Autokonsumpcja – jak wpływa na czas zwrotu instalacji fotowoltaicznej i jak ją zwiększyć?

25.08.2020

Co to jest autokonsumpcja energii elektrycznej?

Autokonsumpcja energii elektrycznej (inaczej: bieżąca konsumpcja własna) to ilość energii wyprodukowana przez instalację fotowoltaiczną, a zużywana na bieżąco (w momencie produkcji przez instalację PV).

W domach jednorodzinnych autokonsumpcja nie przekracza zazwyczaj 20-30% w skali roku. Latem autokonsumpcja jest najniższa. Spowodowane jest to najwyższą mocą i produkcją energii. Dodatkowo domownicy w ciągu dnia przebywają poza domem, a największe zużycie energii przypada na wieczór kiedy ze względu na brak nasłonecznienia energia pobierana jest z sieci elektroenergetycznej na zadzie opustów. 

Jeśli mamy do czynienia z instalacją on-grid, nadwyżki energii, które nie zostają wykorzystane w momencie ich produkcji przekazywane są do zakładu energetycznego zgodnie z system opustów. W zależności od zainstalowanej mocy instalacji:

  • Właściciele elektrowni większej niż 10 kWp, ale nie przekraczającej 50 kWp, mogą odebrać 70% przesłanej do zakładu energetycznego energii,
  • właściciele mniejszych instalacji – o 10% więcej, czyli 80% nadwyżki.

Jak autokonsumpcja wpływa na opłacalność inwestycji w instalację fotowoltaiczną?

Zacznijmy od czynników, które wpływają na dobór mocy instalacji fotowoltaicznej. Wśród najważniejszych dla instalacji domowej należy wymienić:

  • zużycie roczne energii elektrycznej
  • kąt nachylenia dachu
  • azymut (odchylenie od południa)
  • występowanie elementów zacieniających
  • poziom autokonsumpcji
  • opust (70 lub 80%)

Doboru instalacji można dokonać m.in. przy pomocy wzoru:

Ek – ilość zużywanej rocznie energii [kWh]

a – procentowy udział bieżącej konsumpcji własnej [%]

b – procentowy udział ilości energii oddanej do sieci [%]

opust – do 10 kW 0,8 powyżej 0,7

a+b = 100%

Uzysk – roczna produkcja energii z 1 kWp zainstalowanej mocy przez instalację PV [kWh]

Na podstawie wzoru łatwo zauważyć, że im większy poziom autokonsumpcji tym mniejsza moc instalacji jest nam potrzebna. Związane jest to ze zużyciem bieżącej energii elektrycznej, nie pomniejszonej o wspomniane 20 lub 30%, które zabiera zakład energetyczny. W sytuacji uwzględnienia strat związanych z magazynowaniem energii, instalację fotowoltaiczną należy dodatkowo przewymiarować. 

Większa moc instalacji fotowoltaicznej potrzebna na zaspokojenie potrzeb energetycznych wiąże z wyższą kwotą inwestycyjną instalacji. Ta ma wpływ na zwrot z inwestycji. 

Jak zwiększyć poziom autokonsumpcji energii z elektrowni słonecznej?

Dla prosumenta instalacja fotowoltaiczna generuje największe oszczędności, a z czasem zyski, gdy energia elektryczna z niej wytwarzana jest wykorzystywana na bieżąco. 

Podstawą w zarządzaniu energią elektryczną jest planowanie pracy urządzeń energochłonnych w momencie bezpośredniej produkcji energii elektrycznej, tzn. w momencie nasłonecznienia i braku znaczącego zachmurzenia. W przypadku obecności mieszkańców w budynku, można m.in. ustawić zmywarkę, pralkę, zaplanować prasowanie czy prace remontowe. 

Właściciele instalacji fotowoltaicznych decydują się na dodatkowe urządzenie zwiększające autokonsumpcję. Wśród dostępnych rozwiązań popularne są klimatyzatory, grzałki elektryczne do ogrzewania wody użytkowej i pompy ciepła. Grzałki elektryczne i pompy ciepła dają możliwość konfiguracji tak, aby energia pobierana była na bieżąco – odpowiednio do chłodzenia lub ogrzewania. Nadmiar energii może być magazynowany w formie ciepła dzięki izolowanemu zbiornikowi wody. 

Grzałka elektryczna jest tańszym rozwiązaniem, przetwarza energię elektryczną na energię cieplną w stosunku zbliżonym do 1:1. Pompa ciepła umożliwia efektywniejsze wykorzystanie energii ze względu na wysokie COP (Coefficient of Performance) – współczynnik wydajności na poziomie 3-4. Należy to interpretować w sposób, że z 1 kWh energii elektrycznej pompa produkuje 3-4 kWh energii cieplnej. Zainstalowanie pompy ciepła pozwala zwiększyć poziom autokonsumpcji nawet do 60%.

Dodatkowym elementem wymagającym energii elektrycznej może być ogrzewanie podłogowe. Wersja wodna składa się z rurek przez które przepływa woda podgrzewana przez pompę ciepła lub kocioł. Ogrzewanie elektryczne to przewody, folie lub maty wydzielające ciepło pod wpływem przepływu prądu. Najwygodniej jednak taką inwestycję planowć na etapie projektowania domu lub podczas remontów. 

Coraz większą popularność zyskuje elektromobilność, rozwiązaniem na zwiększenie autokonsumpcji jest magazynowanie energii elektrycznej w akumulatorach samochód elektrycznych, poprzez montaż domowych ładowarek pojazdów elektrycznych.

Warto także dodać, że wyższy poziom autokonsumpcji prosumentów jest korzystny dla sieci elektroenergetycznej. Wysyłanie nadwyżek energii elektrycznej do sieci, może sprzyjać podwyższeniu napięcia AC, które przy wielu takich przypadkach powoduje przekroczenie wartości zgodnych z normami (±10% od 230 V, czyli od 207 do 253 V) wpływa na szybsze zużywanie się urządzeń oraz ich awarie. 

Świadome korzystanie z energii elektrycznej wpływa na skrócenie czasu zwrotu i zwiększenie opłacalności inwestycji w instalację fotowoltaiczną. Pierwszym krokiem jest umiejętne planowanie pracy domowych urządzeń energochłonnych. Warto także rozważyć inwestycje w urządzenia tj. klimatyzator, grzałka elektryczna czy pompa ciepła, które dodatkowo zwiększają poziom autokonsumpcji i zapewniają niezależność energetyczną nieruchomości.