Nie trzeba ogłaszać, że instalacje PV cieszą się ogromnym zainteresowaniem zarówno wśród nabywców indywidualnych, jak i firmowych. Masowe zakładanie paneli słonecznych stało się faktem dzięki przystępnej cenie instalacji oraz państwowym dotacjom. A to z kolei przekłada się na duże zainteresowanie przez obecnych i przyszłych użytkowników, którzy chcą poznać parametry techniczne, jak choćby dobór mocy dla swojej instalacji PV. Gros montowanych systemów fotowoltaicznych działa w ramach rozwiązania on grid, czyli dwukierunkowego połączenia z siecią energetyczną. Jak zbilansować zapotrzebowanie i moc, aby nie przewymiarować instalacji, a zarazem mieć optymalny zapas na przyszłość?
Co wpływa na dobór mocy instalacji PV typu on grid?
Z tym zagadnieniem spotykają się przede wszystkim projektanci i monterzy firm zakładających panele słoneczne, ale też bardziej dociekliwi użytkownicy, którzy chcą aktywnie uczestniczyć w procesie montażu. I słusznie, bowiem nowoczesne technologie solarne są nie tylko coraz wydajniejsze, ale także cechują się wysoką wrażliwością na różne parametry. Instalacja PV w systemie on grid daje możliwość wytransferowania części lub całości wytworzonej energii do sieci energetycznej, dlatego kluczowymi aspektami przy doborze mocy ongrida będą:
- wielkość powierzchni pod instalację,
- koszty inwestycji oraz możliwości finansowe inwestora,
- uwarunkowania techniczne związane z dokonaniem przyłącza do sieci,
- specyfika budynku w zakresie zapotrzebowania na moc i energię.
Nie bez znaczenia jest też sposób aktualnego systemu rozliczania konsumowanej i wprowadzonej do sieci energii – chodzi o system opustów, czyli system rocznego bilansowania. Jego główna zasada jest taka, że dla najczęściej stosowanych mikroinstalacji PV, czyli do 10 kW, użytkownik może może wykorzystać (skonsumować) nawet do 80% energii, jaką wytworzyła jego instalacja w ciągu roku. Z kolei w przypadku systemów PV od powyzej 10 kW do 50 kW poziom ten jest nieco niższy i wynosi 70%. Oczywiście taki udział konsumpcji energii jest zwolniony z wszelkich opłat oraz stanowi istotną korzyść dla użytkownika. O tajnikach związanych z zasadami opustów i zmianami, jakie są zapowiadane na 2022 rok pisaliśmy już jakiś czas temu, dlatego warto zajrzeć do tamtego artykułu, by poznać więcej szczegółów.
W tym kontekście najważniejszą sprawą przy doborze mocy instalacji PV typu on grid będzie takie jej zaprojektowanie, aby dawała użytkownikowi maksimum korzyści. Jeśli zatem wytworzona przez niego energia nie zostanie skonsumowana w pełni, tj. w 80%, a tylko w połowie tego poziomu, to pozostała część automatycznie stanie się zyskiem zakładu energetycznego – oczywiście w rozrachunku rocznym.
Optymalna moc instalacji PV on grid – co wziąć pod uwagę?
Dobierając najkorzystniejszą moc mikroinstalacji dla właściciela budynku, warto mieć na uwadze fakt, iż progiem opłacalności dla najmniejszych konstrukcji jest ok. 2 kWp (ang. kilo watt peak). Jeśli instalacja będzie mniejsza, to koszty będą rosnąć niewspółmiernie do potencjalnych zysków, czyli okaże się nieopłacalna dla przeciętnego gospodarstwa domowego. A temu zależy przecież na radykalnej obniżce rachunków za prąd, zwłaszcza w perspektywie najbliższej dekady. Górna granicą, narzuconą przez ustawodawcę, jest moc instalacji wynosząca do 50 kW, po przekroczeniu której nie obowiązują już żadne preferencje dla użytkownika.
Przy doborze instalacji PV należy założyć, że przeciętne gospodarstwo domowe to budynek jednorodzinny i jego mieszkańcy, którzy 20% wytworzonej energii konsumują na własne potrzeby, a pozostałą część, tj. aż 80% „oddają” do sieci energetycznej. Następnie trzeba uwzględnić roczny uzysk z kWp mocy instalacji fotowoltaicznej, a ten oscyluje na poziomie 950 kWh/kWp. W celu poznania dokładniejszej wartości należy pomnożyć nasłonecznienie przez współczynnik wydajności i współczynnik korekcji nasłonecznienia, uwzględniając przy tym kąt pochylenia i azymutu. Ostatnim elementem jest oszacowanie rocznego zużycia energii na podstawie analizy faktur za energię, najlepiej z ostatnich kilku lat. Tak pozyskane dane można obliczyć za pomocą poniższego wzoru lub użyć specjalnego oprogramowania do wykonywania symulacji.
Szybkie oszacowanie mocy dla instalacji fotowoltaicznej
Wzorcowa procedura uwzględnia wiele aspektów, jednak zdarza się, że należy dokonać szybkiego i przeglądowego oszacowania mocy instalacji. W takim przypadku korzysta się ze wskaźników i zwykle ostatniego rachunku za zużytą energię elektryczną. W efekcie zakładane są dwa scenariusze:
- dla instalacji fotowoltaicznych do 10 kWp, gdzie:
- na 1 kWh energii zużytej rocznie dobiera się ok. 1,25 Wp mocy instalacji PV
- na 1000 kWh energii zużytej rocznie dobiera się ok. 1,25 kWp mocy instalacji PV
- dla instalacji fotowoltaicznych pow. 10 kWp, gdzie:
- na 1 kWh energii zużytej rocznie dobiera się ok. 1,4 Wp mocy instalacji PV
- Na 1000 kWh energii zużytej rocznie dobiera się ok. 1,4 kWp mocy instalacji PV
Bazując na dotychczasowym doświadczeniu warto podkreślić, że gospodarstwa domowe zachęcone niskimi rachunkami za prąd częściej z niej korzystają, co przekłada się na większe zużycie. Co więcej, specyfiką modułów PV jest fakt, że ich wydajność zmniejsza się na poziomie 0,7% w skali roku. W związku z tym, dopuszczalne, a nawet zalecane jest przewymiarowanie mocy instalacji do wartości ok. 20%.
Nie można też zapominać o stratach energii pojawiających się w instalacjach PV – z różnych przyczyn – które przedstawiają się następująco:
- straty na modułach z powodu temperatury (4-8%),
- straty falownika (3-7%),
- straty wywołane zacienieniem lub zabrudzeniem (1-5%),
- straty przez pracę przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego (1-3%),
- straty niedopasowania prądowego modułów (ok. 1% lub więcej),
- straty na przewodach (ok. 1%),
- straty na diodach bocznikujących (ok. 0,5%).
Korzystając z podanego wzoru oraz tabeli ze współczynnikami korekcji nasłonecznienia można w prosty sposób dokonać przykładowego wyliczenia doboru mocy w oparciu o zużycie energii dla instalacji PV w systemie on grid (opustu/rocznego bilansowania energii) z uwzględnieniem potrzeb energetycznych w skali 1 roku.
Zużycie energii – 4200 kWh/rok
Nachylenie dachu – 40°
Odchylenie od kierunku S (południowego) – 10°
Udział konsumpcja na własne potrzeby – 20%
Udział energii wytransferowanej do sieci – 80%
Roczne nasłonecznienie – 1050 kWh/m²
Współczynnik wydajności – od 82%
Współczynnik korekcji nasłonecznienia – 1,13
Obliczenia pokazują, że dla tego typu instalacji fotowoltaicznej najkorzystniejszą mocą będzie 5,18 kWp.
Podsumowanie
Dobór mocy instalacji PV typu on grid to wbrew pozorom nie jest proste zadanie, zwłaszcza dla laika. Jednak korzystając z pomocy doświadczonych doradców czy projektantów, można szybko uzyskać wyliczenia z dość dużą dokładnością. A przy tym nie martwić się, że system będzie niedoszacowany lub odwrotnie, przewymiarowany. Warto też być świadomym strat, na które składają się różne czynniki oraz zwiększone zapotrzebowanie na energię w związku z… niższymi rachunkami za energię.
źródło: „Instalacje fotowoltaiczne” Bogdan Szymański.
Kontakt:
tel: 515 984 07
Adres: ul. Kasztanowa 101
32-641 Piotrowice
E- mail:biuro@fotowoltaikazator.pl
Zapraszamy do współpracy.
