Fotowoltaika jest jedną z najpopularniejszych technologii pozyskiwania prądu z odnawialnych źródeł energii. Korzystają z niej zarówno osoby fizyczne, jak i przedsiębiorcy, którzy chcą obniżyć swoje rachunki za prąd, być niezależni od zewnętrznego dostawcy i działać ekologicznie. Na przestrzeni kilku ostatnich lat wzrosło zainteresowanie hybrydowymi zestawami fotowoltaicznymi. Co cechuje takie rozwiązanie i ile kosztuje fotowoltaika hybrydowa?
Hybrydowa instalacja fotowoltaiczna a fotowoltaika on-grid i off-grid
Tradycyjna fotowoltaika dzieli się na dwa rodzaje: on-grid i off-grid. Pierwszy z nich, najczęściej spotykany i najtańszy polega na połączeniu fotowoltaiki przydomowej z centralną siecią energetyczną OSD. Jej zaletą jest możliwość pobierania prądu z sieci w sytuacji, gdy nie wystarcza energii produkowanej przez panele.
Każdy, kto do 31 marca 2022 roku złożył wniosek o przyłączenie instalacji PV do sieci, swój nadmiar prądu magazynuje w sieci OSD, skąd może go odebrać z potrąceniem „prowizji” operatora w wysokości 20 lub 30%. Ten system prosumencki obowiązuje przez 15 lat od wprowadzenia pierwszej energii do sieci.
Wszystko wskazuje na to, że ostatecznie do wyboru będzie jedynie nowy system: net-metering. Zakłada on, że nadwyżki energii będą rozliczane według średniej ceny rynkowej energii elektrycznej z poprzedniego miesiąca kalendarzowego. Zasadniczą wadą fotowoltaiki on-grid jest to, że nie działa ona w sytuacji awarii sieci centralnej. Uniezależnienie od dostawcy jest więc połowiczne.
Z kolei instalacja off-grid jest przeciwieństwem fotowoltaiki on-grid. Magazynowanie nadwyżek energii elektrycznej następuje w specjalnych akumulatorach, a sama sieć PV nie jest połączona z siecią centralną. Pozwala to na pełną niezależność od dostawcy prądu i samodzielne zasilanie domowych urządzeń. Fotowoltaika typu off-grid jest szczególnie popularna do zasilania instalacji niewielkich domków działkowych lub domów położonych w dużej odległości od linii przebiegu sieci centralnej. W takich lokalizacjach doprowadzenie przyłącza jest często nieopłacalne lub wręcz niemożliwe.
Instalacja hybrydowa stanowi połączenie obu opisanych systemów. Może ona współpracować zarówno z siecią centralną dystrybutora OSD, jak i z akumulatorami przeznaczonymi do przechowywania energii elektrycznej.
- Z jednej strony użytkownik zachowuje pełną niezależność w razie przerwy w dopływie prądu.
- Z drugiej – ma możliwość kierowania nadwyżek energii do sieci i nie musi opierać się wyłącznie na ładowalnych ogniwach.
Czym wyróżniają się inwertery hybrydowe?
Klasyczny inwerter jest odpowiedzialny za przekształcanie prądu elektrycznego stałego (wytwarzanego przez panele fotowoltaiczne) w przemienny (taki, który płynie w domowej instalacji elektrycznej).
Inwerter hybrydowy może działać w jednym z dwóch trybów i przekształcać DC na AC i na odwrót – AC w DC. Zmiana parametrów energii elektrycznej pozwala na ładowanie akumulatorów połączonych z instalacją.
Oczywiście ogólna zasada działania przetwornicy – zarówno tradycyjnej, jak i hybrydowej – jest taka sama i bazuje na efekcie fotowoltaicznym, który zachodzi na krzemowej powierzchni paneli.
- Odpowiednio opomiarowany system hybrydowy pozwala na wykorzystanie nawet 80–90% wytworzonej energii elektrycznej. Jest to możliwe, ponieważ oprogramowanie urządzenia dąży do minimalizacji wykorzystania dodatkowego prądu pobieranego z sieci i zwiększenia ilości energii pobieranej z akumulatorów.
- Zoptymalizowana praca falownika hybrydowego polega na tym, że w okresie kiedy promieniowania słonecznego jest najwięcej (około południa), akumulatory są ładowane. W miarę jak słońce chyli się ku zachodowi, coraz więcej nadwyżek prądu jest kierowane do sieci. Wieczorem i w nocy domownicy korzystają z energii zgromadzonej w akumulatorach, które następnego dnia znowu będą uzupełniane.
- Inwertery hybrydowe są droższe niż ich odpowiedniki on-grid i off-grid, ale w końcowym rozrachunku inwestycja opłaca się bardziej.
Jak wybrać akumulator do hybrydowej instalacji fotowoltaicznej?
Schemat fotowoltaiki hybrydowej powinien (choć nie musi) uwzględniać przynajmniej jeden akumulator. Optymalnie powinno być ich tyle, aby przydomowa instalacja była w jak największym stopniu zasilana prądem gromadzonym na własne potrzeby, a nie tym kupowanym od dostawcy.
Do tego potrzebna jest znajomość autokonsumpcji. Jeśli więc planujesz zakup i montaż instalacji hybrydowej, skontaktuj się z nami. Obliczymy Twoje zapotrzebowanie i zaproponujemy rozwiązania, dzięki którym fotowoltaika zaspokoi każdą Twoją potrzebę energetyczną.
Wybierając akumulator do fotowoltaiki hybrydowej, należy zwrócić uwagę na szereg parametrów.
- Przede wszystkim znaczenie ma sprawność buforowego trybu pracy akumulatora. Baterie do PV ładują się i rozładowują cyklicznie i zastosowana technologia musi to uwzględniać. Poszczególne urządzenia różnią się między sobą poziomem głębokiego rozładowywania, skutkami jego przekroczenia i maksymalną żywotnością akumulatora.
- Duże znaczenie ma też możliwość pracy w skrajnych temperaturach. Warto pamiętać, że instalacja PV działa przez cały rok, więc ogniwo musi dobrze znosić zarówno upały, jak i siarczyste mrozy.
Sam wybór akumulatora do hybrydowej fotowoltaiki nie jest prosty. Popularne rozwiązania obejmują akumulatory klasyczne, żelowe i AGM.
Akumulatory klasyczne wykorzystują elektrolit w postaci kwasu siarkowego i ołowiane elektrody. Aby zwiększyć bezpieczeństwo stosowania tej technologii, zaleca się wyposażenie instalacji w katalityczny rekombinator wodoru i system mieszania elektrolitu.
Akumulatory żelowe wykorzystują elektrolit w postaci żelu. Wyróżnia je:
- wysoka sprawność ładowania,
- brak ujemnego efektu głębokiego rozładowania,
- duża ilość cykli ładowania i rozładowania.
Wadą tego rozwiązania jest wysoka cena akumulatorów.
Wreszcie akumulatory AGM, które bazują na elektrolicie umieszczonym w całości w płytach z włókna szklanego. Do zalet tego rozwiązania zalicza się:
- bezpieczeństwo (brak możliwości wycieku elektrolitu),
- niższy koszt urządzenia w porównaniu z technologią żelową,
- możliwość uzyskania prądu o wyższym natężeniu i mocy.
Warto jednak zdawać sobie sprawę, że akumulatory AGM oferują mniejszą liczbę cykli ładowania i rozładowania niż konkurencyjne rozwiązania. Przekłada się to na krótszą żywotność ogniwa.
Wybierając system hybrydowy, nie kieruj się wyłącznie atrakcyjną ceną akumulatorów. Lepiej dopłacić nieco więcej, ale zdecydować się na magazyny energii produkowane przez renomowane firmy, jak Fronius, Huawei, LG, SonnenBatterie, Sungrow lub Axitec. To gwarancja sprawności i wsparcia producenta w razie potrzeby.
Przy doborze magazynów do hybrydowej instalacji PV trzeba również pamiętać o dodatkowe elementy, które zwiększają autokonsumpcję, jak:
- pompa ciepła, ogrzewanie podłogowe albo klimatyzacja,
- samochód elektryczny i stacja ładowania,
- systemy inteligentnego zarządzania domem (ang. Building Management System, BMS).
Cena fotowoltaiki hybrydowej
Cena typowej fotowoltaiki on-grid dla mocy 10 kW to około 40 tysięcy złotych. Składają się na to panele, inwerter, kable, mocowania i ewentualne stelaże. Technologia on-off-grid potrafi być nawet o 50% droższa. Różnica dotyczy głównie inwertera i magazynów energii.
Akumulatory do PV to nadal stosunkowo drogie rozwiązanie. Fotowoltaika hybrydowa 10 kW może kosztować 60–70 tysięcy lub więcej (w zależności od jakości wybranych części).
Choć koszt takiej inwestycji jest wysoki, w ramach nowej edycji rządowego programu Mój Prąd 4.0 można ubiegać się o dotację na fotowoltaikę hybrydową, a nawet sam magazyn energii. Do zakupu samego akumulatora można otrzymać 7500 zł, a do fotowoltaiki montowanej razem z innym elementem – 5000 zł.
Początkowe wydatki można więc zredukować o kilkanaście tysięcy złotych, a koszt całej instalacji zwróci się po kilku latach. Jeżeli zrealizowanie całej inwestycji na raz przekracza Twoje możliwości finansowe, rozważ montaż fotowoltaiki hybrydowej bez akumulatorów. Ważne, aby już na początku wybrać falownik hybrydowy. Magazyny energii możesz dokupić później. Żadne inne urządzenie nie zastąpi przetwornicy on-off-grid.
Fotowoltaika hybrydowa a opinie użytkowników i podsumowanie
Zainteresowanie fotowoltaiką hybrydową rośnie. Nowoczesna technologia oferuje elastyczność i możliwość zyskania całkowitej niezależności energetycznej. W dobie szybkich wzrostów cen energii ma to niebagatelne znaczenie. To sposób na zwiększenie uzysków energetycznych i opłacalności instalacji OZE w daleko większym stopniu, niż jest to możliwe z tradycyjną instalacją sieciową.
Rozwiązania hybrydowe sprawdzają się w nowych instalacjach, które nie wymagają zmiany falownika. Akumulatory można zawsze wymienić na pojemniejsze lub wydajniejsze i łączyć ze sobą w łańcuchy (w schemacie szeregowym lub równoległym), które maksymalizują osiągi energetyczne.
Takie prace zlecisz wykonanie elektrykowi z uprawnieniami albo serwisantowi z firmy producenta.
Montaż instalacji OZE powinien być poprzedzony konsultacjami i audytem. To bardzo ważne, ponieważ system fotowoltaiki hybrydowej, który jest przewymiarowany lub przeciwnie – niewystarczająco wydajny, zmniejsza zysk i sprawia, że wydatki będą się dłużej zwracały.
