Polska fotowoltaika w teorii i praktyce

Co to jest fotowoltaika?

Fotowoltaika to jeden ze sposobów pozyskiwania energii z odnawialnych źródeł, a konkretnie z promieni słonecznych. W procesie tym biorą udział panele fotowoltaiczne, które na stałe wkomponowały się już w polski krajobraz. Są to krzemowe płyty przetwarzające energię słoneczną w energię elektryczną. Fotowoltaika w Polsce rozwija się zarówno na gruncie prywatnym, jak i instytucjonalnym. Odnawialne źródło energii nie szkodzi środowisku, a przy tym wiąże się z realnymi korzyściami ekonomicznymi. Koszt instalacji fotowoltaicznej potrafi się zwrócić już po 7 latach. Biorąc pod uwagę systematyczny spadek cen paneli słonecznych, istnieje szansa, że okres zwrotu będzie się skracał proporcjonalnie do tempa rozwoju technologii. Warto również zwrócić uwagę na dotacje dla osób fizycznych i przedsiębiorstw. Dzięki nim szybki zwrot z inwestycji jest jeszcze bardziej prawdopodobny.

Jak działa fotowoltaika?

Energię z promieniowania świetlnego pobiera się przy użyciu paneli fotowoltaicznych. Najpopularniejszy i najczęściej spotykany budulec ogniw solarnych to krzem. W przyszłości być może będziemy świadkami rewolucji w fotowoltaice za sprawą polskich naukowców, którzy prowadzą prace nad zastąpieniem krzemu przez perowskity. Technologia ta jest znacznie tańsza i wydajniejsza od krzemowych konstrukcji.

Jak działają panele fotowoltaiczne? Energia elektryczna, która powstaje w ogniwach słonecznych to efekt ruchu elektronów. Krzem lub perowskity pochłaniają foton, czyli najmniejszą cząsteczkę światła i w ten sposób elektron zostaje zmuszony do zmiany położenia, dzięki czemu dochodzi do konwersji energii świetlnej na elektryczną.

Fotowoltaika czy solary?

Kolektory słoneczne zwane inaczej solarami często są mylone z panelami fotowoltaicznymi. Elementem wspólnym instalacji jest pobieranie i przetwarzanie energii słońca. Jednak solary przekształcają promieniowanie w energię cieplną a panele fotowoltaiczne w prąd.

Podstawowym elementem instalacji fotowoltaicznej jest ogniwo. Z połączonych ogniw powstają panele, które montuje się na dachach lub w formie wolnostojącej. Największą spotykaną instalacją są farmy fotowoltaiczne zwane również elektrowniami fotowoltaicznymi.

OZE w Polsce

OZE to odnawialne źródła energii, czyli takie, których zasoby się nie wyczerpują, ponieważ dochodzi do ich szybkiej regeneracji. Do OZE w Polsce możemy zaliczyć:

• biogaz
• biomasę
• fotowoltaikę
• energię wiatru
• energię wodną

Według Międzynarodowej Agencji Energii wkład OZE w produkcję energii elektrycznej w 2016 roku wyniósł 9%, a paliwa kopalne dostarczyły 59% światowych nakładów energetycznych. Jak podają Polskie Sieci Energetyczne, w naszym kraju OZE pokryło 7% zapotrzebowania, przy czym paliwa kopalne posłużyły do produkcji aż 90% prądu. Zgodnie ze zobowiązaniami Polski wobec Unii Europejskiej w 2020 roku z odnawialnych źródeł energii powinniśmy pokrywać 15% krajowego zapotrzebowania.

Dążenia Polski do wypełnienia unijnych dyrektyw reguluje ustawa o Odnawialnych Źródłach Energii. W sierpniu 2017 roku Prezydent RP podpisał jej nowelizację. Nowa ustawa o OZE zakłada obniżenie tzw. opłaty zastępczej, która trafia do wytwórców ekologicznej energii. Uiszczają ją dostawcy prądu bez certyfikatu poświadczającego, że odpowiednia część dystrybuowanej przez nich energii pochodzi z OZE. Certyfikaty te kupowane są od producentów “zielonej energii”, w tym od elektrowni fotowoltaicznych. Część z nich uważa, że obniżenie opłaty zastępczej będzie ciosem w polską branżę OZE.

Bardzo ciekawym projektem, który pokazuje, że w Polsce OZE nie ma dużego udziału w produkcji energii, jest Electricity Map. To interaktywna mapa świata, pozwalająca w czasie rzeczywistym obserwować udział poszczególnych źródeł energii w rzeczywistym poborze prądu w różnych krajach. W Polsce 4 października 2017 o godzinie 9:40 z paliw kopalnych pochodziło 78% energii elektrycznej. Dla porównania w tym samym czasie we Francji udział paliw kopalnych wynosił 15% a w Stanach Zjednoczonych 58%.

Fotowoltaika domowa, czyli energetyka prosumencka

Jednym z elementów dywersyfikacji źródeł energii w Polsce jest postawienie na energetykę prosumencką. Czym jest? Energetyka prosumencka to wykorzystywanie energii elektrycznej wytworzonej na własne potrzeby. Prosument jest jednocześnie producentem i konsumentem. Nadwyżki energetyczne w takim systemie można odsprzedać do sieci dystrybutora. Ustawa o OZE wskazuje, że maksymalna moc instalacji prosumenckich zamyka się w 40 kW.

Do mikroinstalacji prosumenckich zalicza się fotowoltaika domowa. Sieci te, jak podaje raport Stowarzyszenia Branży Fotowoltaicznej Polska PV, w 2016 roku zdominowały rynek pod względem mocy przyłączonej instalacji PV (fotowoltaicznych). Osiągnęła ona poziom 59% całej mocy przyłączonej elektrowni PV.

Rozwojowi fotowoltaiki domowej sprzyja coraz większa dostępność ogniw słonecznych do samodzielnego montażu oraz ich spadająca cena. W tym roku panele do swojej oferty wprowadziła znana sieć marketów Ikea. Prace, które trwają w kilku ośrodkach naukowych nad wykorzystaniem w fotowoltaice perowskitów, dają nadzieję na dalsze cięcie kosztów instalacji.

Czy fotowoltaika się opłaca?

Jeśli zastanawiamy się, czy fotowoltaika w Polsce ma w ogóle sens, skoro przez większość roku jest szaro i ponuro, niech podpowiedzi udzieli nam nasz zachodni sąsiad. Poziom nasłonecznienia w Niemczech jest bardzo zbliżony do naszego, a mimo to kraj ten jest jednym ze światowych liderów w wykorzystaniu energii słonecznej. W Polsce większość energii promieniowania słonecznego uzyskiwana jest w półroczu letnim - 77%, pozostałe 23% przypada na półrocze zimowe. Największe nasłonecznienie występuje w województwie lubelskim. Ono też czerpie z fotowoltaiki największe korzyści. Całkowita zainstalowana moc farm fotowoltaicznych w tym regionie stanowi ⅓ mocy w całym kraju.

Rosnący udział w rynku fotowoltaiki mikroinstalacji jest jasnym sygnałem, że energia słoneczna opłaca się również w gospodarstwach domowych. Szacunkowy zwrot z inwestycji w panele słoneczne następuje po około 7 latach, a średni czas użytkowania instalacji wynosi 25 lat. Spora część firm udziela też wieloletnich gwarancji, co oznacza, że przez ten czas nie musimy się martwić ewentualnymi kosztami serwisowania.

Zakładając, że szacunkowy koszt instalacji fotowoltaicznej o wielkości 3,08 kWh to około 18,5 tys. zł, a średni koszt ceny prądu z tradycyjnej sieci energetyczneju wynosi 0,83 gr/kWh przy rocznym zużyciu na poziomie 3250 kWh, to po 25 latach użytkowania domowej elektrowni słonecznej mamy szansę zaoszczędzić ponad 47 tys. zł. Tak wyglądają korzyści ekonomiczne, a drugim czynnikiem, który przemawia za energią odnawialną jest wpływ na środowisko. Nasza inwestycja pomogłaby ograniczyć emisję dwutlenku węgla o około 2,5 tony rocznie. Przekładając to na liczbę drzew potrzebnych do wyeliminowania takiej ilości CO2 z atmosfery, otrzymujemy 313 nowych drzew w skali roku.

Fotowoltaika - dotacje dla osób fizycznych i firm

Głównym źródłem pozyskiwania dotacji na fotowoltaikę dla osób fizycznych w 2017 roku są Wojewódzkie Fundusze Ochrony Środowiska. W województwie lubelskim, które jest liderem na rynku energii słonecznej, osoby fizyczne mogły w tym roku ubiegać się o preferencyjne pożyczki na inwestycje prywatne. Pożyczki te były częściowo umarzalne np. w branży fotowoltaicznej pożyczkobiorca mógł liczyć na umorzenie 25% zobowiązania.

Spora część nakładów finansowych na dotacje pochodzi z Unii Europejskiej. To właśnie dyrektywy UE zobowiązują nas do zwiększania udziału OZE w produkcji energii. Dzięki unijnym pieniądzom w województwie podkarpackim na dofinansowania dla firm przeznaczono w tym roku ponad 200 mln złotych. Dotacje w ramach programu na Podkarpaciu zakładały wsparcie nie tylko inwestycji w fotowoltaikę, ale również w energię wodną, czy geotermiczną. Także w województwie mazowieckim przedsiębiorcy mieli szansę otrzymać zwrot nawet 80% nakładów na inwestycje w fotowoltaikę. Unijne pieniądze mają pomóc Polsce w osiągnięciu celu, jaki nałożony został przez dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE. Zgodnie ze zobowiązaniem do 2020 roku udział energii z OZE w końcowym zużyciu energii brutto w Polsce powinien wynosić 15%.