Opłacalność instalacji PV na przykładzie trzech gospodarstw domowych

Większa autokonsumpcja to klucz do większych oszczędności
Kluczowym aspektem wpływającym na opłacalność fotowoltaiki jest zatem poziom autokonsumpcji, czyli procentowy udział wyprodukowanej energii elektrycznej, która jest zużywana na bieżąco w gospodarstwie domowym. Im wyższy poziom autokonsumpcji, tym mniejsze straty energii w obecnym systemie net-billingu i większe oszczędności. Dlatego, aby wykorzystać pełnię potencjału fotowoltaiki należy zadbać o nawyki domowników i przenieść energochłonne prace domowe (np. pranie, prasowanie, odkurzanie) na godziny największej produkcji prądu. Zdecydowana większość nowego sprzętu AGD pozwala zaprogramować opóźniony start, dzięki czemu możemy włączyć pralkę czy zmywarkę wychodząc do pracy, a urządzenie rozpocznie cykl pracy z opóźnieniem kilku godzin, już w momencie, gdy generujemy energię ze słońca. Autokonsumpcję może znacząco zwiększyć też montaż pompy ciepła, która wykorzystuje energię elektryczną do ogrzewania domu i wody użytkowej, ograniczając w ten sposób lub eliminując zupełnie koszty gazu lub paliw stałych.

Gospodarstwo domowe nr 1: 

Powierzchnia domu wynosi około 180 m2, na dachu zamontowano instalację fotowoltaiczną o mocy 10 kWp w układzie południowym. Zainstalowano również pompę ciepła, służąca do podgrzania CWU oraz ogrzewania domu. Przed zamontowaniem instalacji rachunki za energię elektryczną wynosiły średnio 800zł miesięcznie. W tym przypadku konsument rozlicza się w systemie net-billingu.

rys. 1. Analiza uzysków i oszczędności instalacja PV gospodarstwa nr 1

W ciągu ostatnich 15 miesięcy (od stycznia 2023 r. do marca 2024 r.) instalacja wyprodukowała 10 212 kWh energii elektrycznej. Średnia miesięczna produkcja energii elektrycznej wyniosła 680,84 kWh. Najwyższą miesięczną produkcję odnotowano w maju 2023 r. (1 210,34 kWh), a najniższą w grudniu 2023 r. (87,9 kWh).

W okresie od uruchomienia instalacji całóściowa autokonsumpcja wyniosła 2 781,66 kWh energii elektrycznej, a średnia miesięczna 185,44 kWh. Najwyższy wynik odnotowano w maju 2023 r. (337,34kWh), a najniższy w grudniu 2023 r. (58,9 kWh). Co ciekawe, procentowo najkorzystniejszy okazał się styczeń 24 (62 %). Poziom autokonsumpcji w porównaniu do produkcji energii elektrycznej stanowi 32% - tyle wyprodukowanej energii elektrycznej zużyli mieszkańcy tego gospodarstwa, a pozostałe 68% wyprodukowanej energii elektrycznej wróciło do sieci elektroenergetycznej.

Należy dodać, że na przestrzeni analizowanego okresu oszczędności na rachunkach za energię elektryczną wyniosły 6 039,25 zł. Przez cały okres średnia miesięczna oszczędność wyniosła 402,65 zł. Niewątpliwą zaletą tego układu jest znaczny zapas energii. W tym wypadku, właściciel domu postanowił wykorzystać całą dostępną powierzchnię dachu, dzięki czemu w ramach nadwyżek produkcji zabezpieczył rosnące zapotrzebowanie domu.

Nie do przecenienia jest idący za tym komfort mieszkańców: przy w pełni elektrycznym budynku (ogrzewanie pompą ciepła i brak innych źródeł grzewczych dla C.O. oraz C.W.U.) funkcjonowanie systemów odbywa się w pełni automatycznie i nie absorbuje użytkownika. Nadmiar energii pozwolił również na wyposażenie domu w suszarkę do ubrań, robota odkurzającego, system zraszania ogrodu oraz szereg innych rozwiązań, które w prosty i bezobsługowy sposób pozwalają na zwiększenie komfortu. Tym samym mieszkańcy nie muszą się już zastanawiać nad kosztem uruchomienia kolejnego cyklu prania lub suszenia ubrań. W takim układzie położono nacisk na wygodę i uwzględniono fakt, że w miarę upływu czasu dom zużywać będzie coraz większe ilości energii.

Gospodarstwo domowe nr 2: 

Powierzchnia domu wynosi około 200 m2, na dachu została zamontowana instalacja fotowoltaiczna o mocy 10 kWp na 3 połaciach: wschód, zachód i południe. Do ogrzewania domu wykorzystuje się piec gazowy. W tym przypadku konsument również rozlicza się w systemie net-billingu.

net-billingu.

rys. 2. Analiza uzysków i oszczędności instalacja PV gospodarstwa nr 2

Od stycznia do grudnia 2023 roku instalacja wyprodukowała 9152 kWh energii elektrycznej, a średnia miesięczna produkcja energii elektrycznej wyniosła 762,7 kWh. Najwyższą miesięczną produkcję energii elektrycznejodnotowano w sierpniu 2023 r. (1267 kWh), a najniższą w grudniu 2023 r. (147 kWh).

W ubiegłym roku w tym gospodarstwie domowym poziom autokonsumpcji wyniósł 3344,05 kWh energii elektrycznej, co przekłada się na średni wynik w miesiącu na poziomie 278,7 kWh. Najwyższą miesięczną autokonsumpcję odnotowano w sierpniu 2023 r. (469,34 kWh), a najniższą w grudniu 2023 r. (58,9 kWh). Analizując powyższą tabelę, można zauważyć, że średni poziom autokonsumpcji przez cały rok wyniósł około 37%. Oznacza to, że tyle wyprodukowanej energii elektrycznej zostało zużyte na bieżąco w gospodarstwie domowym. Pozostała wyprodukowana energia elektrycznej została oddana do sieci elektroenergetycznej.

Dzięki energii elektrycznej pochodzącej z promieni słonecznych, mieszkańcy mogli ograniczyć korzystanie z pieca gazowego w celu ogrzewania domu i CWU. Wygenerowane nadwyżki energii elektrycznej poprzez sterownik i system grzałek zostały przeznaczone do podgrzania CWU oraz CO, co z kolei przełożyło się na ogromne oszczędności, które wyniosły 7713,02 zł w skali całego roku. Średnia miesięczna oszczędność wyniosła 642,75 zł. Warto dodać, że najwyższe oszczędności odnotowano w kwietniu 2023 r. (1442,67 zł), a najniższe w grudniu 2023 r. (291,09 zł).

Gospodarstwo domowe nr 3: 

Powierzchnia domu wynosi około 140 m2, na dachu została zamontowana instalacja fotowoltaiczna o mocy 7 kWp. Do ogrzewania domu wykorzystuje się piec gazowy. Fotowoltaika została zamontowana przed 2023 rokiem, dlatego jest rozliczana na zasadzie prosumenta. Należy dodać, że ten układ instalacji jest wyjątkowo niekorzystny, ponieważ panele zorientowane są wyłącznie na wschód przy zacienionym dachu. W tej sytuacji, energia generowana jest wyłącznie do południa, a mieszkańcy, z uwagi na pracę, przebywają w domu popołudniami. Dla ułatwienia, zasymulowano w poniższym rozliczeniu uśrednione stawki tak, by przenieść osiągi na obecny system rozliczeń.

rys. 3. Analiza uzysków i oszczędności instalacja PV gospodarstwa nr 3

Przez cały poprzedni rok instalacja wyprodukowała 5861,7 kWh energii elektrycznej, a średnia miesięczna produkcja energii elektrycznej wyniosła 488,5 kWh. Najwyższą miesięczną produkcję energii elektrycznej odnotowano w sierpniu 2023 r. (1267 kWh), a najniższą w grudniu 2023 r. (147 kWh).

Autokonsumpcja wyniosła 2226,35 kWh energii elektrycznej za rok 2023. Średni wynik miesięczny oszacowano na poziomie 185,5 kWh. Najwyższą miesięczną autokonsumpcję odnotowano w sierpniu 2023 r. (469,34 kWh), a najniższą w grudniu 2023 r. (58,9 kWh). Poziom autokonsumpcji w porównaniu do produkcji energii elektrycznej wynosi około 10%. W poprzednim roku kalendarzowym zanotowano oszczędności za energię elektryczną w wysokości 5375,76 zł. Średnia miesięczna oszczędność wyniosła 447,98 zł.

Analizując wyniki instalacji fotowoltaicznej tego gospodarstwa domowego można zauważyć, że poziom autokonsumpcji jest stosunkowo niski, co oznacza, że duża część wyprodukowanej energii elektrycznej jest sprzedawana do sieci. Dzieje się tak dlatego, że produkcja energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych jest największa w ciągu dnia, dokładniej w godzinach porannych, kiedy mieszkańcy są poza domem i nie mają możliwości zużycia energii elektrycznej na bieżąco. Mimo relatywnie niskiej autokonsumpcji ta instalacja fotowoltaiczna nadal jest opłacalna. W miarę upływu czasu właściciele postanowili zamontować prostą grzałkę elektryczną (koszt instalacji ok. 230 zł) dla celów podgrzania ciepłej wody, dzięki czemu wygenerowano ponad 2 600 zł oszczędności na zakupie gazu w skali roku. Piec gazowy stosowany jest obecnie jedynie do ogrzewania domu w okresie grzewczym (październik-kwiecień). W pozostałym okresie roku grzałka zasilana energią elektryczną zabezpiecza zapotrzebowanie budynku na CWU.

Zapotrzebowanie energetyczne gospodarstw domowych będzie stale rosło
Zielona energia to nie tylko sposób na obniżenie rachunków za prąd i zwiększenie komfortu życia. Inwestycja w fotowoltaikę ma również charakter strategiczny. Aby w pełni czerpać korzyści z energii pochodzącej z promieni słonecznych, należy odpowiednio dobrać wielkość instalacji PV. Kluczowe jest, żeby właściwie oszacować zapotrzebowanie gospodarstwa domowego, a jednocześnie go nie przewymiarować, co umożliwi jak najszybszy zwrot poniesionych wydatków. Trzeba pamiętać, że im większa instalacja, tym wyższy jej koszt, ale również większa produkcja energii, a co za tym idzie szybszy zwrot inwestycji. Dlatego tak istotne jest odpowiednie dostosowanie instalacji do rzeczywistych potrzeb energetycznych gospodarstwa domowego.

Przyjmuje się, że montaż 1 kWp kosztuje w przybliżeniu około 4 000 złotych. W 2024 roku, przy średniej wielkości instalacji (około 4,5 kWp) i uwzględnieniu dostępnych ulg i dotacji, czas zwrotu inwestycji może wynosić od 5 do 7 lat. Na tempo zwrotu będzie również wpływać poziom autokonsumpcji oraz dodatkowe aspekty, jak chociażby wzrost cen prądu. Analiza drugiego i trzeciego gospodarstwa domowego jasno przedstawia, że energia z fotowoltaiki przekłada się na większe oszczędności względem ogrzewania domu. Dzięki instalacji PV można znacząco ograniczyć użycie pieca gazowego w sezonie grzewczym i tym samym zmniejszyć koszty za ogrzewanie. Podobnie wygląda sytuacja z CWU, którą można podgrzewać wykorzystując energię elektryczną pochodzącą z instalacji fotowoltaicznej. Wówczas wygenerowany zysk również będzie miał wpływ na szybszy zwrot inwestycji w OZE.

– Poza kwestią ekonomiczną i matematyczną kalkulacją zysków nie do wycenienia pozostaje komfort, jaki fotowoltaika oferuje mieszkańcom. Możemy tylko potwierdzić, że wraz z upływem czasu coraz ważniejsza staje się wygoda. Dlatego naturalną tendencją jest zwiększanie zapotrzebowania energetycznego poprzez wprowadzanie kolejnych urządzeń, ułatwiających życie. Mam na myśli klimatyzatory, automatyczne odkurzacze, zmywarki itp. sprzęty AGD oraz akcesoria RTV znacznie podnoszą komfort naszego życia. Dobrym przykładem będą także sprzęty coraz częściej pojawiające się w przydomowych ogrodach, jak na przykład basen albo jacuzzi. – komentuje Mariusz Wilk, Country Manager IBC SOLAR Poland. – Dzięki energii z PV mało istotne staje się pytanie „kiedy” należy uruchomić zmywarkę, pralkę lub też oświetlenie domu. Ważniejsze staje się banalne kryterium „czy mamy na to ochotę”. Świadomość korzystania z prądu bez idącego za tym zwiększenia rachunków potrafi naprawdę ułatwić życie i podnieść komfort naszej codzienności. – dodaje.

Eksperci IBC SOLAR Poland są ze sobą zgodni – zapotrzebowanie energetyczne gospodarstw domowych będzie stale rosnąć. Mimo, że czas zwrotu inwestycji może się różnić w zależności od indywidualnych czynników, fotowoltaika stanowi długoterminowe rozwiązanie, które pozwala na obniżenie rachunków za prąd oraz zwiększenie komfortu życia.