Odnawialne źródła energii (OZE) to takie, których wykorzystanie nie powoduje ich niedoboru, dlatego że są stosunkowo szybko odnawiane. To głównie energia słoneczna, wiatrowa, wodna i geotermalna oraz pozyskiwana z biomasy. W indywidualnych instalacjach możemy wykorzystać systemy fotowoltaiczne, kolektory słoneczne pompy ciepła, elektrownie wiatrowe, kotły na biomasę, kogenerację, geotermię, magazyny wody deszczowej.

Mikroinstalacja to przydomowe źródło energii odnawialnej pokrywające własne potrzeby o zainstalowanej mocy nie większej niż 50kW, przyłączona do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110kV lub o mocy osiągalnej cieplnej w skojarzeniu nie większej niż 150kW.

Efektywność energetyczna to stosunek uzyskanych wyników, usług, energii lub towarów do wkładu energii. Ważna jest dla bezpieczeństwa narodowego, może ograniczyć import energii z zagranicy i spowolnić wyczerpywanie krajowych zasobów energii. Razem z energią odnawialna to filary zrównoważonej polityki energetycznej. Można ją zwiększyć, np. poprzez izolację termiczną budynku, instalowanie lamp świetlówek. Ograniczenie zużycia energii obniża koszty eksploatacji, służy ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych i zanieczyszczeń, co w efekcie wpływa na poprawę zdrowia publicznego.

Komisja Europejska (KE) wykazała w 2013r., że udział OZE Polski wynosił 11,3%. Dla porównania najwyższy posiadała Szwecja 52,1%, najniższy Luksemburg 3,6% a cała UE 15%. Przyrost mocy OZE w Polsce nastąpił w 2016r. stawiając ją na 21 miejscu w UE. Zainstalowana moc o 1446MW większa w porównaniu do 2015r. wynosiła 8416MW. W 2019r. przyrost mocy wynosił 513MW, co dało łącznie 9106MW.

Covid-19 miał wpływ na miks energetyczny w 2020r., który wg Forum Energii dla Polski przedstawia się następująco:
-45,4%węgiel kamienny 71,6TWh
-24,3%węgiel brunatny 38,3TWh
-17,7%OZE 28TWh(w tym: 10%lądowe wiatrowe 15,7TWh, 3,0%biomasowe 4,8TWh, 1,4%współspalanie biomasy 2,2TWh, 1,3%wodne 2,1TWh, 1,3%,fotowoltaika 2,0TWh, 0,8%biogazowe 1,2TWh)
-10,1% gaz ziemny 16TWh
-1,9%inne el. przemysłowe 3,0TWh
-0,5%szczytowo-pompowe 0,8TWh

W 2020r. udział węgla w produkcji energii elektrycznej w Polsce spadł poniżej 70% a wzrósł udział OZE głównie za sprawą prosumenckiej fotowoltaiki. Z raportu SolarPower Europe wynika, że moce przyłączonych instalacji PV wyniosły w Polsce 2,2GW ( 2 razy więcej niż w 2019r.), co dało nam 4 miejscu w UE.

Międzynarodowa Agencja Energii (MAE) podaje, że OZE to aż 90% całkowitej mocy dodanej w energetyce 2020 r., to 200GW. Liderami są USA i Chiny. 2021r. ma być rekordowy dla Indii i UE. W 2025r. OZE może wytwarzać 1/3 energii elektrycznej na świecie, kończąc 5 dekad istnienia węgla jako głównego dostawcy energii.

Z raportu KE wnika, że zagrożone jest osiągnięcie celu na 2020r. udziału zielonej energii w przypadku Francji, Luksemburga, Malty, Holandii, Wielkiej Brytanii, Belgii i Hiszpanii. Niepewna jest jego realizacja dla Węgier i Polski( z krajowym celem 15%). Liderami są Szwecja, Łotwa, Austria, Dania, które przekroczyły Wspólnotowy cel 20%. W Europie mamy 3 razy więcej energii odnawialnej niż w pozostałych regionach świata.

System taryf gwarantowanych FIT (feed-in-tariff) to dla przedsiębiorców możliwość sprzedaży na preferencyjnych warunkach niewykorzystanej i wprowadzonej do sieci dystrybucyjnej energii elektrycznej (z biogazu, biomasy, hydroenergii) sprzedawcy zobowiązanemu albo wybranemu.

System net meteringu to dla prosumentów możliwość wprowadzenia do sieci wyprodukowanej nadwyżki energii (z energii słonecznej), magazynowania 365 dni i odebrania z opustem w okresach niższej produkcji. W przypadku mikroinstalacji do 10kW-opust wynosi 0,8 za każdy 1kWh wprowadzonej do sieci energii, a powyżej 10kW do 50kW-0,7.

W ramach programu NFOŚiGW „Czyste Powietrze” osoby o ograniczonym dochodzie mogą wymienić stary piec i ubiegać się o dofinansowanie docieplenia domu. Dotacja może wynosić 30-37tys.zł. W 2020r. ramach programu „Mój prąd” można było pozyskać do 5tys.zł (50% poniesionych kosztów) na domową instalację PV o mocy 2-10kW.

Podatnicy mogą skorzystać z ulgi termomodernizacyjnej i przez 6 lat odliczyć od dochodu 53tys. zł.

Kwota dotacji w programach gminnych zależy od lokalnych ustaleń i może wynosić nawet 3-15tys.zł. Obecnie dofinansowane są pompy ciepła w Warszawie, Poznaniu, Łodzi i Wrocławiu.

Premia termomodernizacyjna BGK refunduje koszty termomodernizacji budynków. Można z niej skorzystać jedynie w przypadku zaciągnięcia kredytu na inwestycję (udzielają go np. BOŚ S.A., BNP Paribas Bank Polska S.A., Bank Pocztowy S.A., PKO Bank Polski S.A., Krakowski Bank Spółdzielczy).

Na stronie BOŚ można sprawdzić tanie kredyty, tzw. ekokredyty z dopłatami we współpracy z wojewódzkimi funduszami ochrony środowiska.

 

Ogniwa fotowoltaiczne to dwie cienkich przylegające do siebie płytki krzemowe. Od spodu pokryte metalową przewodzącą powłoką a od góry siatką do odprowadzania prądu stałego. Aby wytworzyć większą ilości energii łączy się je w moduły, które spięte przewodami tworzą panel fotowoltaiczny.

Przeważają panele polikrystaliczne, jasnoniebieskie z prostokątną obudowę oraz monokrystaliczne, ciemnoniebieskie bądź czarne. Pierwsze mają sprawność 16-18% a drugie 18-22%.

Efekt fotowoltaiczny zachodzi pod wpływem energii promieniowania słonecznego na powierzchnię półprzewodnika (krzemu). Znajdujące się w nim elektrony zostają wybite i przepływają między elektrodami-płytkami. W rezultacie powstaje różnica potencjałów i prąd o napięciu stałym.

Falownik (inwerter) przekształca prąd stały w zmienny, monitoruje go w domowej sieci i wyłącza się w momencie awarii.

Inne elementy PV to licznik dwukierunkowy, akumulator, system mocowań dla dachu skośnego, płaskiego, gruntu, mikroinwertery korygujące niedopasowania prądowo-napięciowego modułów w wyniku ich zabrudzenia, zacienienia, starzenia.

Systemy fotowoltaiczne dzielą się na on-grid (podłączone do sieci), off-grid (podłączone do akumulatora, zasilania czy ogrzewania) oraz wyspowe mieszane.

Panele fotowoltaiczne na dachu najlepiej montować po południowej lub południowo-zachodniej stronie pod kątem 25-40⁰. Ich zacienienie spowoduje spadek produkcji energii.

Średnia masa panelu to 20kg a moduł ma wymiary 100×165-175cm i moc 300-350Wp. Jeśli dach nie spełnia warunków to można umiejscowić je na ziemi.

Z instalacji PV w Polsce wiosną i latem jest największy zysk energii a zimą najmniejszy. W zależności od nasłonecznienia w Niemczech średnioroczny uzysk z instalacji o mocy 6kWp wyniósłby ok. 5670kWh, czyli prawie o 300kWh mniej niż w Polsce, a w Hiszpanii ponad 9000kWh.

Prosument to właściciel instalacji o mocy do 50kWp będący producentem na własne potrzeby i konsumentem energii elektrycznej. Może nim być osoba prywatna, przedsiębiorca, spółdzielnia energetyczna.

Zgodnie z WT2021 budynków zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną EP nie może przekroczyć 70kWh/m2 rok i wynika z charakterystyki energetycznej.

Fotowoltaika może zasilać system grzewczy. Zakładając, że do ogrzania domu o śr. powierzchni ok. 120m2 i dobrych parametrach cieplnych potrzeba ok. 40kWh/m2 rok (na podstawie rocznych rachunków), czyli ok. 4,8tys.kWh/rok. Przyjmując, że na oświetlenie i inne urządzenia zużyjemy ok.3-3,5tys.kWh/rok, to otrzymamy 7,8-8,5tys.kWh w ciągu roku. Dla porównania na samo ogrzewanie domu ok. 200m2 będzie potrzeba 8tys.kWh rocznie. Dla domów pasywnych ok. 15kWh/m2 rok, czyli mniej więcej 1,8tys. kWh/rok.

W Polsce panele wytwarzają rocznie 1000kWh energii z 1kWp zainstalowanej mocy. Z uwzględnieniem strat m.in. na magazynowanie w sieci na każde 1000kWh można przyjąć około 1,25kWp.

Moc szczytowa 10kWp w domu o powierzchni ok. 120m2 powinna pokryć 100% zapotrzebowania na energię elektryczną aczkolwiek w duże mrozy musimy trochę jej dokupić. W przypadku większego domu może być niewystarczająca.

Średni koszt instalacji 4-4,5kWp to 30tys.zł a 10kWp-45tys.zł brutto.

Koszt fotowoltaiki średniego domu powinien zwrócić się max. po 10 latach bo ceny za energię (1kWh energii w taryfie G11 to 0,65zł z pieca gazowego 0,25zł a na węgiel 0,20zł) będą rosły a dzięki programom unijnym, rządowym, samorządowym można otrzymać dofinansowanie.