Energia słoneczna to zrównoważony sposób niezależnego zasilania budynków przez osoby prywatne i firmy. Moduły słoneczne na dachu domu, wiaty, otwartej przestrzeni, a nawet na ścianie budynku generują energię elektryczną z tego odnawialnego źródła. Z około 66 gigawatami zainstalowanej mocy, fotowoltaika już teraz wnosi znaczący wkład w dostawy energii.

Do 2035 r. Niemcy chcą być w stanie uzyskać całą potrzebną im energię elektryczną ze źródeł odnawialnych. Do tego czasu zainstalowanych zostanie 215 gigawatów mocy fotowoltaicznej. Wraz z nowelizacją ustawy o energii w budynkach (GEG), modernizacja jest niemal nieunikniona.

Jednak pytania dotyczące bezpieczeństwa, taryf gwarantowanych i rentowności sprawiają, że firmy i osoby prywatne niechętnie inwestują w wytwarzanie czystej energii, pomimo kompleksowych programów dotacji. Tutaj znajdziesz odpowiedzi na najważniejsze pytania dotyczące systemów fotowoltaicznych.

Czym jest fotowoltaika i jak działa?

System fotowoltaiczny lub solarny to technologia wykorzystywana do przechwytywania energii z promieni słonecznych i innych źródeł światła oraz przekształcania jej w energię elektryczną.

Systemy fotowoltaiczne są zbudowane z:

• Ogniwa słoneczne połączone w moduły słoneczne.
• system montażowy, za pomocą którego moduły słoneczne są instalowane na dachu lub powierzchni użytkowej.
• Inwertery, które przekształcają prąd stały generowany ze światła w prąd przemienny, który mogą wykorzystać nasze sieci elektryczne.
• system magazynowania, aby można było korzystać z energii elektrycznej wtedy, gdy jest ona potrzebna.
• Dwukierunkowe liczniki mierzące zużycie energii elektrycznej.
• Oprogramowanie do zarządzania, za pomocą którego system jest ustawiany i kontrolowany.

Ogniwo słoneczne składa się z warstw krzemu. Gdy światło pada na te warstwy, elektrony krzemu - mówiąc najprościej - zaczynają się poruszać i migrować z jednej warstwy do drugiej. Tworzy to pole elektryczne, którego prąd możemy wykorzystać.

Charakterystyczna wartość szczytowa kilowata (kWp) jest używana do określenia mocy modułu słonecznego. Wartość ta wskazuje wydajność systemu w optymalnych warunkach. Rzeczywista moc wyjściowa składa się z kilku czynników:

• faktycznie przechwytywanego światła: ilość światła pochłanianego przez ogniwo słoneczne zależy od pory dnia i pory roku, zachmurzenia, zanieczyszczenia powietrza i zabrudzenia modułów, lokalizacji i kąta padania światła.
• temperatura: moduły słoneczne mogą generować mniej energii elektrycznej, gdy są gorące.
• Wiatr: Wiatr ma wpływ na temperaturę modułu.

Centrum Helmholz w Berlinie wyjaśnia dokładnie, jak to działa na swoim kanale YouTube.

Warto wiedzieć: Podczas gdy fotowoltaika przekształca światło w energię elektryczną, słoneczna energia cieplna generuje ciepło ze światła!

Zalety systemów fotowoltaicznych

Energia słoneczna jest przyjazna dla środowiska

Energia słoneczna, wiatrowa i wodna to sposoby generowania energii elektrycznej bez spalania lub innego niszczenia zasobów naszej planety. Tylko z tego powodu systemy fotowoltaiczne są jednymi z najbardziej przyjaznych dla środowiska rozwiązań do generowania energii. Znaczna część terenów nadających się do pozyskiwania energii słonecznej pozostaje obecnie niewykorzystana, np:

• Dachy
• Parkingi
• Wiaty samochodowe
• Ugory

Dzięki systemowi fotowoltaicznemu można przekształcić nieużywane obszary w zbiorniki słoneczne, wnieść istotny wkład w rewolucję energetyczną i niezależnie zasilać budynki.

Wiele obszarów, takich jak grunty rolne i pola uprawne, nadaje się do podwójnego zastosowania. W ten sposób instalacja solarna może być nawet wykorzystana do zapewnienia cienia i schronienia dla roślin, zwierząt i akwakultur. Możliwa jest również integracja z budynkami, instalacje na sztucznych jeziorach lub szlakach transportowych. Według opracowania Fraunhofer ISE "Fakty na temat fotowoltaiki w Niemczech", w Niemczech istnieje wystarczająca ilość obszarów pod fotowoltaikę bez znaczących konfliktów z rolnictwem lub ochroną przyrody.

A co z_{bilansem CO2} uwzględniającym koszty produkcji? Fraunhofer ISE oblicza potencjał gazów cieplarnianych systemu PV na poziomie 56 g_CO2-eq./kWh, gdzie_CO2-eq. oznacza_CO2 i substancje równoważne. Dla porównania, energia elektryczna wytwarzana z węgla wytwarza ponad 1000 g_{ekwiwalentuCO2/kWh}, podczas gdy gaz ziemny wytwarza około 400 g_{ekwiwalentu CO2}/kWh.

Według najnowszych danych naukowców, roślina potrzebuje tylko 1,3 roku, aby odzyskać energię zużytą do jej produkcji.

Niezależność od dostawców energii

Wytwarzając własną energię elektryczną, uniezależniamy się od dostawców energii. Samodzielne wytwarzanie i zużywanie energii elektrycznej za pomocą systemu fotowoltaicznego jest zatem również opłacalne finansowo. Im więcej samodzielnie wytworzonej energii elektrycznej zużywasz bezpośrednio, tym mniej jesteś zależny od wahań rynkowych.

Dzięki zmianom w ustawie o energetyce budowlanej nowe budynki muszą być budowane od 1 stycznia 2024 r. (poza nowymi obszarami zabudowy od 2026/28 r.) w taki sposób, aby 65% energii grzewczej pochodziło ze źródeł odnawialnych. Zaopatrzenie w energię grzewczą istniejących budynków również ma zostać w przyszłości uwolnione od paliw kopalnych. System ogrzewania oparty na energii elektrycznej w połączeniu z systemem fotowoltaicznym stanowi tutaj zrównoważone rozwiązanie.

Wzrost wartości budynku

Każdy środek budowlany, który optymalizuje efektywność energetyczną nieruchomości, zwiększa również jej wartość. Mając na uwadze ewentualną sprzedaż, system energii słonecznej nie tylko dodaje wartości jako udogodnienie techniczne, ale także zwiększa ocenę w świadectwie charakterystyki energetycznej, a tym samym ogólną wartość.

Instalacja systemów fotowoltaicznych

Koszty systemu solarnego

Aby móc korzystać z zielonej energii, trzeba najpierw zainwestować. Koszt systemu energii słonecznej zależy między innymi od wykorzystywanego obszaru i zdefiniowanej docelowej mocy wyjściowej. Portale doradcze, takie jak centrum porad konsumenckich, podają orientacyjną wartość 1600 euro/kWp. Eksperci zalecają maksymalizację dostępnej powierzchni. Nadwyżka energii elektrycznej może zostać wprowadzona do sieci i wykorzystana jako dodatkowe źródło dochodu. Badanie przeprowadzone przez HTW Berlin wykazało, że małe systemy zoptymalizowane wyłącznie pod kątem konsumpcji własnej często wiążą się ze stosunkowo wyższymi kosztami ogólnymi.

Na całkowite koszty wpływa jednak więcej czynników niż tylko liczba zainstalowanych modułów. Należy wziąć pod uwagę koszty konserwacji, koszty inspekcji, ubezpieczenia i koszty rozwiązania do przechowywania. Konserwacja powinna być przeprowadzana co roku w porozumieniu z wyspecjalizowaną firmą. System powinien być ponownie sprawdzany co cztery lata. Koszty konserwacji są jednak dość niskie w porównaniu z innymi generatorami energii.

Masz konkretny projekt? Porozmawiaj z nami.

Jak moduły słoneczne trafiają na dach

Moduł solarny waży średnio około 20 kilogramów. Dach musi być w stanie utrzymać odpowiednią wagę. W tym miejscu do gry wkracza nasz system montażowy. Dobra konstrukcja nośna idealnie rozkłada obciążenie na dachu, dzięki czemu praktycznie każdy dach nadaje się obecnie do instalacji solarnej. Dodatkowe obciążenia, takie jak śnieg i wiatr, są uwzględniane w obliczeniach.

Aby system solarny działał wydajnie, musi być optymalnie ustawiony względem padania światła. Informacje na temat ustawiania systemów energii słonecznej można znaleźć w naszym artykule "Podstawy ustawiania systemu energii słonecznej".

Obecnie średnia żywotność systemów energii słonecznej wynosi 20 lat. Jeśli jednak system jest dobrze konserwowany, może działać dłużej. Alternatywnie, można wyposażyć system montażowy w nowsze moduły.

Obliczenia i instalacja systemu solarnego powinny być wykonywane przez wyspecjalizowaną firmę. Błędy podczas instalacji mogą prowadzić do zwarć i pożarów.

Promocja systemów fotowoltaicznych

Obecna wersja ustawy o energetyce budowlanej (GEG), która została uchwalona we wrześniu 2023 r., zawiera również nowy katalog finansowania. Wdrożenie jednoczesnego zaopatrzenia budynku w ciepło i energię elektryczną jest zatem sposobem na uczynienie budynków przyszłościowymi i zabezpieczenie do 50% kosztów kwalifikowanych.

Dla osób prywatnych, firm, stowarzyszeń, gospodarstw rolnych i innych grup docelowych, kredyt promocyjny KfW Bank "Energie odnawialne - Standard" oferuje również atrakcyjne wsparcie na budowę i rozbudowę systemów fotowoltaicznych i systemów magazynowania baterii. Na jeden projekt dostępne są kredyty w wysokości do 50 mln euro, które można łączyć z innymi instrumentami promocyjnymi. W przypadku osób prywatnych przyznanie pożyczki jest powiązane z obowiązkiem dostarczania lub sprzedaży części wyprodukowanej energii elektrycznej.

Koncepcje systemowe, takie jak Floating-PV i Agri-PV, są obecnie również zintegrowane z programami dotacji, co oferuje interesujące perspektywy dla systemów montowanych na ziemi.

Wydajność i rentowność

Nowelizacja niemieckiej ustawy o odnawialnych źródłach energii (EEG) na rok 2023 wprowadziła również pewne zmiany dla fotowoltaiki. Każdego roku operatorzy mogą zdecydować, czy chcą dostarczać całą wytwarzaną przez siebie energię elektryczną do sieci, czy też zużywać jej część we własnym zakresie. Wcześniej dopłaty były ograniczone, więc inwestowanie w duży system solarny z niewielkim lub zerowym zużyciem własnym było mało atrakcyjne dla operatorów. To również uległo zmianie wraz z nowelizacją.

Oszczędności dzięki konsumpcji własnej

W szczególności w przypadku małych systemów nadal warto samodzielnie zużywać większość energii elektrycznej. Tym bardziej teraz, gdy opłata EEG za zużycie własne i bezpośrednie dostawy energii dla fotowoltaiki i pomp ciepła została zniesiona. Rozwój w sektorze akumulatorów umożliwia również magazynowanie większej ilości energii słonecznej i jej elastyczne wykorzystanie. E-mobilność może być teraz łatwo łączona z technologią solarną.

Przychody ze sprzedaży nadwyżek energii elektrycznej

Sprzedając nadwyżkę energii PV, można zamortyzować część kosztów inwestycji. Nową cechą poprawki EEG jest to, że można również zdecydować się na dostarczanie całej energii elektrycznej do sieci. Ci, którzy dostarczają całą swoją energię elektryczną, otrzymują wyższą opłatę za kilowatogodzinę. W szczególności w przypadku dużych systemów bardziej opłacalne może być wprowadzanie całej energii elektrycznej do sieci. Osoby prywatne są również zachęcane do wyposażenia całej powierzchni dachu w wysokowydajny system.

Podsumowanie: Czy fotowoltaika się opłaca?

Na to pytanie możemy odpowiedzieć twierdząco. Energia słoneczna jest jednym z głównych filarów przyszłych dostaw energii. Wczesna konwersja zapewnia niezależność energetyczną, długoterminowe korzyści finansowe i pomaga chronić środowisko. Biorąc pod uwagę cel niemieckiego rządu, jakim jest uczynienie budynków wolnymi od paliw kopalnych do 2045 r., tym bardziej wskazane jest szybkie działanie. Nasi eksperci z przyjemnością doradzą, czy i w jaki sposób dany obszar/nieruchomość/projekt jest odpowiedni.

FAQ:

Czy małe systemy fotowoltaiczne również generują atrakcyjne zyski?

Według Fraunhofer ISE, każdy system może generować zyski. Jeśli cała wytworzona energia elektryczna jest dostarczana do sieci, taryfa gwarantowana za kilowatogodzinę jest wyższa. Jeśli energia elektryczna jest wykorzystywana do pokrycia własnego zużycia, zwrot zależy od różnicy między kosztami zakupu energii elektrycznej a kosztami jej wytworzenia. Oczekiwana wydajność zależy od kilku czynników, takich jak promieniowanie słoneczne w miejscu instalacji i musi być obliczana indywidualnie.

Czy systemy fotowoltaiczne niszczą obszary cenne ekologicznie?

Jednak badania przeprowadzone przez Fraunhofer ISE wyraźnie pokazują, że nie jest to prawdą. Planowane i realizowane systemy naziemne z myślą o bioróżnorodności w rzeczywistości promują renaturyzację wykorzystywanych obszarów. Stosowane na wrzosowiskach moduły fotowoltaiczne z efektem zacienienia zapewniają, że wrzosowiska nie wysychają.

Czy moduły fotowoltaiczne oślepiają?

Szklana powierzchnia modułów może powodować odblaski. Szyby osłonowe modułów słonecznych mają zazwyczaj lekką teksturę i są wyposażone w warstwy antyrefleksyjne. W krytycznych środowiskach, takich jak lotniska, stosuje się moduły z mocno teksturowanym szkłem osłonowym, aby zminimalizować odblaski. Moduły fotowoltaiczne nie stanowią zatem zagrożenia.

Czy systemy fotowoltaiczne stanowią zagrożenie pożarowe?

Podobnie jak wszystkie systemy elektryczne, systemy fotowoltaiczne mogą również powodować zwarcia, jeśli są wadliwe lub zostały nieprawidłowo zainstalowane. Regularna konserwacja przez wyspecjalizowaną firmę jest zatem niezbędna.