Fotowoltaika jest dziedziną techniki, która zajmuje się zmianą energii promieniowania słonecznego, na energię elektryczną. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego, bazującego na sile elektromotorycznej, otrzymanej w wyniku napromieniowania półprzewodnika przez Słońce.

Mimo iż instalacje fotowoltaiczne to wciąż kosztowna inwestycja, to jednak cieszą się coraz większą popularnością. Niewątpliwie, ogromną zaletą fotowoltaiki jest to, że wytwarzanie energii jest możliwie wszędzie tam, gdzie tylko występuje promieniowanie słoneczne.

Rodzaje baterii słonecznych

Najbardziej powszechnym rodzajem paneli fotowoltaicznych są panele polikrystaliczne. Charakteryzują się one sprawnością rzędu 12-16%, a ogniwa budujące panel mają niebieski kolor z wyraźnie zarysowanymi kryształami krzemu. Moduły polikrystaliczne złożone są z kwadratowych ogniw tworzących płaską niejednorodną powierzchnię o mikrostrukturze powstałej w wyniku skrystalizowania się cząsteczek krzemu w procesie produkcji. Drugim najbardziej powszechnym rodzajem są moduły monokrystaliczne otrzymywane za pomocą metody Czochralskiego. Monokryształ w postaci jednorodnego słupa krzemu, powstałego w wyniku reakcji krystalizacji, cięty jest na tzw. „wafle” obrabiany i przytwierdzany na powierzchni modułu.

Na pierwszy rzut oka te dwa rodzaje paneli możemy rozpoznać po tym, iż polikrystaliczne mają wizualnie niejednolitą powierzchnię o ciemno niebieskim kolorze. Ogniwa monokrystaliczne natomiast mają widocznie oddzielone moduły, w kształcie kwadratów z charakterystycznie ściętymi rogami. Dodatkową różnicą jest sprawność paneli oraz ich cena. Sprawność paneli polikrystalicznych jest nieco niższa od monokrystalicznych, jednak ich stosunek ceny do uzysku w polskich warunkach nasłonecznienia jest znacznie bardziej korzystny.

Szczegółową charakterystykę rozwiązań montażu paneli PV znajdą Państwo w kolejnych artykułach, niemniej jednak już teraz warto zaznaczyć, że baterie słoneczne, pomijając koszty wynikające z ich zakupu oraz instalacji, pozwalają produkować darmową energię w domowym zaciszu.

Określenie zapotrzebowania energetycznego

Pojawia się pytanie o to, jaka ilość modułów słonecznych będzie najbardziej odpowiednia dla naszych potrzeb. Głównym czynnikiem pozwalającym na dobranie odpowiedniej mocy instalacji fotowoltaicznej, jest roczne zużycie energii. Możemy je sprawdzić posiłkując się rachunkami za energię elektryczną z zakładu energetycznego.

Dodatkowymi czynnikami mającymi wpływ na dobór mocy instalacji jest orientacja oraz kąt nachylenia połaci dachowej, na której ma znaleźć się instalacja. Optymalną orientacją jest kierunek południowy, jednak instalacja zwrócona na wschód lub zachód nie traci dużo na efektywności. Optymalna wartość kąta nachylenia paneli jest zależna od położenia geograficznego i kształtuje się między 25-35º (na dachach płaskich lub o małym kącie nachylenia możemy zastosować specjalne stelaże). Bardzo ważnym jest również stopień zacienienia. Miejsce, w którym planujemy zamontować naszą instalację nie powinno być zacienione przez żadne elementy wystające ponad połać dachową, drzewa i krzewy lub sąsiednie budynki. W przeciwnym wypadku nasze panele nie będą działały z odpowiednią sprawnością.

Orientacyjne koszty

Na koszty instalacji fotowoltaicznej składa się kilka elementów. Dla przykładu przybliżone koszty instalacji 5 kWp (kW peak – moc szczytowa), szacują się w następujący sposób:

• około 20000 złotych na moduły fotowoltaiczne,
• około 5000 złotych na dachowe konstrukcje z aluminiowych profili (o ile dach jest pokryty blachodachówką, ewentualnie dachówką ceramiczną, bo już w przypadku dachówki cementowej należy liczyć się z wyższą kwotą);
• około 9000 złotych za inwerter, który zamienia prąd stały, produkowany przez instalację PV, na prąd zmienny;
• około 3000 złotych za zabezpieczenia, okablowanie oraz pozostałe elementy elektryczne;
• około 3000 złotych za montaż;

Warto zastanowić się nad taką inwestycją, gdyż przy sprzyjających warunkach (korzystne finansowanie, specjalne dopłaty) może się ona zwrócić już po kilku latach. Tego typu instalacja pozwala nam częściowo uniezależnić się od dostaw energii elektrycznej, a tym samym zaoszczędzić na rachunkach.