Autokonsumpcja energii elektrycznej produkowanej w fotowoltaicznej mikroinstalacji prosumenckiej wynosi zaledwie ok. 20–30%. Prowadzi to do strat wyprodukowanej i wprowadzonej do sieci elektroenergetycznej energii w ilości 20 lub 30%, związanych z systemem opustów lub koniecznością sprzedaży energii w systemie net-billing.
Prosumenckie mikroinstalacje fotowoltaiczne (PV) w ostatnich latach cieszyły się bardzo dużą popularnością wśród indywidualnych odbiorców energii elektrycznej. Stosunkowo niewielkie koszty inwestycyjne (na poziomie ok. 20–30 tys. zł dla statystycznego gospodarstwa domowego), gwarancja produkcji energii na wysokim poziomie (co najmniej 80% do 30. roku funkcjonowania instalacji) oraz obowiązujący jeszcze do niedawna system opustów pozwalały na podłączenie instalacji do sieci elektroenergetycznej (el-en) bez większych formalności i problemów technicznych. Jednakże wprowadzona nowelizacja ustawy o odnawialnych źródłach energii (OZE), a wraz z nią nowy sposób rozliczeń w oparciu o net-billing, obowiązujący od 1 kwietnia 2022 r., spowodowały wyhamowanie powstawania nowych instalacji PV.
>>> Rynek fotowoltaiki w Polsce 2023. RAPORT
>>> Ustawa o odnawialnych źródłach energii – zmiany wprowadzone w 2023 roku
>>> Instalacje fotowoltaiczne o mocy powyżej 50 kW. PRZEPISY
Jednym z głównych problemów występujących w trakcie pracy domowych instalacji słonecznych jest niepokrywanie się okresów produkcji energii z okresami zapotrzebowania na nią. Instalacje fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną z konwersji promieniowania słonecznego, a więc głównie w słoneczne godziny okołopołudniowe w wiosenne, letnie i jesienne dni, podczas gdy największe zużycie energii elektrycznej w domu występuje w porach porannej oraz wieczornej i zwiększa się w okresie jesienno-zimowym, co przedstawiono na rys. 1. Wymusza to konieczność magazynowania produkowanej energii w celu późniejszego jej wykorzystania, co stwarza określone problemy w sieciach el-en.
Rys. 1. Produkcja energii elektrycznej z instalacji PV i jej zużycie w budynku jednorodzinnym [1]
Dla instalacji prosumenckich, zgłoszonych i podłączonych do sieci el-en przed 1 kwietnia 2022 r., obowiązuje system opustów gwarantujący przez 15 lat możliwość wprowadzenia do sieci wyprodukowanej energii i jej późniejszego odbioru (w rozliczeniu rocznym) w wysokości 70% (dla mocy instalacji w zakresie 10–50 kW) lub 80% (dla instalacji o mocy poniżej 10 kW). Zakładając poziom samowystarczalności 20% dla statystycznej instalacji PV o mocy ok. 4 kW, z upustem 20% trzeba „oddać” operatorowi energetycznemu aż 16% wygenerowanej przez instalację energii. Dla instalacji oddanych do użytku po 1 kwietnia 2022 r., a więc na zasadach net-billingu, sytuacja może przedstawiać się jeszcze gorzej z uwagi na konieczność odsprzedaży wprowadzonej do sieci energii. W okresie przejściowym, między 1.07.2022 r. a 30.06.2024 r., sprzedaż energii będzie prowadzona w oparciu o jej ceny z poprzedniego miesiąca, natomiast już po 1.07.2024 r. w oparciu o ceny godzinowe. Sprzedaż własnej energii będzie więc następowała w okresach wysokiej podaży, a zatem po niższych cenach niż w momencie jej późniejszego zakupu w okresach wzmożonego popytu. Dodatkowo, w chwili zakupu energii z sieci do kosztów samej energii dochodzą jeszcze standardowe opłaty związane np. z kosztami przesyłu. Oszacowanie wielkości systemu PV czy okresu zwrotu inwestycji w myśl nowych przepisów jest praktycznie niemożliwe, gdyż ceny giełdowe energii w przyszłych latach są nie do określenia. Nowe rozwiązanie ma za zadanie zwiększenie poziomu autokonsumpcji lub doprowadzenie do montażu własnych magazynów energii, aby odciążyć niewydolny Krajowy System Elektroenergetyczny (KSE) [2–4].
Sprawdź: Produkty budowlane – systemy fotowoltaiczne >>>
Autokonsumpcja energii elektrycznej produkowanej w fotowoltaicznej mikroinstalacji prosumenckiej wynosi zaledwie ok. 20–30%. Fot. @ vejaa – stock.adobe.com
W celu zmiany profilu zużycia energii elektrycznej przez instalację domową można wykorzystać systemy automatyki budynkowej oraz urządzenia z branży grzewczej. Z kolei wybór innych paneli fotowoltaicznych (np. dwustronnych) lub sposób montażu mogą przyczynić się do zmiany profilu produkcji energii dla nowo budowanych instalacji. Każde z przywołanych poniżej rozwiązań w pewnym stopniu pozwoli na zwiększenie bezpośredniego zużycia energii produkowanej we własnej instalacji słonecznej.
W dalszej części artykułu:
Większa autokonsumpcja dzięki zastosowaniu fotowoltaicznych paneli bifacjalnych
Wykorzystanie energii do zasilania urządzeń grzewczych
– Przygotowanie ciepłej wody użytkowej
– Autokonsumpcja dzięki wykorzystaniu pompy ciepła
Zasilanie rezystancyjnych urządzeń grzewczych
Cały artykuł dostępny jest w numerze 1/2024 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”
dr inż. Dariusz Kurz
Politechnika Poznańska
Literatura
1. Przykłady integracji instalacji fotowoltaicznych z automatyką budynkową, Fronius Polska Sp. z o.o., Gliwice 2017.
2. Nowe zasady rozliczeń prosumentów od 2022 r., Ministerstwo Klimatu i Środowiska, 2021, https://www.gov.pl/attachment/47e43da4-8258-4844-b-u158-77f3f6b607b8 (dostęp: 29.05.2022 r.).
3. Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz.U. z 2015 r. poz. 478).
4. Ustawa z dnia 22 czerwca 2016 r. o zmianie ustawy o odnawialnych źródłach energii oraz niektórych innych ustaw (Dz.U. z 2016 r. poz. 925).
>>> Bezpieczne instalacje fotowoltaiczne
>>> Odnawialne źródła energii w systemach grzewczych w budynku jednorodzinnym
>>> Photovoltaics – lekcja języka angielskiego
>>> Magazyny energii w systemie elektroenergetycznym
