Nowe rozwiązania projektowe i wykonawcze w zakresie technologii, a w szczególności te które sprzyjają proekologicznemu i energooszczędnemu rozwojowi są przedmiotem studiów i analiz studentów kierunku budownictwo Collegium Mazovia. W tym obszarze na wysokiej pozycji plasuje się zagadnienie energii odnawialnej pochodzącej np. z instalacji fotowoltaicznych. Temat fotowoltaiki wpisuje się w program kształcenia na kierunku budownictwo. W bloku przedmiotów zawodowych studenci znajdą przedmiot Podstawy budownictwa zrównoważonego. Kontynuacją tego wątku są dwa inne przedmioty w bloku przedmiotów specjalistycznych Budownictwo pasywne oraz Nowoczesne wyroby w budownictwie.
Przez ostatnie lata fotowoltaika stała się jedną z najszybciej rozwijających się branż gospodarczych. Na koniec 2021 roku szacuje się ok. 67% wzrost przyłączonych instalacji, w stosunku do roku ubiegłego.
Czym jest fotowoltaika? Na czym polega jej popularność i przede wszystkim „ekologiczność”? Okiem współpracującego z uczelnią eksperta przyjrzymy się temu modnemu tematowi.
Fotowoltaika jest procesem pozyskiwania prądu wprost ze słońca. Nazywany jest on „czystym” prądem a jego produkcja jest w 100% ekologiczna. Promieniowanie słoneczne podlega zjawisku konwersji w prąd elektryczny (stały) za pomocą paneli fotowoltaicznych. Następnie wygenerowany prąd trafia do inwertera (falownika), gdzie następuje jego przekształcenie w prąd zmienny, który może zasilać np. cały dom. Nadwyżki wyprodukowanej energii trafiają do sieci i mogą później zostać wykorzystane przez użytkownika.
Wprowadzona w połowie 2016 roku nowelizacja ustawy o OZE (Odnawialne źródła energii) zapewniła inwestorom system upustów, który sprawił, że instalacje fotowoltaiczne zaczęły być opłacalne dla klientów indywidualnych. Kolejnym krokiem wspomagającym rozwój rynku była nowelizacja ustawy o OZE z 2019 roku. Zgodnie z jej zapisami status konsumenta został przyznany również przedsiębiorcom.
Bezpośrednie dopłaty do instalacji fotowoltaicznych w ramach programu „Mój Prąd” oraz „Czyste Powietrze” również przyczyniły się do znacznego wzrostu zainteresowania tego typu instalacjami.
Konsumenci w 2021 nadal będą inwestowali w fotowoltaikę. Na pewno zachęci ich do tego pewny już w tej chwili wzrost cen prądu, a także nowe opłaty np. tak zwana opłata mocowa. Inwestycja w instalację będzie zatem jedynym słusznym wyborem, który pozwoli obniżyć rachunki za prąd nawet o 90%.
Inwestorzy coraz częściej zastanawiają się nad montażem fotowoltaiki pod kątem ogrzewania za jej pomocą domu. Coraz częstsze są rozważania typu: Czy jeżeli zamontuję na dachu instalację o mocy 5 kW to mogę zdemontować kocioł stałopalny czy też gazowy i w to miejsce zamontować kocioł elektryczny czy też maty grzewcze??
Tak naprawdę, bez zagłębiania się w szczegóły odnośnie parametrów technicznych budynku można na to pytanie bardzo łatwo odpowiedzieć. Zakładamy, że w takim budynku spalane były 3 tony ekogroszku. W każdej tonie jest około 6.500 kilowatogodzin energii, co przy sprawności kotła na poziomie 70% daje zapotrzebowanie w granicach 15.000 kilowatogodzin. Jeżeli chcielibyśmy wyprodukować tyle energii uwzględniając bilansowanie z zakładem energetycznym (dla instalacji powyżej 10 kW- 1 do 0,7 – zakład energetyczny pobiera 30% z energii latem wysłanej i odebranej w zimie ) trzeba zamontować instalację fotowoltaiczną o mocy co najmniej 20 kilowatów, która wyprodukuje 20.000 kilowatogodzin.
Równie łatwo można dokonać takiej kalkulacji jeżeli budynek ogrzewany jest gazem.
Zakładamy, że roczne koszty ogrzewania domu w przypadku kotła gazowego to 4.000 zł. Przyjmując, że jedna kilowatogodzina energii cieplnej z gazu kosztuje około 20 groszy daje nam to zapotrzebowanie budynku na poziomie 20.000 kilowatogodzin. Tutaj sprawność kotła gazowego możemy wskazać nawet na poziomie 90%. Wynika z tego, że budynek potrzebuje 18.000 kilowatogodzin, a co za tym idzie instalacja fotowoltaiczną o mocy 25 kW byłaby w stanie zapewnić ogrzewanie budynku.
Na podstawie powyższych obliczeń widzimy, iż instalacja o mocy 5 kW będzie parokrotnie za mała do wyprodukowania energii potrzebnej do ogrzania naszego modelowego domu.
Koszt ogrzania „czystym” prądem budynku o zapotrzebowaniu 15.000 kilowatogodzin rocznie w zależności od taryfy będzie kosztował między 6.000 zł a 9.000 zł/rok. Oczywiście mowa o sytuacji, kiedy nie mamy instalacji fotowoltaicznej.
Nie twierdzimy, że instalacja PV nie ma racji bytu jeśli chodzi o ogrzewanie budynku, jednak budynek ten musi spełniać określone warunki. Powinien mieć on niedużą powierzchnię ok. 80-100 m, bardzo dobre ocieplenie, co najmniej 3-szybowe okna, rekuperację, stać na płycie fundamentowej. Będzie on miał zapotrzebowanie 50-60 kWh/m2/rok czyli około 5.000 kWh na cele grzewcze, 2.000 kWh na podgrzewanie CWU. Przy założeniu, że prąd na cele bytowe nie będzie wynosił więcej niż 3.000 kWh rocznie (150 zł/miesięcznie) instalacja o mocy około 10 kW pokryje do 100% zapotrzebowania na energię.
Jednak najlepszym, sprawdzającym się w większości budynków rozwiązaniem jest zastąpienie kotła stałopalnego pompą ciepła, która będzie współgrała z instalacją fotowoltaiczną. Pompa ciepła nawet przy współpracy z instalacją grzejnikową będzie miała sprawność (czyli parametr COP- stosunek uzyskanej energii grzewczej do pobranej energii elektrycznej) na poziomie 3,3. Mówiąc jaśniej pobierze około pięciu tysięcy kilowatogodzin.
W tym przypadku instalacja o mocy 5 kW będzie wystarczająca.
Dodatkowo należy dodać 1 kW mocy instalacji na każde 50 zł rachunku za prąd na cele bytowe. Jeżeli więc aktualnie rachunek wynosi około 150 zł, moc instalacji trzeba zwiększyć z 5 kW do 8 kW i praktycznie nasz budynek może stać się niezależny energetycznie. Oczywiście rachunku za prąd nie da się zmniejszyć do zera. Zgodnie z tym co przedstawiają nam nasi klienci może się kształtować na poziomie 25 do 30 zł miesięcznie razem z ogrzewaniem, oświetleniem, prądem na potrzeby RTV i AGD.
Temat fotowoltaiki jest jednym z wielu z jakimi zapoznamy Cię podczas studiów na kierunku budownictwo. Chcesz wiedzieć więcej? Zapraszamy:
Dziękujemy EKOSED za współpracę przy powstawaniu artykułu.
