Pierwszym zagadnieniem, które prezentujemy, są instalacje fotowoltaiczne – jedno z najpopularniejszych i najbardziej dostępnych źródeł energii odnawialnej. W artykule wyjaśniamy, jak działają panele PV, jakie technologie są dziś stosowane, od czego zależy ich efektywność oraz jakie korzyści mogą przynieść mieszkańcom w perspektywie długoterminowej.

W kolejnych publikacjach przedstawimy następne tematy związane z OZE: magazyny energii, pompy ciepła oraz kotły na pellet. Cały cykl powstaje w ramach kampanii informacyjnej towarzyszącej realizacji projektu, którego jednym z kluczowych elementów jest montaż instalacji fotowoltaicznych z magazynami energii na 91 budynkach jednorodzinnych w Gminie Lędziny.

INSTALACJE FOTOWOLTAICZNE

Instalacje fotowoltaiczne stały się w ostatnich latach jednym z najpopularniejszych sposobów zwiększania niezależności energetycznej i obniżania kosztów eksploatacji budynków. Podstawowym elementem systemu są panele fotowoltaiczne, które przekształcają energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną dzięki wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego. Najczęściej stosuje się moduły monokrystaliczne, które cechują się najwyższą sprawnością, głęboką czernią oraz dużą trwałością. Dzięki technologii jednolitego kryształu krzemu ich sprawność maksymalna sięga 21–23%, co sprawia, że idealnie nadają się na powierzchnie o ograniczonej przestrzeni.

Drugim szeroko stosowanym typem są panele polikrystaliczne, łatwo rozpoznawalne po niebieskim zabarwieniu i charakterystycznej strukturze kryształów. Choć ich sprawność jest niższa (zwykle 16–18%), przez lata stanowiły popularniejszą i bardziej ekonomiczną alternatywę dla modułów monokrystalicznych. Uzupełnieniem oferty rynkowej są panele cienkowarstwowe, które mają niższą sprawność, ale dobrze radzą sobie w warunkach rozproszonego światła, co czyni je użytecznymi na powierzchniach o nieregularnym zacienieniu.

Wydajność

Wydajność instalacji PV zmienia się w czasie. Po pierwsze, panele stopniowo tracą sprawność w wyniku degradacji materiału – producenci zwykle gwarantują utrzymanie co najmniej 80–85% mocy po 25 latach. Po drugie, efektywność modułów zależy od temperatury. Kuriozalnie, to nie upały, lecz chłodniejsze, słoneczne dni są najbardziej sprzyjające pracy ogniw fotowoltaicznych. Każdy panel ma tzw. współczynnik temperaturowy, określający spadek sprawności wraz ze wzrostem temperatury, zwykle na poziomie −0,3 do −0,4% na każdy stopień powyżej 25°C.

Montaż

Równie istotną kwestią jest sposób montażu instalacji. Panele można instalować na dachu skośnym, co jest najczęściej spotykanym rozwiązaniem. Montaż odbywa się z wykorzystaniem aluminiowych szyn i mocowań dopasowanych do rodzaju pokrycia dachowego (dachówki, blachodachówki, gontu itp.). Dach skośny wymaga oceny ekspozycji połaci – idealna to południe, kąt 30–40°, bez cienia. W przypadku dachów płaskich stosuje się specjalne konstrukcje balastowe, które nadają panelom optymalny kąt nachylenia. Montaż tego rodzaju wymaga obliczenia balastu, aby wiatr nie naruszył instalacji.

Coraz częściej inwestorzy decydują się na instalacje na gruncie, które dają najlepsze warunki chłodzenia paneli i łatwy dostęp serwisowy. Instalacje gruntowe umożliwiają też większy wybór orientacji i kąta nachylenia paneli. Oryginalnym, ale praktycznym rozwiązaniem jest carport, czyli wiata garażowa z panelami PV. Taki system łączy funkcję produkcji energii z ochroną pojazdu.

Niezbędnym elementem instalacji jest falownik (inwerter). To on zamienia prąd stały na przemienny, kontroluje pracę paneli, monitoruje instalację i współpracuje z siecią elektroenergetyczną. Wyróżnia się trzy główne typy falowników:

• On-grid – pracują tylko wtedy, gdy dostępna jest sieć, najtańsze i najpopularniejsze.
• Off-grid – pracują w systemach wyspowych, z magazynami energii, umożliwiają pełną autonomię.
• Hybrydowe – łączą oba podejścia i pozwalają wykorzystać zarówno sieć, jak i magazyn energii.

W wielu miejscach Polski pojawia się problem zbyt wysokiego napięcia w sieci elektroenergetycznej. Gdy napięcie przekroczy dopuszczalne normy (zwykle powyżej 250V), falownik musi się automatycznie wyłączyć, aby chronić instalację. Jeśli w okolicy działa dużo instalacji PV, takie wyłączenia mogą być częste, co znacząco zmniejsza opłacalność inwestycji. Dlatego inwestor powinien sprawdzić wśród sąsiadów lub w lokalnym zakładzie energetycznym, czy w danej okolicy występują problemy z napięciem i – co za tym idzie – wyłączeniami sieci elektroenergetycznej.

Instalacje PV mogą stanowić opłacalną inwestycję, zwłaszcza w połączeniu z magazynem energii oraz systemami zarządzania energią. Właściwie dobrane, dobrze zaprojektowane i odpowiednio zamontowane będą pracować efektywnie przez kilkadziesiąt lat.

#FunduszeUE #FunduszeEuropejskie #FunduszeEuropejskieDlaŚląskiego #Śląskie