1.

  • odnawialne źródła energii (OZE) – definicja, rodzaje:

Odnawialne źródła energii w skrócie OZE to takie, z których możemy ciągle czerpać energię cieplną lub elektryczną. Głównymi ich cechami to jest ekologiczne jej  pozyskiwanie i ich niewyczerpywalność. Do głównych źródeł tego typu możemy zaliczyć słońce, wiatr, wodę, biomasę, biopaliwa i geotermię. Jednak energia wody, wiatru i biomasy tak naprawdę pośrednio pochodzi z energii słońca. Nieodnawialne źródła to takie, które nie są w stanie odtworzyć się podczas naszego życia czyli krótko mówiąc surowce kopalne służące do wytwarzania energii takie jak: węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny. Mamy tu pełną świadomość że ich złoża są ograniczone i mocno wyeksploatowane a ceny tych surowców z biegiem lat będą musiały rosnąć. Po ich całkowitym wydobyciu nie będzie możliwości korzystania z nich ponownie. Z tego wynika, że najlepsza jest energia słońca i tu pierwsze miejsce zajmują instalacje fotowoltaiczne oznaczane PV, które w zakresie od 0 kW do 50 kW nazywamy mikroinstalacjami. Do minkroinstalacji OZE można również zaliczyć: instalacje kolektorów słonecznych do podgrzewania wody, pompy ciepła odzyskujące energię cieplną z powietrza lub ziemi, małe wiatraki, małe instalacje wodne jak również małe instalacje na biomasę. Określenie mikroinstalacji jest zdefiniowane w ustawie o OZE – jest to instalacja o łącznej zainstalowanej mocy nie większej niż 50 kW, która jest przyłączona do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV lub o mocy osiągalnej cieplnej w skojarzeniu nie większej niż 150 kW.

  • efektywność energetyczna:

Efektywność energetyczna została opisana w ustawie z 2016 roku Efektywność energetyczna jest podnoszona poprzez, budownictwo pasywne lub niskoenergetyczne, termomodernizację istniejących budynków, instalację pomp ciepła, instalację mikroinstalacji, stosowanie wysoko sprawnych urządzeń do wytwarzania energii, które to działania prowadzą do zmniejszenia zużycia energii na mieszkańca.

  • sytuacja Polski na tle innych krajów w aspekcie korzystania z OZE:

Sytuacja Polski na tle krajów UE wygląda słabo. Do 2020 roku Polska wynegocjowała z UE wytwarzanie 15% zamiast 20% jak inne kraje UE z OZE jednak mimo obniżonego progu nie udało się zrealizować tych wskaźników. Dodatkowo trzeba powiedzieć, że w ostatnich latach produkcja energii z wiatru czyli za pomocą nowych elektrowni wiatrowych została praktycznie całkowicie zablokowane poprzez regulacje ustawowe. Część energii tzw. OZE pochodzi ze  współspalania biomasy czyli drewna razem z węglem w elektrowniach i elektrociepłowniach oraz wliczana jest też produkcja z elektrowni wodnych np. Solina, które były wybudowane w latach 60-tych, nowe elektrownie wodne od lat nie powstają. Dla przykładu Norwegia, posiadacz największych złóż ropy naftowej i gazu ziemnego w Europie produkuje 97% energii elektrycznej z hydroelektrowni a państwo zachęca obywateli do inwestycji w małe elektrownie wodne i modernizację istniejących. Jeździ tam już ponad 110 000 samochodów elektrycznych a od 2025r. będzie obowiązywał całkowity zakaz sprzedaży nowych pojazdów napędzanych paliwami kopalnymi  Polski mix energetyczny to głównie węgiel ok. 70% oraz gaz ziemny ok. 10%. OZE około 13%.

  • możliwości wsparcia finansowania mikroinstalacji OZE dla indywidualnych odbiorców:

W Polsce jest wiele programów wsparcia dla mikroinstalacji. Jednak obecnie program Mój prąd się zakończył i oprócz zapowiedzi nie ma dotacji, która wynosiła 5 000 zł. Program Czyste Powietrze wspiera termomodernizację, jednak instalacje fotowoltaiczne, które w ostatnim czasie bardzo szybko się rozwijają jest wspierany w postaci niskooprocentowanego kredytu lub w ostatnim czasie dotacja 5 000 zł ale na wymianę pieca i jednoczesne zainstalowanie fotowoltaiki. Typowo na zakup mikroinstalacji wsparcia brak. Pozostałe programy takie jak dla gmin z RPO to wsparcie dla gmin, które są właścicielami instalacji.

  • taryfy FIT, net metering, środki publiczne (programy gminne), komercyjne oferty bankowe:

Wsparcie w systemie FIT jest mało opłacalne i niepewne bo jest sztywno ustalona cena na 15 lat a nie wiadomo jaka będzie cena energii za rok, 5 lat czy 15. Wsparcie dla instalacji PV jest wtedy gdy osoba lub firma chcąca inwestować ma jasne warunki i obowiązuje wszystkich, trudno mówić o wsparciu gdzie jest 10 różnych programów, które są dostępne tylko w wyjątkowych sytuacjach i albo 90% inwestorów nie może z nich skorzystać lub korzystają z tego wsparcia np. banki lub inne instytucje  a nie inwestorzy.

2.

  • zasady działania fotowoltaiki – aspekt teoretyczny:
  • sposób działania systemu fotowoltaicznego – aspekt techniczny:

Fotowoltaika jako najlepsze i najtrwalsze źródło wytwarzania energii elektrycznej z promieniowania słonecznego opiera się na efekcie fotowoltaicznym. Panel PV zbudowany jest wielu ogni standardowo 60 lub 72 połączonych szeregowo przeważnie w trzy tzw. stringi zabezpieczone diodami przed prądem powrotnym. Technicznie to taka kanapka z folii zabezpieczającej od spodu następnie z folii Eva dalej kryształy krzemu następnie folia Eva i szyba hartowana. Elementy są laminowane i oprawione ramą aluminiową. Pod spodem jest puszka przyłączeniowa elektryczna. Do pracy całej elektrowni PV niezbędne jest okablowanie, zabezpieczenia oraz falownik przekształcający prąd stały DC na dopasowany do prądu w sieci elektrycznej. Na bieżąco energię z PV wykorzystujemy w domu a nadprodukcję przez licznik dwukierunkowy wysyłamy do sieci publicznej. Wyprodukowaną nadmiarowo energię możemy przez rok po okresie rozliczeniowym pobrać w wysokości 80% lub 70% dla inst. powyżej 10 kW bezpłatnie. Występują również instalacje offgrid czyli nie podłączone do sieci AC i muszą one być wyposażone w bank energii, w którym magazynują energię nadmiarową z całego dnia i wykorzystują ją nocą. Występują również systemy hybrydowe czyli połączenie systemu ongrid z bankami energii i zdobywają coraz większe zainteresowanie.

  • czynniki sprzyjające i ograniczające wydajność systemu fotowoltaicznego:

Jest wiele czynników wpływających na efektywność instalacji główne to: nasłonecznienie terenu, kierunek południowy ustawienia paneli, kąt ok. 30 st. dla Polski, temperatura paneli podczas pracy czym niższa tym lepiej . Instalacja najwięcej energii uzyskuje latem. Największe chwilowe moce instalacja ma w marcu lub kwietniu. W tych częściach świata gdzie nasłonecznienia jest najwięcej instalacja działa najlepiej teoretycznie na równiku. Do głównych negatywnych aspektów dla PV są zacienienia paneli, które zmniejszają produkcję nawet do 80%. Bezwzględnie należy dbać o chłodzenie paneli poprzez jak największy dystans od pokrycia dachowego i planować instalację w miejscach niezacienionych lub niwelować efekt zacienienia.

  • definicja prosumenta:

Prosument to osoba lub firma, która jednocześnie produkuje i konsumuje energię elektryczną mając własną mikroinstalcję. Zaletą bycia prosumentem jest możliwość „magazynowania” energii w sieci energetycznej ze sprawnością 80% dla inst. do 10 kW i 70% do 50 kW. Jeżeli dobierzemy odpowiednio wielkość instalacji do rocznego zapotrzebowania na energię elektryczną to nie zapłacimy za prąd ani grosza jedynie za korzystanie z licznika ok. 100 zł/rocznie. Średnia wielkość instalacji, która zaspokaja zapotrzebowanie gospodarstwa domowego to ok. 5kW do strony południowej wytwarzając rocznie ponad 5 000 kWh energii z czego ok. 4 500 kWh jest do dyspozycji prosumenta. Średni koszt 5kW instalacji to ok. 20 000 zł brutto (w 2020 roku po odliczeniu dotacji Mój prąd 5000 zł oraz odliczenia w podatku PIT z tytułu ulgi termomodernizacyjnej ok. 3000 zł. Rzeczywisty koszt to 12 000 zł. Licząc 4500 kWh po 0,7 zł rocznie zwraca się 3150 zł. Więc poniesiony koszt zwraca się 12/3,15 = 3,81 roku czyli 3 lata i 10 miesięcy oczywiście zakładając, że nie wzrośnie cena za energię elektryczną przez najbliższe 4 lata co jest mało prawdopodobne. Podsumowując można zabezpieczyć całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną i opłaca się mając na uwadze, że czas pracy instalacji PV jest zaplanowany na 25 lat.

Źródła: GUS Energia ze źródeł odnawialnych, URE, Odnawialny Blog, European Climate Foundation