Panele słoneczne – zrób to sam. Jak zrobić panele fotowoltaiczne? Czy warto? Poradnik krok po kroku

Panele słoneczne - zrób to sam! Tylko jak? Sam temat paneli fotowoltaicznych wydaje się być dość zaawansowanych technologicznie i nie dla każdego zbyt łatwy… a jeszcze do tego mamy go wykonać samemu? Tak! Oczywiście, w temat trzeba się dość mocno zagłębić. Od tego jednak jesteśmy my, by wskazać Wam drogę do tego jak samodzielnie wykonać panel słoneczny. Zacznijmy jednak od początku. Panele słoneczne znane również jako panele fotowoltaiczne to urządzenia, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną. Z ich pomocą można zapewnić sobie odczuwalne oszczędności w domowym budżecie, co jest bardzo zachęcające w dobie rosnących rachunków za prąd. Panele słoneczne – bo tak również określane są kolektory słoneczne - to z kolei połączenie ekologii i ekonomii w odniesieniu do podgrzewania wody. Technologia w żaden sposób nie szkodzi środowisku, ponieważ korzystamy z odnawialnego źródła energii. Inwestycja – choć niemała – zwraca się w ciągu kilku lat, ponieważ obniżają się koszty eksploatacji domu. Ponadto, decydując się na montaż paneli fotowoltaicznych lub kolektorów, możemy skorzystać z dotacji. Głównym koordynatorem dofinansowań w Polsce jest Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Zanim jednak zaczniemy analizować korzyści płynące z podobnych technologii, warto dowiedzieć się czym są i jak działają.

Panele fotowoltaiczne - zrób to sam! Najważniejsze informacje

Instalacja fotowoltaiczna składa się z krzemowych płyt, dzięki którym pozyskujemy energię na skutek przetwarzania promieni słonecznych. Zachodzący proces nazywany jest efektem fotowoltaicznym, a za zjawisko odpowiedzialne są zawarte w panelach, specjalne półprzewodniki. Produkcja energii elektrycznej, nie byłaby jednak możliwa bez falownika. Jest to specjalny element – inwerter solarny, który przekształca prąd stały w prąd zmienny. Dopiero ten drugi może być dystrybuowany do sieci. Panele słoneczne montowane są zwykle na dachu budynku, chociaż zdarza się, że instalacja znajduje się na gruncie, jeśli dysponujemy dość dużym niezagospodarowanym terenem. W naszym kraju optymalnym ułożeniem jest pochylenie ich w stronę południową. Dzięki temu uzyskamy najwięcej energii.

Na pierwszy rzut oka, proces jak i same urządzenia nie wydają zbyt skomplikowane, dlatego wiele osób zamiast zamawiać gotowe panele słoneczne z usługą instalacji, decyduje się na zestawy do samodzielnego montażu. DIY – z angielskiego Do It Yourself, z każdym rokiem jest coraz lepiej reprezentowana na rynku. Jeśli zastanawiacie się nad montażem paneli fotowoltaicznych i rozważacie samodzielne przygotowanie instalacji, poniżej postaramy się odpowiedzieć na najczęstsze pytania dotyczące tematu panele słoneczne zrób to sam. Po ich przeczytaniu z pewnością będziecie wiedzieli czy jest to rozwiązanie odpowiednie dla Was.

Kupić czy zrobić samemu?

Chcąc odpowiedzieć sobie na to pytanie, trzeba trzeźwo ocenić własne możliwości. Jeśli nie dysponujemy wystarczającą ilością czasu, cierpliwością oraz wiedzą, zdecydowanie lepiej skorzystać z usług profesjonalnej firmy, która przywiezie i zamontuje panele na naszym dachu lub na wskazanym terenie. Owszem, zapłacimy wtedy więcej, ale nie będziemy musieli brać odpowiedzialności za efekt końcowy. Kiedy jednak drzemie w nas dusza majsterkowicza, lubimy zgłębiać tajniki nowoczesnych technologii i co zachęca wielu – chcemy zapłacić nawet 20 – 30% mniej! Tak więc panel słoneczny - zrób to sam, może okazać się strzałem w dziesiątkę.

W tym miejscu należy jednak zwrócić uwagę na kilka bardzo ważnych kwestii. I nie chodzi o to, aby gasić czyjś entuzjazm. Przed rozpoczęciem pracy trzeba uświadomić sobie jak ważny jest odpowiedni montaż. To od niego w głównej mierze zależy wydajność i moc instalacji. Na czym należy więc skoncentrować się najbardziej?

1. Na położeniu oraz nachyleniu dachu względem słońca.
2. Na zmieniającym się zacienieniu zależnym od pory dnia i roku.
3. Na rosnących w okolicy drzewach i innych rzeczach, które mogą stanowić problem.

Przykład: Stojący pod domem słup, który rzuca cień, na pierwszy rzut oka może wydawać się błahostką. Osoby zawodowo zajmujące się montażem instalacji fotowoltaicznych wiedzą jednak, że osłabia to działanie paneli. Podobne błędy mogą sprawić, że straty przewyższą oszczędności. Zmierzając do sedna – tego rodzaju instalacja to nie tylko panele fotowoltaiczne. To również całkiem bogaty osprzęt oraz okoliczności. Dwa niemal jednakowe ustawienia sprzętu mogą oferować zupełnie inną wydajność. Wszystko odgrywa tu istotną rolę – kable, falownik, kąt nachylenia paneli, elementy zacieniające – każdy z tych elementów ma wpływ na wydajność. Jeśli zdajecie sobie z tego sprawę i mimo wszystko chcecie zgłębić wiedzę oraz spróbować swoich sił w wykonaniu samodzielnej instalacji, poniżej podpowiadamy jak zamontować panele słoneczne - zrób to sam na swojej posesji.

Zobacz także: Dofinansowanie do fotowoltaiki 2019 - jak uzyskać?
Koszty i oszczędności

Czego potrzebujemy do samodzielnego wykonania paneli słonecznych?

Niezbędnym elementem instalacji umożliwiającym nam pozyskanie własnej energii elektrycznej, będą oczywiście panele fotowoltaiczne oraz pozostałe urządzenia będące elementem całego systemu. Nie obędzie się również bez narzędzi. Chociaż większość zestawów DIY oferuje nam wszystko czego potrzebujemy, poniżej prezentujemy listę „must have”. Co więc powinniśmy zgromadzić?

- System mocujący

Szyny, uchwyty, klemy, śruby – obecnie systemy mocujące pozwalają na montaż w każdych warunkach. Najczęściej spotykamy się z instalacją kolektorów na dachach spadzistych, chociaż w przypadku powierzchni płaskich - nie ma już żadnych przeciwwskazań. Szeroki wybór mocowań pozwala w optymalny sposób wykorzystać przestrzeń na zainstalowanie fotowoltaiki.

- Kable

Instalacja fotowoltaiczna i jej poszczególne elementy łączone są m.in. przy pomocy kabli. Okablowanie musi spełniać konkretne wymogi. Musi być odporne na promieniowanie UV, a także być wodoodporne i olejoodporne. Ponadto przewody powinny radzić sobie z dużym napięciem sięgającym nawet 1000V.

- Panele PV

Najważniejsza część instalacji to oczywiście panele fotowoltaiczne. To właśnie w nich dochodzi do wytworzenia energii elektrycznej. Z czego zbudowane są pojedyncze panele? To połączone szeregowo ogniwa fotowoltaiczne. Na rynku dostępne są ich dwa rodzaje: ogniwa monokrystaliczne i polikrystaliczne. Pierwsze wzmacniają sprawność pracy systemu, a drugie obniżają koszty inwestycji. Kupując panele wysokiej jakości, możemy cieszyć się ich sprawnym działaniem nawet po 25 latach. Jaki jest ich koszt? Wszystko zależy od rodzaju paneli. Monokrystaliczne ogniwa to koszt ok. 800 zł za sztukę. Polikrystaliczne ogniwa to ok. 1600 zł za sztukę.

- Inwerter

Ta część nazywana jest często sercem instalacji fotowoltaicznych. Jego zadanie to zmiana prądu stałego na prąd zmienny, czyli na taki który zasili urządzenia znajdujące się w naszym domu. Większość nowoczesnych inwerterów posiada system MPP Tracker, który znajduje punkt instalacji dający największą moc. Proces odbywa się na bieżąco, ponieważ warunki pracy paneli są zmienne. Dzięki takiemu rozwiązaniu, instalacja działa średnio o 20% wydajniej.

- Narzędzia

Sprawny montaż wymaga posiadania odpowiednich narzędzi. Przydadzą się odpowiednie wiertła, śruby, drabina – jeśli panele będą na dachu. Bardzo pomocne może być urządzenie wykrywające belki drewniane. Ponadto dobrze mieć szlifierkę kątową, wiertarko – wkrętarkę, zakrętarkę udarową i coś do ściągania izolacji z przewodów. Przyda się także miernik do instalacji elektrycznych. Kiedy już posiadamy wszystko co będzie nam potrzebne w czasie pracy, możemy zacząć planować montaż.

Odpowiedni montaż to podstawa!

Jak już wspomnieliśmy na początku, odpowiedni montaż to sprawa fundamentalna. Od niego zależy wydajność instalacji fotowoltaicznych i opłacalność ich zastosowania. Ważne czynniki, o których należy pamiętać?

• Aby kolektory słoneczne były maksymalnie wydajne, musimy im znaleźć odpowiednie, niezacienione miejsce. Bardzo ważna jest także właściwa pozycja, tak aby absorbowały jak najwięcej promieniowania słonecznego.
• Na naszej szerokości geograficznej, kąt nachylenia powinien wynosić ok. 25 - 40 stopni względem powierzchni ziemi na południu Polski, 30 – 50 stopni w części północnej.
• Jeśli budynek nie ma optymalnego kąta pochylenia dachu, można go zniwelować przy pomocy stalowej konstrukcji wsporczej. Jest to nieco droższy wariant, ale przynosi wymierne korzyści finansowe dzięki zmaksymalizowanej produkcji energii.
• W trakcie montażu, należy pamiętać również o tym, że panele mają być ustawione w taki sposób, który minimalizuje ryzyko ich zniszczenia np. na skutek działania wiatru, śniegu i innych czynników atmosferycznych.
• Ze względu na ciężar niektórych elementów instalacji, warto od razu poprosić o pomoc jedną lub dwie osoby. Sami z pewnością nie damy sobie rady z montażem. Sprawny zespół to podstawa!
• Istotną kwestią jest również wybór odpowiednich narzędzi jak i elementów systemu. Nie powinniśmy decydować się na najtańsze produkty, ponieważ oszczędność będzie pozorna. Instalacja wykonana z gorszej jakości materiałów nie działa tak efektywnie jak byśmy chcieli. Poza tym jej żywotność będzie znacznie krótsza.

Panele słoneczne zrób to sam: Bardzo ważny jest dobry projekt i poprawna konstrukcja

Podstawą dobrze przygotowanej instalacji fotowoltaicznej jest rzetelny projekt. Powinien on uwzględniać zarówno elementy techniczne, jak i ekonomiczne. Przeprowadzając szczegółową analizę możemy dobrać części gwarantujące maksymalną wydajność systemu. Aby stworzyć dobry projekt instalacji PV, niezbędne będą szczegółowe informacje o miejscu montażu, czyli:

- rodzaju pokrycia dachowego,

- wymiarach dachu,

- kącie nachylanie dachu,

- ekspozycji budynku względem słońca,

- wielkość działki (w przypadku montażu na gruncie),

- zużyciu prądu.

Tworzenie projektu możemy podzielić na 5 etapów:

1. Określenie obecnego i planowanego zużycia prądu w gospodarstwie domowym/firmie.

2. Ocena możliwości montażowych i wybór wielkości instalacji z uwzględnieniem strat związanych np. z zacienieniem.

3. Obliczenie uzysku energii elektrycznej w skali roku.

4. Ustalenie technicznych możliwości montażu przewodów instalacji.

5.Określenie zamierzonego efektu ekologicznego poprzez wyliczenie wielkości emisji zanieczyszczeń unikniętej przez korzystanie z energii odnawialnej.

Wiadomo, że każdy projekt będzie inny, przystosowany do indywidualnych warunków technicznych i zapotrzebowania budynku na energię elektryczną. Z tego właśnie powodu, szukając informacji na ten temat, nie powinniśmy kopiować cudzych projektów. Musimy włożyć odrobinę wysiłku i dostosować go do konkretnych warunków i własnych potrzeb. Mimo, że wymaga to od nas nieco pracy, pamiętajmy - dobry projekt to gwarancja prawidłowej pracy systemu fotowoltaicznego, a co za tym idzie – sporych oszczędności.

Poza tym, dokładnie przygotowany plan, ułatwia montaż całej konstrukcji. Przeprowadzona wcześniej analiza sprawia, że jesteśmy przygotowani na różne ewentualności i mamy tzw. plan B, nawet jeśli po drodze wystąpią jakieś komplikacje. Zasada, o której warto pamiętać: poprawna konstrukcja nigdy nie powstanie bez dokładnie przygotowanego projektu.

Jak uruchomić panele PV?

Aby prawidłowo uruchomić instalację fotowoltaiczną, należy podzielić swoją pracę na kilka kluczowych etapów. Trzymając się planu z pewnością zrobimy wszystko jak należy. Oto instrukcja montażu krok po kroku:

1. Przymocuj konstrukcję nośną do dachu

Pierwszy etap to montaż systemu mocującego. Przytwierdzany jest on bezpośrednio do konstrukcji dachu poprzez wiercenie otworów i zakładanie odpowiednich elementów. Konstrukcja nośna to aluminiowe szyny, na których umieszczamy panel fotowoltaiczny w wybranej ilości. W przypadku dachów płaskich konstrukcja nieco się różni. Jeśli dach da radę utrzymać odpowiedni ciężar, na górze systemu mocowania znajduje się specjalny balast stabilizujący ogniwa fotowoltaiczne. Jeśli natomiast obawiamy się, że zadaszenie może nie wytrzymać ciężaru, najlepiej wywiercić otwory, aby przymocować system bezpośrednio do dachu.

2. Przytwierdź panele fotowoltaiczne do konstrukcji nośnej i połącz je ze sobą (jeżeli mają być łączone szeregowo) lub z mikroinwerterami (jeśli wybrałeś takie rozwiązanie)

Ogniwo fotowoltaiczne mocujemy przy użyciu specjalnych zacisków i śrub. Przeważnie w układach montażowych otrzymujemy cztery zaciski do każdego panelu. Nie jest to zadanie skomplikowane, ale warto mieć kogoś do pomocy, ponieważ każdy z paneli fotowoltaicznych waży ok. 25 kg. W czasie instalacji, panele PV są ze sobą łączone. Większość systemów jest połączona szeregowo, w taki sposób, że kable przechodzą przez każdy panel słoneczny. Panele fotowoltaiczne są wyposażone w dwa styki – dodatki i ujemny. W podłączeniu szeregowym dodatni styk łączy się z ujemnym kolejnego panelu. Z kolei pierwszy i ostatni panel fotowoltaiczny szeregu jest łączony z inwerterem. Inną metodą jest wykorzystanie mikroinwerterów. Mikroinwerter to falownik o niewielkich rozmiarach i mniejszej mocy. Kiedy decydujemy się na takie rozwiązanie, każdy panel fotowoltaiczny ma swój własny mikrofalownik.

Jaka jest różnica między tymi dwoma sposobami łączenia? W systemie szeregowym wszystkie panele w linii muszą działać z taką samą mocą, w przeciwnym wypadku każdy panel instalacji pracuje z taką mocą, z jaką pracuje jego najsłabsze ogniwo. Wniosek z tego taki, że połączone panele muszą być na jednej ścianie i otrzymywać taką samą ilość światła. Cień przesuwający się po jednym panelu osłabia cały szereg. W instalacji z mikroinwerterami panele fotowoltaiczne mają swoje własne falowniki, a połączone są równolegle. Dzięki temu działają niezależnie od siebie, a zacienienie jednego nie wpływa w na działanie całej instalacji.

3. Zainstaluj falownik na ścianie (albo połącz mikroinwertery)

To ostatni krok przed wykonaniem okablowania. W instalacji falownika bardzo ważne jest ustalenie jego lokalizacji. W ten sposób minimalizujemy straty. Inwerter nie powinien znajdować się ani za daleko od paneli fotowoltaicznych ani od skrzynki z bezpiecznikami. Falownik musi być przymocowany do ściany za pomocą płyty montażowej. Ze względu na jego ciężar, powinny montować go dwie osoby. Jeśli wybieramy opcję z mikroinwerterami, montujemy je pojedynczo pod modułami fotowoltaicznymi.

4. Połącz panele słoneczne z inwerterem za pomocą kabla DC

Chcąc, żeby kolektory słoneczne działały, trzeba podłączyć przewody. Zadanie nie jest zbyt skomplikowane – wykonujemy je na dwóch głównych kablach. Pierwszy kabel DC biegnie od paneli do falownika. Jako, że znajduje się na zewnątrz jest podwójnie izolowany. Ważne, żeby otwór przez który kabel wychodzi był dobrze uszczelniony i wodoodporny – szczególnie na dachach płaskich. Zapobiegnie to ewentualnym przeciekom.

5. Połącz panele PV ze skrzynką bezpieczników za pomocą kabla AC

Drugi kabel – AC (sieciowy) – biegnie od inwertera do skrzynki bezpieczników. Między falownikiem a skrzynką bezpieczników musimy zainstalować jeszcze ręczny wyłącznik obwodu.

6. Podłącz instalację do sieci

Po prawidłowym wykonaniu powyższych elementów, instalacja fotowoltaiczna jest gotowa do rozpoczęcia pracy. W Polsce na tym etapie musimy dopełnić formalności, czyli wypełnić formularz ( oświadczenie o wykonaniu instalacji) i złożyć go w punkcie lokalnego dystrybutora energii elektrycznej. W przypadku instalacji o mocy do 40 kW, lokalny operator musi podłączyć nas do sieci na ich koszt. Systemy fotowoltaiczne do 40kW nie wymagają pozwolenia na budowę.

7. Uruchom system

Chcąc uruchomić instalację wystarczy włączyć falownik. Po pierwszym włączeniu możemy już zaobserwować czy wszystko zostało dobrze podłączone i działa jak należy. Jeśli tak, zasilanie jest kierowane bezpośrednio z paneli słonecznych do domu i możemy korzystać z energii.

Zobacz także: Panele fotowoltaiczne - jakie wybrać i dlaczego warto?

Czy warto montować samemu panele słoneczne?

Być może po przeczytaniu tego artykułu nadal zastanawiacie się czy warto korzystać z zzestawów fotowoltaicznych DIY. Biorąc pod uwagę wszystkie aspekty tego przedsięwzięcia, nie widzimy przeciwwskazań, POD WARUNKIEM, że osoba, która podejmuje się zadania, ma wystarczającą wiedzę i doświadczenie. Montaż instalacji fotowoltaicznej to bardzo odpowiedzialne zadanie, dlatego należy rozważyć wszystkie za i przeciw przed przystąpieniem do pracy. Pojedynczy panel fotowoltaiczny może generować napięcie powyżej 24 V oraz prąd o natężeniu kilku amperów, a cała instalacja wielokrotnie większy. Trzeba wiedzieć, jak z nią postępować, żeby jej nie zniszczyć i nie doprowadzić do nieszczęśliwego wypadku.

Jeśli czujecie się na siłach w kwestii wiedzy, dysponujecie wszystkimi niezbędnymi narzędziami, posiadacie kompletny zestaw do montażu, nie macie lęku wysokości ( jest to ważne podczas prac na dachu) oraz posiadacie pomocników, możecie podjąć się zadania. Dobrze, abyście posiadali specjalne uprawnienia dla instalatorów mikroinstalacji określone w rozdziale 3b Prawa energetycznego.

Kiedy natomiast macie wątpliwości już na etapie planowania i sporządzania projektu, warto rozważyć wynajęcie doświadczonych monterów, którzy zaoferują kompleksową usługę. Przeszkolona ekipa instalatorów da Wam gwarancję efektywności systemu i jego bezpieczeństwa. Jeśli jedynym powodem, dla którego mielibyście zdecydować się na samodzielny montaż, są oszczędności, warto zastanowić się przed podjęciem ostatecznej decyzji. Niestety może okazać się, że brak doświadczenia w rezultacie będzie kosztować Was więcej niż cena gotowej usługi.