Fotowoltaika to obecnie jedno z najpopularniejszych rozwiązań w zakresie pozyskiwania energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii. Rosnące ceny prądu, zmieniające się przepisy dotyczące rozliczeń prosumentów (m.in. system net-billing) oraz coraz większa świadomość ekologiczna sprawiają, że inwestycja w instalację fotowoltaiczną staje się nie tylko opłacalna, ale i konieczna dla wielu gospodarstw domowych oraz firm. Panele fotowoltaiczne pozwalają nie tylko ograniczyć koszty energii, ale także przyczyniają się do ochrony środowiska poprzez zmniejszenie emisji CO₂.
W obliczu rosnących zagrożeń związanych z awariami sieci energetycznej, niestabilnością dostaw energii czy koniecznością redukcji zależności od dostawców energii elektrycznej, coraz większe znaczenie zyskuje niezależność energetyczna. Dzięki niej użytkownicy mogą cieszyć się stałym dostępem do prądu, niezależnie od zewnętrznych zakłóceń. To właśnie dlatego wybór odpowiedniego systemu fotowoltaicznego – dostosowanego do indywidualnych potrzeb – staje się kluczowy.
W artykule omówimy dwa główne typy instalacji fotowoltaicznych: system on-grid, który działa w oparciu o podłączenie do publicznej sieci energetycznej, oraz system off-grid, gwarantujący pełną niezależność dzięki magazynowaniu energii w akumulatorach. Przyjrzymy się, jak działają oba rozwiązania, jakie mają zalety i wady oraz dla kogo będą najbardziej odpowiednie. Dzięki temu dowiesz się, która opcja najlepiej sprawdzi się w Twoim domu lub firmie.
Co to jest instalacja on-grid?
Instalacja on-grid to system fotowoltaiczny podłączony bezpośrednio do publicznej sieci energetycznej. Oznacza to, że energia elektryczna wyprodukowana przez panele fotowoltaiczne jest w pierwszej kolejności zużywana na potrzeby własne użytkownika, a ewentualne nadwyżki energii są przekazywane do sieci. W przypadku, gdy instalacja nie produkuje wystarczającej ilości energii (np. w nocy lub przy pochmurnej pogodzie), potrzebna energia jest automatycznie pobierana z sieci.
Jak działa fotowoltaika on-grid?
Fotowoltaika on-grid opiera się na współpracy z zewnętrzną siecią energetyczną. Proces działania wygląda następująco:
Panele fotowoltaiczne pochłaniają energię słoneczną i przekształcają ją w prąd stały (DC).
Falownik sieciowy (inaczej inwerter on-grid) przetwarza prąd stały na prąd zmienny (AC), kompatybilny z siecią energetyczną.
Energia elektryczna jest wykorzystywana do zasilania urządzeń w budynku.
Nadmiar wyprodukowanej energii jest przekazywany do sieci energetycznej, co pozwala na jej późniejsze wykorzystanie lub sprzedaż w systemie net-billing.
System on-grid nie wymaga magazynowania energii elektrycznej w akumulatorach, co znacząco obniża koszt inwestycji.
Podłączenie instalacji fotowoltaicznej do sieci energetycznej
Podłączenie instalacji do sieci wymaga uzyskania zgody lokalnego zakładu energetycznego oraz wykonania odpowiednich pomiarów i testów. Po zakończeniu montażu i zatwierdzeniu systemu przez dostawcę energii, instalacja działa w pełnej integracji z publiczną siecią. Proces ten obejmuje:
Instalację falownika sieciowego,
Podłączenie do zewnętrznej sieci energetycznej,
Konfigurację układu pomiarowego umożliwiającego rozliczenia w systemie net-billing.
Zalety instalacji on-grid
Niższy koszt inwestycji – brak konieczności zakupu drogich akumulatorów do magazynowania energii.
System net-billing – możliwość sprzedaży nadwyżek energii do sieci i ich późniejszego odkupu po preferencyjnych stawkach.
Wysoka efektywność – cała wyprodukowana energia może zostać wykorzystana lub sprzedana.
Łatwe zarządzanie energią – system automatycznie przełącza się na zasilanie z sieci, gdy instalacja fotowoltaiczna nie produkuje wystarczającej ilości prądu.
Wady instalacji on-grid
Zależność od sieci energetycznej – w przypadku awarii sieci energetycznej system przestaje działać, nawet jeśli panele fotowoltaiczne produkują energię.
Brak niezależności energetycznej – użytkownik wciąż jest częściowo zależny od dostawców energii elektrycznej.
Ograniczenia techniczne – konieczność spełnienia określonych norm technicznych i formalnych przy podłączeniu do sieci.
Wymagane komponenty instalacji on-grid
Aby instalacja systemu fotowoltaicznego on-grid działała prawidłowo, niezbędne są następujące elementy:
Panele fotowoltaiczne – podstawowe źródło energii słonecznej, przekształcające ją w energię elektryczną.
Falownik sieciowy (inwerter on-grid) – kluczowy komponent odpowiedzialny za przekształcenie prądu stałego (DC) w prąd zmienny (AC) zgodny z siecią.
System monitoringu – umożliwia kontrolę ilości wyprodukowanej i zużytej energii.
Okablowanie i zabezpieczenia – zapewniające bezpieczne przesyłanie energii elektrycznej.
Podłączenie do sieci energetycznej – w pełni zgodne z wymaganiami operatora sieci.
Czym jest instalacja off-grid?
Instalacja off-grid to system fotowoltaiczny, który działa niezależnie od publicznej sieci energetycznej. Oznacza to, że cała energia elektryczna potrzebna do zasilania urządzeń elektrycznych w budynku jest wytwarzana i magazynowana na miejscu. System off-grid polega na gromadzeniu nadwyżek energii w akumulatorach, co pozwala na jej wykorzystanie w czasie, gdy panele fotowoltaiczne nie produkują energii, np. w nocy lub w pochmurne dni.
W odróżnieniu od instalacji on-grid, system off-grid nie wymaga podłączenia do sieci elektroenergetycznej, co gwarantuje pełną niezależność energetyczną. Tego rodzaju system działa w pełni autonomicznie, zapewniając energię elektryczną nawet w przypadku braku dostępu do sieci lub jej awarii.
Fotowoltaika off-grid a niezależność energetyczna
Fotowoltaika off-grid to idealne rozwiązanie dla osób i firm, które chcą całkowicie uniezależnić się od zewnętrznych dostawców energii elektrycznej. Dzięki temu użytkownik nie jest narażony na przerwy w dostawie prądu wynikające z awarii sieci energetycznej lub problemów z infrastrukturą energetyczną.
Off-grid pozwala zyskać pełną kontrolę nad produkcją i zużyciem energii, co jest szczególnie istotne w odległych lokalizacjach, gdzie dostęp do sieci elektroenergetycznej jest ograniczony lub kosztowny. Jednak aby system funkcjonował prawidłowo, kluczowe znaczenie ma magazynowanie energii elektrycznej, co pozwala na zapewnienie ciągłości dostaw prądu niezależnie od warunków atmosferycznych.
Znaczenie magazynowania energii elektrycznej
W systemach off-grid magazynowanie energii elektrycznej odgrywa kluczową rolę, ponieważ to właśnie dzięki niemu możliwe jest korzystanie z energii w momencie, gdy panele fotowoltaiczne jej nie produkują. Do tego celu wykorzystywane są:
Akumulatory energii elektrycznej – przechowują energię wyprodukowaną przez panele. Wybór odpowiedniej pojemności akumulatorów jest kluczowy, aby zapewnić ciągłość zasilania.
Magazyn energii fotowoltaicznej – zaawansowane systemy magazynowania, które pozwalają na optymalne zarządzanie zgromadzoną energią, zwiększając efektywność całej instalacji.
Akumulator instalacji off grid musi być odpowiednio dobrany do zapotrzebowania energetycznego obiektu, aby uniknąć sytuacji, w której energia wyprodukowana przez instalację nie wystarczy do pokrycia bieżącego zużycia.
Główne elementy instalacji off-grid
Aby własna instalacja off grid działała prawidłowo, konieczne jest zastosowanie kilku kluczowych komponentów:
Panele fotowoltaiczne – podstawowe źródło energii, przekształcające energię słoneczną w energię elektryczną.
Inwerter off grid – urządzenie przetwarzające prąd stały (DC) na prąd zmienny (AC), który zasila urządzenia elektryczne w budynku.
Falownik off grid – pełni podobną funkcję co inwerter, ale jest przystosowany do pracy w systemach niezależnych od sieci, zapewniając stabilne napięcie i częstotliwość prądu.
Akumulator instalacji off grid – magazyn energii, który przechowuje nadmiar wyprodukowanej energii do późniejszego wykorzystania.
System zarządzania energią – kontroluje proces ładowania i rozładowywania akumulatorów, optymalizując działanie całej instalacji.
Plusy instalacji off-grid
Pełna niezależność energetyczna – brak zależności od dostawców energii elektrycznej i sieci energetycznej.
Odporność na awarie sieci – instalacja działa nawet w przypadku przerwy w dostawie prądu w sieci publicznej.
Ekologiczne rozwiązanie – 100% energii pochodzi z odnawialnych źródeł energii, co sprzyja ochronie środowiska.
Oszczędności w dłuższej perspektywie – brak opłat za przesył energii i rachunków od dostawców energii.
Minusy instalacji off-grid
Wyższa cena systemu off grid – konieczność zakupu magazynów energii (akumulatorów) znacząco zwiększa koszt inwestycji.
Konieczność dokładnego zaplanowania magazynowania energii – niewłaściwie dobrana pojemność akumulatorów może skutkować niedoborem energii w okresach mniejszego nasłonecznienia.
Większe wymagania techniczne – systemy off-grid są bardziej skomplikowane w projektowaniu i wymagają precyzyjnego dopasowania do zapotrzebowania energetycznego użytkownika.
Przykłady zastosowań instalacji off-grid
Systemy off-grid doskonale sprawdzają się w miejscach, gdzie dostęp do sieci elektroenergetycznej jest utrudniony lub kosztowny. Najczęstsze zastosowania to:
Domy w odległych lokalizacjach – domki letniskowe, obiekty rekreacyjne poza miastem, gospodarstwa rolne.
Obiekty sezonowe – np. schroniska górskie, domki na działkach rekreacyjnych, które wymagają energii tylko przez część roku.
Ośrodki turystyczne na wyspach lub w trudno dostępnych regionach, gdzie budowa przyłącza do sieci byłaby nieopłacalna.
Placówki badawcze lub punkty monitoringu środowiskowego w odległych lokalizacjach, gdzie kluczowa jest ciągłość zasilania.
System hybrydowy – kompromis między on-grid a off-grid
System hybrydowy to rozwiązanie fotowoltaiczne, które łączy zalety instalacji on-grid oraz off-grid. Oznacza to, że instalacja hybrydowa umożliwia korzystanie z energii słonecznej zarówno w czasie rzeczywistej produkcji, jak i później – dzięki zintegrowanemu magazynowi energii fotowoltaicznej. Jednocześnie system pozostaje podłączony do publicznej sieci energetycznej, co umożliwia pobór energii w przypadku niedoboru oraz oddawanie nadwyżek energii do sieci w ramach rozliczenia w systemie net-billing.
Hybrydowa instalacja fotowoltaiczna znajduje zastosowanie w miejscach, gdzie zapewnienie ciągłości dostaw energii jest kluczowe, a użytkownicy chcą jednocześnie zyskać częściową lub pełną niezależność energetyczną.
Jak działa fotowoltaika hybrydowa?
Fotowoltaika hybrydowa łączy mechanizmy działania systemów on-grid i off-grid. Proces działania wygląda następująco:
Panele fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną w prąd stały (DC).
Falownik hybrydowy konwertuje prąd stały na prąd zmienny (AC), dostosowany do zasilania domowych urządzeń elektrycznych.
Energia elektryczna jest w pierwszej kolejności wykorzystywana na bieżące potrzeby energetyczne.
Nadwyżki energii są kierowane do magazynu energii fotowoltaicznej, gdzie mogą zostać wykorzystane w późniejszym czasie, np. w nocy lub podczas awarii sieci.
Gdy magazyn energii jest pełny, a instalacja nadal produkuje energię, nadmiar można odprowadzić do sieci publicznej w ramach systemu net-billing.
W przypadku zwiększonego zapotrzebowania na energię, której nie wystarcza z magazynu lub bieżącej produkcji, system automatycznie pobiera prąd z sieci.
System hybrydowy energia zarządza w sposób inteligentny, optymalizując jej zużycie, magazynowanie i sprzedaż.
Znaczenie falownika hybrydowego w zarządzaniu energią
Falownik hybrydowy jest sercem instalacji hybrydowej. To zaawansowane urządzenie pełni kluczowe funkcje w zarządzaniu energią, takie jak:
Przekształcanie prądu stałego (DC) z paneli fotowoltaicznych w prąd zmienny (AC) do zasilania domowych urządzeń.
Kontrolowanie procesu ładowania i rozładowywania magazynu energii fotowoltaicznej.
Monitorowanie poziomu naładowania akumulatorów oraz zapotrzebowania energetycznego budynku.
Automatyczne przełączanie między zasilaniem z sieci, magazynu energii i bieżącej produkcji fotowoltaicznej w celu zapewnienia optymalnego zużycia energii.
Zarządzanie nadwyżkami energii elektrycznej poprzez ich odprowadzanie do sieci w systemie net-billing.
Dzięki falownikowi hybrydowemu system hybrydowy może działać w trybie off-grid w przypadku awarii sieci energetycznej, zapewniając nieprzerwane dostawy prądu.
Zalety systemu hybrydowego
Elastyczność – możliwość pracy zarówno w trybie on-grid, jak i off-grid, w zależności od potrzeb użytkownika.
Magazynowanie nadwyżek energii – dzięki magazynom energii fotowoltaicznej użytkownik może wykorzystać energię w czasie, gdy panele nie produkują prądu.
Możliwość pracy niezależnie od sieci – w przypadku awarii sieci energetycznej system automatycznie przełącza się na zasilanie z magazynu energii.
Redukcja kosztów energii – możliwość magazynowania energii pozwala ograniczyć konieczność poboru prądu z sieci, a nadwyżki można sprzedać w ramach net-billingu.
Bezpieczeństwo energetyczne – niezależność od przerw w dostawie prądu oraz stabilne zasilanie kluczowych urządzeń elektrycznych.
Dla kogo polecana jest hybrydowa instalacja fotowoltaiczna?
Hybrydowa instalacja fotowoltaiczna to rozwiązanie skierowane do użytkowników, którzy oczekują zarówno oszczędności, jak i wysokiego poziomu bezpieczeństwa energetycznego. Sprawdzi się w przypadku:
Domów jednorodzinnych – zapewnia ciągłość zasilania, nawet w przypadku awarii sieci, co jest istotne dla gospodarstw domowych korzystających z urządzeń wymagających nieprzerwanego zasilania.
Małych i średnich przedsiębiorstw – pozwala na optymalizację kosztów energii oraz zwiększa bezpieczeństwo operacyjne poprzez magazynowanie energii.
Obiektów rekreacyjnych i sezonowych – system hybrydowy energia zapewnia zasilanie niezależnie od dostępności sieci energetycznej.
Osób dążących do niezależności energetycznej – hybrydowa instalacja fotowoltaiczna pozwala na korzystanie z energii odnawialnej z minimalnym wsparciem sieci.
Instytucji i placówek wymagających stabilnych dostaw energii – np. serwerownie, ośrodki badawcze czy infrastruktura krytyczna.
Porównanie: On-grid vs Off-grid vs Hybrydowy
Poniższa tabela przedstawia kluczowe różnice pomiędzy trzema typami instalacji systemu fotowoltaicznego: on-grid, off-grid oraz hybrydowym. Zawiera zestawienie pod względem kosztów inwestycji, wymagań związanych z magazynowaniem energii elektrycznej, poziomu niezależności energetycznej, odporności na awarie sieci energetycznej oraz najczęstszych zastosowań.
| Kryterium | System On-Grid | System Off-Grid | System Hybrydowy |
|---|---|---|---|
| Koszty inwestycji | Niskie – brak potrzeby inwestowania w akumulatory. | Wysokie – konieczność zakupu akumulatorów i magazynu energii. | Średnie – wyższe niż on-grid, niższe niż off-grid, z powodu kosztu magazynów energii. |
| Wymagania dotyczące magazynowania energii | Nie wymagane – nadwyżki energii odprowadzane do sieci. | Wymagane – akumulator instalacji off grid niezbędny do przechowywania energii. | Częściowo wymagane – magazyn energii fotowoltaicznej pozwala na przechowywanie nadwyżek. |
| Poziom niezależności energetycznej | Niski – pełna zależność od publicznej sieci energetycznej. | Wysoki – off grid gwarantuje pełną niezależność energetyczną. | Średni – częściowa niezależność dzięki magazynowaniu energii, z opcją poboru z sieci. |
| Odporność na awarie sieci energetycznej | Brak – instalacja przestaje działać w przypadku awarii sieci. | Pełna – system działa niezależnie od stanu sieci energetycznej. | Wysoka – w przypadku awarii sieci instalacja przełącza się na zasilanie z magazynu energii. |
| Najlepsze zastosowania | Domy w miastach, firmy z łatwym dostępem do sieci, użytkownicy chcący obniżyć rachunki za prąd. | Domy w odległych lokalizacjach, obiekty sezonowe, miejsca bez dostępu do sieci. | Domy jednorodzinne, firmy wymagające ciągłości zasilania, osoby dążące do niezależności energetycznej. |
System on-grid to najlepszy wybór dla tych, którzy szukają prostego, tańszego rozwiązania z możliwością sprzedaży nadwyżek energii w systemie net-billing, ale nie wymagają pełnej niezależności energetycznej.
System off-grid jest idealny dla osób, które chcą całkowicie uniezależnić się od dostawców energii i sieci elektroenergetycznej, jednak kosztem wyższych nakładów inwestycyjnych związanych z magazynowaniem energii elektrycznej.
System hybrydowy to elastyczne rozwiązanie, łączące zalety obu systemów – zapewnia bezpieczeństwo energetyczne dzięki własnemu magazynowi energii fotowoltaicznej, a jednocześnie umożliwia pobór energii z sieci, gdy jest to opłacalne.
Różnice między systemami on-grid i off-grid
Wybór odpowiedniego systemu fotowoltaicznego to kluczowa decyzja, która powinna być dopasowana do indywidualnych potrzeb użytkownika, jego stylu życia oraz warunków technicznych obiektu. Jak pokazaliśmy w artykule, istnieją trzy główne typy instalacji, z których każda ma swoje unikalne cechy, zalety i ograniczenia.
Instalacja on-grid to idealne rozwiązanie dla osób, które chcą obniżyć rachunki za prąd, jednocześnie korzystając z prostego i ekonomicznego systemu podłączonego do sieci energetycznej. Dzięki rozliczeniom w systemie net-billing możliwe jest sprzedawanie nadwyżek energii do sieci, co dodatkowo zwiększa opłacalność inwestycji. Jednakże system on-grid jest w pełni zależny od zewnętrznych dostawców energii i nie działa w przypadku awarii sieci energetycznej.
Instalacja off-grid to propozycja dla osób ceniących pełną niezależność energetyczną. Dzięki własnemu magazynowi energii fotowoltaicznej i akumulatorom energii elektrycznej, użytkownik zyskuje pełną autonomię w zakresie produkcji i zużycia energii. Choć system off-grid gwarantuje ciągłość zasilania niezależnie od stanu sieci, to jednak cena systemu off grid jest wyższa z uwagi na kosztowne komponenty, takie jak inwerter off grid, falownik off grid czy akumulator instalacji off grid.
System hybrydowy stanowi złoty środek pomiędzy on-grid a off-grid. Fotowoltaika hybrydowa oferuje elastyczność, umożliwiając zarówno korzystanie z sieci, jak i magazynowanie nadwyżek energii w akumulatorach. W przypadku awarii sieci energetycznej, system automatycznie przełącza się na zasilanie z magazynu, zapewniając nieprzerwaną pracę urządzeń. Choć hybrydowa instalacja fotowoltaiczna wiąże się z większymi kosztami niż standardowy system on-grid, to jednak zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa energetycznego.
Pamiętaj: Wybór między instalacją on-grid, off-grid czy hybrydową zależy od:
Twoich oczekiwań dotyczących niezależności energetycznej,
lokalizacji i dostępności publicznej sieci energetycznej,
zapotrzebowania na energię,
budżetu przeznaczonego na inwestycję.
Nie wiesz, która instalacja fotowoltaiczna będzie dla Ciebie najlepsza? Skontaktuj się z nami i dowiedz się, jaka instalacja fotowoltaiczna będzie dla Ciebie najlepsza!
Zespół ekspertów ASTA Energy pomoże Ci dobrać rozwiązanie dopasowane do Twoich potrzeb, zapewniając profesjonalne doradztwo, projekt i montaż systemu, który pozwoli Ci cieszyć się czystą, odnawialną energią przez wiele lat.
