Ile prądu produkuje fotowoltaika? Uzysk z 1 kWp

Fotowoltaika w Polsce oddaje energię nierówno przez cały rok. Latem dach zalewa słońce, a produkcja bije rekordy. Zimą spada do ułamka wartości letniej. Pokażę, ile prądu realnie daje jeden kilowat mocy, jak ta energia rozkłada się na miesiące i co ją podbija albo obcina.

Ile prądu produkuje 1 kWp fotowoltaiki w Polsce

Punkt wyjścia jest prosty. Z jednego zainstalowanego kilowatpika mocy instalacja w naszych warunkach produkuje rocznie mniej więcej od 950 do 1050 kWh. Górna granica dotyczy dachu skierowanego na południe, ustawionego pod dobrym kątem i wolnego od cienia. W skrajnych przypadkach zakres rozszerza się od około 900 do 1150 kWh, bo liczy się region kraju, pogoda w danym roku oraz jakość montażu.

Uwaga na jednostki, bo tu rodzi się większość nieporozumień. Kilowatpik (kWp) to moc szczytowa paneli w warunkach testowych, a nie ilość energii. Energię mierzymy w kilowatogodzinach, czyli kWh, i to one lądują na rachunku. Reguła kciuka mówi, że w polskim klimacie każdy kilowatpik daje w przybliżeniu tysiąc kilowatogodzin rocznie.

Te 950 do 1050 kWh to wartość uśredniona za dwanaście miesięcy. W rzeczywistości energia płynie skokami, zależnie od pory roku i pogody. Sam roczny uzysk nie mówi więc wszystkiego. Żeby dobrze zaplanować instalację, trzeba spojrzeć głębiej, na rozkład miesięczny.

Rozkład sezonowy: lato kontra zima

Produkcja fotowoltaiki idzie za słońcem, więc jest mocno sezonowa. Od kwietnia do września instalacja wyrabia zwykle 75 do 80 procent całego rocznego uzysku. Na cztery miesiące od listopada do lutego zostaje ledwie około jednej piątej energii. Grudzień potrafi dać kilkanaście razy mniej prądu niż czerwiec.

Poniższa tabela pokazuje orientacyjny rozkład dla instalacji 1 kWp skierowanej na południe, przy założeniu rocznego uzysku około 1000 kWh. To wartości szacunkowe, dobre do zrozumienia proporcji, a nie gwarancja co do kilowatogodziny.

Ta nierówność ma poważny skutek praktyczny. Latem instalacja produkuje często więcej, niż dom jest w stanie zużyć na bieżąco. Zimą, gdy prąd potrzebny jest najbardziej, panele oddają najmniej. Dlatego tak duże znaczenie ma sposób rozliczenia nadwyżek oraz to, ile energii uda się zużyć od razu. Więcej o produkcji w chłodnej porze roku piszę w tekście o tym, jak radzi sobie fotowoltaika zimą.

Kierunek połaci dachu i jego wpływ

Kierunek, w którym patrzą panele, przesądza o rocznym uzysku. Optimum na naszej półkuli to geograficzne południe. Taka orientacja daje maksymalną produkcję w skali roku i to od niej liczy się resztę jako procent możliwości.

Odchylenie od południa nie jest tragedią. Przesunięcie o kilkanaście stopni na wschód lub zachód kosztuje zwykle poniżej kilku procent uzysku. Popularny układ wschód-zachód, gdzie panele dzieli się na dwie połacie, traci względem czystego południa więcej, ale ma swoją zaletę. Produkcja rozkłada się szerzej na poranek i wieczór, więc lepiej pokrywa domowe zużycie i podnosi autokonsumpcję. Rzędy nie rzucają też na siebie cienia. Sam kierunek północny odpada, bo uzysk spada tam drastycznie.

Wybór między tymi wariantami zależy od tego, co jest dla Ciebie ważniejsze: najwyższa produkcja czy jej dopasowanie do godzin poboru. Rozkładam to na czynniki pierwsze w porównaniu panele wschód-zachód czy południe.

Kąt nachylenia paneli

Drugim parametrem geometrii jest kąt, pod którym panele patrzą w niebo. W polskich warunkach optymalny kąt nachylenia dla stałej instalacji na południe mieści się w przedziale od 30 do 40 stopni. Wielu instalatorów przyjmuje 35 stopni jako rozsądny kompromis między produkcją letnią a zimową.

Ten kompromis wynika z ruchu słońca. Latem, gdy stoi wysoko, korzystniejszy byłby kąt płaski, rzędu kilkunastu stopni. Zimą, przy nisko wiszącym słońcu, panele wolałyby stromiznę bliżej 50 stopni. Kąt 35 stopni godzi te dwie skrajności i maksymalizuje sumę roczną. Jeśli dach ma inne nachylenie, spokojnie, bo różnica bywa niewielka. Odchylenie o dziesięć stopni od optimum obcina roczny uzysk zwykle o jeden do dwóch procent.

Na dachu płaskim panele montuje się na konstrukcji, która nadaje im właściwy kąt. Tam projektant ma pełną swobodę i najczęściej wybiera układ dopasowany do dostępnej powierzchni oraz odstępów między rzędami.

Zacienienie i temperatura

Dwa czynniki potrafią cicho zjeść uzysk, choć na papierze instalacja wygląda idealnie. Pierwszy to cień. Nawet niewielkie, ale stałe zacienienie fragmentu połaci jest groźne, bo w prostym łańcuchu paneli cała nitka pracuje z mocą najsłabszego modułu. Komin, drzewo albo słup potrafią obciąć produkcję znacznie mocniej, niż wynikałoby z samej powierzchni cienia. Dlatego przed montażem trzeba przeanalizować, jak cień wędruje po dachu w ciągu dnia i roku.

Drugi czynnik jest mniej oczywisty. Panele nie lubią upału. Ich sprawność spada wraz z temperaturą ogniwa, więc w skwarne popołudnie moduł oddaje mniej, niż sugerowałaby moc znamionowa. To dlatego pogodny, ale chłodny dzień wiosną bywa dla produkcji lepszy niż lipcowy żar. Instalacja potrzebuje przewiewu pod panelami, żeby się schładzać, i tego układ wschód-zachód pilnuje niejako z automatu, produkując rano i wieczorem, gdy jest chłodniej.

Skutek obu zjawisk jest taki, że realny uzysk niemal zawsze wypada niżej niż suma mocy paneli przemnożona przez godziny słońca. Straty na cieple, cieniu, brudzie na szybach i samych przewodach nazywa się łącznie stratami systemowymi. Dobrze zaprojektowana instalacja mieści je w kilkunastu procentach i dokładnie to zakłada uczciwa symulacja uzysku.

Ile prądu da 5 kWp i 10 kWp rocznie

Roczny uzysk skaluje się wprost z mocą. Skoro jeden kilowatpik daje 950 do 1050 kWh, wystarczy pomnożyć ten zakres przez moc instalacji. Poniżej dwie najpopularniejsze wielkości dla domu jednorodzinnego.

Średnia miesięczna to tylko rozłożenie rocznej sumy na dwanaście części. W praktyce, jak pokazała tabela sezonowa, w lipcu instalacja 10 kWp potrafi wyrobić grubo ponad tysiąc kilowatogodzin, a w grudniu ledwie dwieście. O tym, jak dobrać moc do własnego zużycia, piszę osobno w poradniku jaka moc instalacji fotowoltaicznej będzie właściwa. Swoje liczby, z realnym zużyciem i ceną zestawu, policzysz w kalkulatorze opłacalności fotowoltaiki.

Na co uważać przy szacowaniu produkcji

Reguła tysiąca kilowatogodzin z kilowatpika jest wygodna, ale to średnia. Nie traktuj jej jak wyniku pomiaru. Twój dach ma konkretny kierunek, kąt, cień i lokalizację, a te szczegóły przesuwają rezultat w górę lub w dół. Dobra oferta powinna zawierać symulację uzysku dla Twojego adresu, a nie samą liczbę z ulotki.

Rzetelny instalator liczy produkcję w narzędziu opartym o dane meteorologiczne dla konkretnej współrzędnej, na przykład w europejskim kalkulatorze PVGIS. Warto poprosić o taki wydruk i porównać go z obietnicami sprzedawcy. Pamiętaj też, że moduły z czasem tracą część mocy, więc po latach uzysk będzie nieco niższy niż na starcie.

Na koniec zestaw produkcję z tym, ile prądu naprawdę zużywasz. Sama wysoka produkcja nie gwarantuje opłacalności, jeśli nadwyżki oddajesz do sieci za ułamek ich wartości. Cały rachunek zysków i strat rozkładam w tekście o tym, czy fotowoltaika się opłaca w obecnych realiach rozliczeń.