Zestawy do fotowoltaiki - wszystko co powinieneś wiedzieć

Rosnące ceny energii, zmiany klimatyczne i zwiększająca się dostępność nowoczesnych rozwiązań technologicznych sprawiają, że fotowoltaika staje się coraz bardziej powszechnym wyborem wśród osób szukających niezależności energetycznej.

Jednym z najszybszych i najprostszych sposobów na rozpoczęcie przygody z energią słoneczną są gotowe zestawy fotowoltaiczne. To rozwiązanie, które nie tylko upraszcza proces instalacji, ale również pozwala lepiej zaplanować inwestycję i zoptymalizować koszty.

W artykule przyjrzymy się, czym dokładnie są zestawy fotowoltaiczne, z czego się składają, jakie są ich zalety i kiedy warto się na nie zdecydować. Zrozumienie ich budowy i działania to pierwszy krok do świadomego wyboru i efektywnego wykorzystania energii odnawialnej.

Zestawy fotowoltaiczne to kompletne rozwiązania umożliwiające szybki montaż i uruchomienie mikroinstalacji fotowoltaicznej. W skład takiego zestawu wchodzą zazwyczaj panele słoneczne, falownik (inwerter) lub mikroinwertery, okablowanie, systemy montażowe, a coraz częściej również magazyn energii. Producenci i dystrybutorzy oferują różne konfiguracje w zależności od potrzeb użytkownika, począwszy od małych zestawów mobilnych, po duże systemy przeznaczone dla domów jednorodzinnych. Kluczowym atutem gotowych zestawów jest ich kompatybilność – wszystkie komponenty są dobrane w taki sposób, aby zapewnić optymalną wydajność i bezpieczeństwo. To co istotne zestawy te często objęte są gwarancją producenta, co zwiększa zaufanie użytkowników i minimalizuje ryzyko inwestycyjne. Jest to również idealne rozwiązanie „na start” pozwalające uniknąć błędów przy samodzielnym doborze komponentów.

Historia fotowoltaiki sięga XIX wieku, kiedy to w 1839 roku francuski fizyk Alexandre Edmond Becquerel odkrył zjawisko fotowoltaiczne, polegające na możliwość przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną. Niemniej, dopiero w latach 50-tych XX wieku udało się opracować pierwsze krzemowe ogniwo fotowoltaiczne o sprawności sięgającej 6%. Tym samym wynalazek Bell Labs stał się podwaliną dla fotowoltaiki jaką znamy dzisiaj.

Początkowo technologia ta wykorzystywana była głównie w sektorze kosmicznym, jednak z czasem jej zastosowanie rozszerzyło się na energetykę komercyjną. W ostatnich dwóch dekadach fotowoltaika przeżywa gwałtowny rozwój. Główną przyczyną jest spadek kosztów produkcji paneli, rosnąca świadomość ekologiczna i wsparcie ze strony instytucji rządowych.

Sercem każdego zestawu fotowoltaicznego są panele słoneczne. To właśnie one odpowiadają za przekształcanie energii słonecznej w prąd stały (DC). Każdy panel składa się z wielu połączonych ze sobą ogniw fotowoltaicznych, najczęściej wykonanych z krzemu. Gdy promienie słoneczne padają na powierzchnię ogniwa, fotony wybijają elektrony z atomów, generując w ten sposób prąd elektryczny.

Efektywność paneli zależy od wielu czynników:

• rodzaju użytego krzemu (monokrystaliczny czy polikrystaliczny)
• jakości wykonania
• kąta nachylenia i nasłonecznienia miejsca montażu.

Nowoczesne moduły osiągają sprawność rzędu 20–23%, co oznacza, że mogą zamienić znaczną część energii słonecznej na użyteczną energię elektryczną. Panele dobiera się zgodnie z zapotrzebowaniem energetycznym i możliwościami montażowymi danego budynku.

Falownik, znany również jako inwerter, pełni kluczową funkcję w każdym systemie PV. Jego zadaniem jest konwersja prądu stałego (DC), generowanego przez panele fotowoltaiczne, na prąd zmienny (AC), który można wykorzystać w domowych urządzeniach elektrycznych lub przesłać do sieci. Jako serce instalacji, falownik odpowiada także za monitorowanie pracy całego systemu, w tym przede wszystkim za wykrywanie usterek i optymalizację wydajności.

Nowoczesne falowniki często oferują możliwość podłączenia do aplikacji mobilnych, dzięki czemu użytkownik może na bieżąco śledzić ilość wyprodukowanej energii. Warto pamiętać, że wybór odpowiedniego modelu falownika ma istotny wpływ na efektywność całego zestawu.
Należy go dobierać nie tylko ze względu na moc instalacji, lecz także z uwagi na rodzaj instalacji.

W zestawach fotowoltaicznych możemy spotkać różne rodzaje falowników. W domowych systemach on-grid najczęściej wybieranym rozwiązaniem jest tradycyjny falownik centralny. Obsługuje on całą instalację i jest ekonomiczny przy większej liczbie modułów.

Falowniki hybrydowe umożliwiają z kolei współpracę z magazynami energii. Dzięki takiemu rozwiązaniu zyskujemy częściową lub pełną niezależność energetyczną, a także lepsze wykorzystanie energii produkowanej w ciągu dnia.

Niemniej ciekawą opcją są mikroiwertery. Działają one tak jak tradycyjny falownik, jednak montowane są bezpośrednio pod panelami. Dzięki temu rozwiązaniu, można wyeliminować tzw efekt najsłabszego ogniwa i znacząco ograniczyć straty spowodowane zacienieniem. Ponadto mikroinwertery umożliwiają precyzyjne monitorowanie pracy poszczególnych paneli.

Magazyn energii to urządzenie, które pozwala przechowywać nadwyżki wyprodukowanego prądu i wykorzystywać je wtedy, gdy produkcja z paneli jest niewystarczająca np. w nocy lub przy pochmurnej pogodzie. W zestawach fotowoltaicznych magazyn energii przeważnie jest elementem dodatkowym, niemniej jego obecność znacząco zwiększa funkcjonalność systemu.

Nowoczesne magazyny energii EcoFlow PowerOcean wykorzystują akumulatory litowo-jonowe wyprodukowane w technologii LFP (z katodą litowo-żelazowo-fosfaranową), które cechują się wysoką sprawnością, długą żywotnością i bezpieczeństwem użytkowania.

Integracja magazynu z systemem PV wymaga odpowiedniego falownika hybrydowego lub wykorzystania tradycyjnych falowników w tzw. układzie AC-coupled.Dzięki magazynom energii możliwe jest osiągnięcie pełnej niezależności od dostawców prądu, co ma szczególne znaczenie w sytuacjach awaryjnych oraz w systemach off-grid.

Montaż zestawu fotowoltaicznego wymaga uwzględnienia szeregu czynników. Począwszy od warunków technicznych dachu, przez lokalne przepisy, po wymagania dotyczące przyłączenia do sieci. Choć gotowe zestawy upraszczają cały proces, nadal warto skorzystać z pomocy wykwalifikowanego instalatora, szczególnie w przypadku większych systemów lub instalacji hybrydowych.

Kluczowym elementem montażu jest odpowiednie ustawienie paneli względem słońca. W Polsce optymalny kąt nachylenia to około 30–40 stopni na południe. Dobrze zaplanowany montaż gwarantuje nie tylko wysoką wydajność, ale również bezpieczeństwo instalacji. Coraz popularniejsze stają się również mobilne zestawy EcoFlow, które można samodzielnie rozstawić w ogrodzie, na działce lub zabrać w podróż – to idealne rozwiązanie dla osób ceniących elastyczność i niezależność energetyczną.

Czy można mieć fotowoltaikę bez podłączenia do sieci?

Tak, można posiadać instalację fotowoltaiczną działającą całkowicie niezależnie od sieci – mówimy wtedy o systemie off-grid. W takim rozwiązaniu cała wyprodukowana energia jest magazynowana w akumulatorach i wykorzystywana wyłącznie na potrzeby własne, bez wymiany z siecią elektroenergetyczną. To szczególnie dobre rozwiązanie w miejscach, gdzie nie ma możliwości podłączenia do sieci lub gdy użytkownik chce uzyskać pełną niezależność energetyczną. Należy jednak pamiętać, że system off-grid wymaga zastosowania dodatkowych komponentów – przede wszystkim pojemnych magazynów energii oraz niezawodnego falownika z funkcją zarządzania zasilaniem. Choć koszt takiej instalacji jest wyższy niż standardowego systemu on-grid, korzyścią jest pełna autonomia i odporność na przerwy w dostawie prądu.

Ile kW fotowoltaiki można zamontować samemu?

Prawo nie ogranicza jednoznacznie mocy instalacji, którą można zamontować samodzielnie, ale w praktyce najczęściej są to mikroinstalacje do 10 kW. Wynika to z przepisów, które pozwalają na uproszczoną procedurę zgłoszeniową oraz korzystniejsze warunki rozliczeń w przypadku takiej mocy. Sam montaż konstrukcji i paneli można wykonać we własnym zakresie, o ile posiada się odpowiednie umiejętności i przestrzega zasad bezpieczeństwa. Kluczowe jednak jest, aby podłączenie do sieci i odbiór instalacji przeprowadził elektryk z uprawnieniami SEP.