytową 240-250 W i kosztują 800-1000 zł. Określenie „moc szczytowa” oznacza oczywiście, że jest ona do dyspozycji jedynie w optymalnych warunkach – konkretnie przy natężeniu promieniowania słonecznego 1000 W/m2 (niemal maksymalnym występującym w naszym kraju) i w temperaturze 25oC. Jeżeli występuje zachmurzenie, wartość natężenia zmniejsza się do mniej niż 200 W/m2, co oczywiście powoduje zmniejszenie mocy elektrycznej ogniw. Podobny skutek ma wzrost ich temperatury (latem przekracza ona 50oC, co powoduje spadek wydajności ogniw polikrystalicznych o ponad 10%).

Oczywiście w nocy ogniwa nie działają w ogóle. To wszystko sprawia, że w polskich warunkach ich średnioroczna moc stanowi zaledwie 10% mocy szczytowej. Jeden panel fotowoltaiczny może zatem wyprodukować rocznie mniej więcej 210 kWh energii elektrycznej. Kupując ją od przedsiębiorstw energetycznych, płacimy średnio 0,62 zł/kWh. Z tego wynika, że jeden panel kosztujący 800 zł pozwoli zaoszczędzić rocznie 130 zł. Tak by było, gdyby nie to, że sam panel nie umożliwia jeszcze działania systemu. Niezbędny do tego osprzęt, przede wszystkim falownik zmieniający napięcie stałe na zmienne 230 V, powoduje wzrost ceny instalacji o około 40% (im mniejsza instalacja, tym większą część kosztu stanowi osprzęt).

To cię też zainteresuje: Darmowe źródła energii w domu

Kompletna instalacja o mocy szczytowej 1 kW kosztuje mniej więcej 8 tys. zł, a o mocy 5 kW – 30 tys. zł. Spodziewany roczny uzysk energii to odpowiednio 840 kWh i 4200 kWh. Trzeba podkreślić, że zysk wynika tylko z produkcji energii, którą uda się do czegoś wykorzystać (i ewentualnie ze sprzedaży, ale jest wtedy pięć razy mniejszy). W warunkach domowych sukcesem jest spożytkowanie 40% tego, co wytworzą ogniwa, bowiem działają one najwydajniej w południe, a największe zapotrzebowanie na energię występuje rano i wieczorem. Oznacza to bardzo długi okres oczekiwania na zwrot pieniędzy zainwestowanych w instalację. Na szczęście żywotność ogniw krzemowych polikrystalicznych przekracza 25 lat, choć z czasem ich sprawność nieco maleje – producenci gwarantują, że po 25 latach nie będzie mniejsza niż 80% początkowej.