Instalacje fotowoltaiczne to innowacyjne źródło energii, które zmienia sposób, w jaki korzystamy z prądu. Ale czy energia, którą produkują nasze panele słoneczne, zawsze trafia od razu do naszych urządzeń? I co dzieje się z nadmiarem prądu, kiedy zapotrzebowanie jest niższe niż produkcja? Te pytania nurtują wielu właścicieli i potencjalnych użytkowników instalacji fotowoltaicznych. Wyjaśniamy, jak działa system fotowoltaiczny, czy energia może być wykorzystywana na bieżąco oraz co dzieje się z nadwyżkami energii, które powstają w ciągu dnia.
Jak działa instalacja fotowoltaiczna?
Żeby zrozumieć, w jaki sposób wykorzystywana jest energia z paneli PV, warto najpierw przypomnieć, jak działa fotowoltaika. Podstawowym zadaniem instalacji fotowoltaicznej jest zamiana energii słonecznej na energię elektryczną. Proces ten odbywa się w kilku krokach:
- Produkcja prądu stałego (DC). Panele fotowoltaiczne przekształcają promieniowanie słoneczne w prąd stały. Jest to energia, której nie można bezpośrednio wykorzystać w domowych urządzeniach.
- Konwersja prądu stałego na zmienny (AC). Falownik (inwerter) przekształca prąd stały na prąd zmienny, dostosowany do standardów sieci energetycznej. To właśnie ten prąd trafia do domowych instalacji elektrycznych.
- Dystrybucja energii. Wyprodukowana energia elektryczna jest najpierw wykorzystywana na bieżące potrzeby budynku. Jeśli w danym momencie instalacja produkuje więcej energii, niż potrzeba, pojawia się nadwyżka energii.
Czy prąd z fotowoltaiki jest wykorzystywany na bieżąco?
Odpowiedź brzmi: tak, ale z pewnymi ograniczeniami. Energia wyprodukowana przez panele fotowoltaiczne może być wykorzystana na bieżąco, o ile:
- Panele produkują wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby pokryć aktualne zapotrzebowanie w budynku.
- Urządzenia w domu działają w czasie rzeczywistej produkcji prądu, np. w ciągu dnia, gdy panele generują energię słoneczną.
W praktyce jednak produkowana energia rzadko idealnie odpowiada bieżącym potrzebom. Dlaczego? Produkcja prądu z fotowoltaiki jest zależna od warunków pogodowych, takich jak nasłonecznienie, a także od pory dnia. Tymczasem zapotrzebowanie energetyczne budynków często osiąga szczyt wieczorem, kiedy panele już nie produkują prądu.
Nadwyżka energii – w jaki sposób może być wykorzystana?
W przypadku instalacji fotowoltaicznych nadmiar energii jest nieunikniony. Dlaczego? Produkcja energii z paneli fotowoltaicznych jest największa w ciągu dnia, szczególnie w godzinach południowych, gdy słońce świeci najmocniej. Tymczasem zapotrzebowanie na prąd w domach jednorodzinnych bywa mniejsze w tych godzinach – większość domowników przebywa w pracy lub szkole. W efekcie pojawiają się nadwyżki energii, które nie są zużywane na bieżąco.
Jednym z kluczowych aspektów użytkowania fotowoltaiki jest zatem zarządzanie nadwyżkami energii. Zasady ich rozliczania w dużej mierze zależą od systemu, w jakim funkcjonuje instalacja, oraz od rodzaju umowy prosumenckiej. W Polsce systemy on-grid, czyli podłączone do publicznej sieci elektroenergetycznej, opierają się na dwóch głównych mechanizmach: net-meteringu i net-billingu.
Net-metering (system opustów)
Net-metering to mechanizm, który był podstawą rozliczeń dla prosumentów przed wprowadzeniem net-billingu. W tym systemie:
- Nadwyżka energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną jest oddawana do sieci publicznej.
- Prosument może odebrać tę energię w późniejszym okresie, np. w nocy lub zimą, w stosunku 1:0,8 (dla instalacji do 10 kW) lub 1:0,7 (dla instalacji powyżej 10 kW).
- Energia, która nie zostanie odebrana w ciągu 12 miesięcy, przepada.
Ten mechanizm działał jak “magazynowanie energii” w sieci energetycznej, jednak z czasem został uznany za mniej efektywny dla operatorów sieci.
Net-billing
Od 2022 roku nowi prosumenci w Polsce są objęci systemem net-billingu, który wprowadza kluczowe zmiany:
- Nadwyżki energii są sprzedawane do sieci po cenach hurtowych.
- Właściciele instalacji fotowoltaicznych mogą zakupić energię z sieci po cenach rynkowych, niezależnie od cen, po których sprzedali swoje nadwyżki.
Net-billing wymaga większej świadomości w zarządzaniu energią, ponieważ nie działa jak “magazyn”, a bardziej jak rozliczenie finansowe. Wartość nadwyżki energii jest odkładana na koncie prosumenta i może być wykorzystana do opłacenia energii pobranej w przyszłości.
Magazynowanie energii jako alternatywa
Dla tych, którzy chcą uniezależnić się od zmiennych cen energii i złożoności umów prosumenckich, rozwiązaniem może być inwestycja w magazyn energii. Pozwala to na:
- Przechowywanie nadmiaru energii w akumulatorach.
- Wykorzystanie jej w okresach, gdy panele fotowoltaiczne nie produkują prądu, np. nocą.
Choć magazyny energii zwiększają niezależność energetyczną i świetnie współpracują z fotowoltaiką, ich wysoki koszt wciąż pozostaje barierą dla wielu użytkowników.
Wykorzystanie nadmiaru energii na dodatkowe urządzenia
Nadwyżki prądu można wykorzystać w czasie rzeczywistej produkcji, np. do zasilania pomp ciepła, ładowania samochodów elektrycznych lub innych urządzeń wymagających dużego zużycia energii. Takie podejście pozwala maksymalizować wykorzystanie wyprodukowanej energii na bieżąco.
Skąd czerpać prąd z fotowoltaiki, gdy panele nie produkują energii?
Co dzieje się, gdy produkcja energii z paneli fotowoltaicznych spada do zera, np. w nocy? W takim przypadku kluczowe jest korzystanie z innych źródeł zasilania, które mogą zapewnić energię elektryczną:
Korzystanie z publicznej sieci energetycznej
W systemach on-grid, jak wspomnieliśmy wcześniej, energia jest dostarczana z sieci publicznej. W przypadku net-meteringu część energii można “odebrać” dzięki wcześniejszym nadwyżkom. Natomiast w net-billingu prąd jest kupowany od dostawcy po aktualnej cenie rynkowej.
Magazynowanie energii w akumulatorach
Zastosowanie systemów magazynowania energii to doskonała alternatywa dla właścicieli systemów hybrydowych i off-grid. Takie rozwiązanie minimalizuje zależność od sieci i pozwala maksymalizować wykorzystanie energii wyprodukowanej przez panele.
Czy nadwyżka prądu z fotowoltaiki przechodzi na następny rok?
To pytanie nurtuje wielu właścicieli instalacji fotowoltaicznych, szczególnie tych korzystających z systemu on-grid. Przypomnijmy zatem, że w Polsce zasady dotyczące przenoszenia nadwyżek energii zależą od rodzaju mechanizmu rozliczeniowego – net-meteringu lub net-billingu. Wyjaśniliśmy już, co się dzieje za nadwyżkami w obu systemach, ale osobną kwestią są obowiązujące w nich sposoby rozliczeń.
Net-metering – ograniczony okres rozliczeniowy
W systemie opustów, czyli w net-meteringu:
- Nadwyżka energii zgromadzona w sieci musi zostać odebrana w ciągu 12 miesięcy od jej wprowadzenia.
- Po upływie tego okresu niewykorzystana energia przepada, co oznacza, że prosument nie otrzyma za nią żadnej rekompensaty. Dlatego kluczowe jest dopasowanie mocy instalacji do rzeczywistych potrzeb energetycznych domu.
Przykład: jeśli w lipcu nadwyżka energii wyniosła 200 kWh, należy ją odebrać do końca czerwca następnego roku, w przeciwnym razie przepadnie.
Net-billing – brak przenoszenia energii, ale możliwość rozliczenia finansowego
W przypadku net-billingu:
- Nadwyżka energii jest rozliczana w formie środków finansowych na koncie prosumenta. Środki te można wykorzystać na opłacenie energii pobieranej z sieci w przyszłości.
- Jednak środki zgromadzone na koncie również nie przechodzą na kolejny rok – jeśli nie zostaną wykorzystane w okresie rozliczeniowym, przepadają.
Jak więc widać, w żadnym z systemów nadwyżka energii nie przechodzi na kolejny rok w formie fizycznej energii lub środków finansowych. Dlatego tak ważne jest odpowiednie zarządzanie produkcją i zużyciem energii z fotowoltaiki.
Kiedy energia z fotowoltaiki przepada?
Chociaż fotowoltaika jest doskonałym sposobem na redukcję kosztów energii, istnieją sytuacje, w których nadmiar energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną przepada. Poniżej omawiamy najczęstsze scenariusze:
1. Niewykorzystanie nadwyżek w systemie net-meteringu
Jak wspomniano wcześniej, energia oddana do sieci w ramach net-meteringu musi być odebrana w ciągu 12 miesięcy. Jeśli prosument nie wykorzysta tej energii, przepada ona bez jakiejkolwiek rekompensaty.
2. Niewykorzystanie środków finansowych w net-billingu
W systemie net-billingu niewykorzystane środki zgromadzone na koncie prosumenta również mogą przepaść, jeśli nie zostaną wykorzystane w określonym czasie. Brak możliwości przeniesienia środków na kolejny rok to istotne ograniczenie tego systemu.
3. Brak odpowiedniego magazynowania energii
W systemach off-grid, które nie są podłączone do publicznej sieci energetycznej, energia niewykorzystana w czasie rzeczywistej produkcji przepada, jeśli nie ma zastosowanego magazynu energii.
4. Nadprodukcja w stosunku do zapotrzebowania
Zbyt duża instalacja fotowoltaiczna w stosunku do rzeczywistego zużycia domu prowadzi do sytuacji, w której nadwyżka energii nie może być ani odebrana, ani spożytkowana w pełni. Dlatego kluczowe jest precyzyjne dobranie mocy instalacji fotowoltaicznej.
5. Awarie sieci elektroenergetycznej
Jeśli posiadamy system on-grid, w przypadku awarii sieci publicznej, instalacja fotowoltaiczna automatycznie przestaje działać. Jest to wymóg bezpieczeństwa, aby uniknąć zasilania uszkodzonej sieci. W takich sytuacjach energia produkowana przez panele nie może być przekazywana ani wykorzystana na bieżąco, co powoduje jej utratę. Rozwiązaniem może być zastosowanie systemów hybrydowych z magazynami energii, które pozwalają przechowywać nadmiar prądu i zasilać budynek nawet podczas awarii.
