Inwestowanie w energię słoneczną może przynieść duże korzyści dla użytkowników, zarówno ekonomiczne, jak i ekologiczne. W ostatnich latach coraz więcej ludzi decyduje się na instalację paneli fotowoltaicznych na swoich dachach, aby wykorzystać energię słoneczną do produkcji własnego prądu. Jednak, co z ludźmi, którzy nie posiadają dachu, na którym można zainstalować panele fotowoltaiczne? Czy też mogą korzystać z energii słonecznej? Odpowiedzią na te pytania jest balkonowa instalacja fotowoltaiczna.

Balkonowa instalacja fotowoltaiczna 

Większość balkonowych instalacji fotowoltaicznych ma moc od 300W do 800W i składa się z jednego lub dwóch modułów fotowoltaicznych. Większe instalacje również występują, ale należą do rzadkości, ze względu na powierzchnię dostępną do wykorzystania na balkonie. Koszt takiej instalacji jest zależny od mocy i liczby modułów. Zestaw do samodzielnego montażu z 1 modułem fotowoltaicznym 400W kosztuje około 2600 zł. Zestaw z 1 modułem 550 W kosztuje około 2900 zł, a z 2 modułami 400W to koszt około 3500 zł. Większość użytkowników samodzielnie instaluje takie systemy, ponieważ instalacja jest prosta. 

Jedną z zalet balkonowej instalacji fotowoltaicznej jest brak kosztów eksploatacji i konserwacji, ponieważ nie są wymagane żadne serwisy lub przeglądy okresowe. Użytkownik jedynie raz do roku musi przemyć moduły wodą destylowaną oraz upewnić się, że są solidnie przymocowane do balkonu. Producenci modułów fotowoltaicznych przewidują ich żywotność na ponad 30 lat i dają gwarancję na 25 lat liniowej utraty mocy. Zgodnie z warunkami gwarancji, każdego roku moduł traci ok. 0,4% swojej pierwotnej mocy i o tyle samo maleje produkcja energii elektrycznej. 

Aby obliczyć opłacalność inwestycji, należy wziąć pod uwagę ilość energii słonecznej, którą można wykorzystać w określonym miejscu. PVGIS (PHOTOVOLTAIC GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM) to aplikacja internetowa stworzona przez Komisję Europejską, która pozwala użytkownikowi uzyskać dane na temat promieniowania słonecznego i produkcji energii z systemu fotowoltaicznego w dowolnym miejscu w większości części świata. Według jej danych, 1 kWp zainstalowany we Wrocławiu pod kątem 90 stopni (pionowo) na południe, wyprodukuje w ciągu roku około 784 kWh. 

W przypadku balkonowych instalacji fotowoltaicznych niezbędne jest odpowiednie ustawienie modułów, aby zapewnić im optymalne warunki pracy. Zdecydowanie najlepszym kierunkiem dla modułów jest południe. Warto zaznaczyć, że dla mieszkańców dużych miast, w których nie brakuje zabudowy, okoliczności takie jak cień z sąsiedniego budynku mogą wpłynąć na wydajność balkonowej instalacji fotowoltaicznej. Z kolei przy balkonie na wysokim piętrze, którego nic nie zacienia uzyski będą z pewnością wyższe niż wynikałoby to z danych PVGIS, gdyż dane te są uśrednione dla danej lokalizacji, dla instalacji fotowoltaicznych zamontowanych przy gruncie.

Źródło: pvset.pl 

Niestety, nie zawsze możliwa jest instalacja modułów na balkonie pod kątem, „odchylonych” od balkonu. Przeszkodą mogą być wymagania spółdzielni mieszkaniowej dotyczące elewacji zewnętrznej budynku, lub konstrukcja samej balustrady balkonowej. Zostaje wtedy jedynie montaż pionowy, konstrukcją wieszaną na poręczy. Taki sposób montażu jest prosty, uniwersalny i nie budzi zastrzeżeń zarządców nieruchomości, gdyż moduły fotowoltaiczne przylegają całą swoją powierzchnią do balustrady. Doskonale przykład ten ilustrują poniższe zdjęcie – moduł fotowoltaiczny przylega do balkonu, bardziej od niego odstaje doniczka zawieszona na poręczy balkonu wyższego piętra.

Zdjęcia ilustracyjne. Panel fotowoltaiczny przylega całą szerokością do balkonu, dla porównania doniczka na piętrze wyżej.

Źródło: pvset.pl

Zdjęcie ilustracyjne. Jeden z systemów do montażu modułów na balkonie pionowo.

System net-metering

Przed przejściem do obliczeń warto wyjaśnić pokrótce system net-billingu, w którym obecnie rozliczają się właściciele instalacji fotowoltaicznych ze sprzedawcą energii elektrycznej. System net-meteringu w fotowoltaice to mechanizm, który pozwala właścicielom instalacji fotowoltaicznych na wymianę wytworzonej energii elektrycznej z siecią elektroenergetyczną.

Kiedy panele fotowoltaiczne generują więcej energii, niż jest potrzebne do zasilania domu lub budynku, nadmiarowy prąd jest kierowany do sieci elektroenergetycznej. W tym czasie licznik dwukierunkowy stale rejestruje ilość dostarczanej energii do sieci. Gdy panele fotowoltaiczne nie generują wystarczającej ilości energii, np. w nocy lub w czasie obciążenia większego niż produkcja, energia jest pobierana z sieci elektroenergetycznej. W takim przypadku licznik dwukierunkowy rejestruje ilość pobranej energii z sieci.

Energia wprowadzona do sieci sprzedawana jest po cenie „RCEm” – skrót od rynkowa miesięczna cena energii elektrycznej. Jest to średnia obliczana na podstawie rzeczywistej średniej ceny energii w danym miesiącu na TGE – Towarowej giełdzie energii. W ciągu ostatniego roku, cena ta wahała się od 506,60 zł/MWh do 1019,06 zł/MWh. Z kolei cena zakupu jest niezależna od posiadania lub braku posiadania instalacji fotowoltaicznej, w tej chwili (maj 2023) średnia cena zakupu wynosi 0,93 zł/kWh. 

Kwoty ze sprzedanej energii znajdują się na rachunku technicznym u sprzedawcy prądu i są wykorzystywane do jego zakupu. Warto wspomnieć też tu o autokonsumpcji. W przypadku fotowoltaiki, autokonsumpcja oznacza bezpośrednie wykorzystanie wytworzonej energii słonecznej przez system fotowoltaiczny w miejscu jej produkcji, na przykład w domu lub zakładzie przemysłowym. W tym scenariuszu energia elektryczna jest zużywana natychmiastowo przez urządzenia i odbiorniki wewnątrz budynku, a nadmiarowa energia jest skierowywana do sieci elektroenergetycznej lub magazynowana w bateriach do późniejszego wykorzystania. Autokonsumpcję można zwiększyć poprzez efektywne zarządzanie zużyciem energii elektrycznej, wybór optymalnej wielkości instalacji fotowoltaicznej, wykorzystanie systemów magazynowania energii, takich jak baterie, oraz wprowadzenie inteligentnych systemów zarządzania energetycznego, które optymalizują zużycie energii w czasie rzeczywistym. W efekcie duża część energii elektrycznej, zamiast być sprzedawana, jest wykorzystywana na bieżąco, dzięki czemu unikamy zakupu prądu po stawce wyższej niż sprzedaż. Dla standardowych instalacji fotowoltaicznych na domach jednorodzinnych, zakładając brak dodatkowych środków i urządzeń zwiększających autokonsumpcję, średnia jej wartość to 21%*. Dla instalacji balkonowych, średnia wynosi 43%** ze względu na niewielką moc, podczas gdy dla dużej części zakładów produkcyjnych ta wartość wynosi 100%, ze względu na stale pobieraną moc większą niż instalacja jest w stanie wytworzyć.

*Źródło – badania własne na bazie 1521 instalacji zainstalowanych w Polsce na domach jednorodzinnych. Badanie zostało przeprowadzone w lutym 2022 roku, przy użyciu systemu monitoringu produkcji instalacji z dostępem przez internet. 
** Źródło – badania własne, na bazie 6 instalacji, badanie przeprowadzone w grudniu 2022 metodą porównania odczytów licznika ZE z odczytem produkcji z wewnętrznego licznika mikroinwertera.

Obliczenia opłacalności

Przejdźmy więc do obliczeń opłacalności i czasu zwrotu inwestycji. Dla obliczeń przyjęto następujące założenia: Instalacja składająca się z 2 modułów fotowoltaicznych o mocy łącznej 800W, zawieszone pionowo na balkonie w orientacji 15 stopni odchylenia od południa, za które trzeba zapłacić 3500 zł brutto – bez uwzględnienia żadnych dopłat. Miejsce instalacji – przytoczony wcześniej Wrocław. Roczny spadek sprawności modułu 0,4%, autokonsumpcja na poziomie 43%. Brak zacienień, zabrudzeń i innych czynników wpływających na produkcję. Ze względu na drastyczne skoki cen energii elektrycznej bardzo ciężko przewidzieć przyszłą cenę energii elektrycznej, zakładam więc bardzo bezpiecznie wzrost obydwu cen na poziomie 8% – niezależnie od ich wzrostów i spadków, cena sprzedaży powinna być skorelowana z ceną zakupu, tak więc obydwie będą rosły o wartość 8% rocznie w tej symulacji. Tak więc średnia RCEm za ostatni rok to 678,23 zł /MWh, czyli w przybliżeniu 0,68 zł/kWh. Cena unikniętego zakupu na potrzeby obliczeń to 0,93 zł/kWh.

Źródło: pvset.pl

Jak widać na powyższym przykładzie, wartość sprzedaży oraz unikniętego zakupu energii elektrycznej przewyższa koszt początkowej inwestycji między 5 a 6 rokiem użytkowania instalacji. 

Biorąc pod uwagę projektowaną żywotność rozwiązania na 30 lat dla modułów i 15 lat dla mikroinwertera, można dojść do wniosku, że taka inwestycja jest opłacalna.

Autor tekstu: Piotr Cyrwus