Własna instalacja fotowoltaiczna na dachu domu jest obecnie atrakcyjna zarówno technicznie, jak i finansowo. Wielu producentów oferuje komplety zestawów solarnych – czyli pakiety zawierające wszystkie ważne komponenty potrzebne do instalacji modułów fotowoltaicznych na dachu. Ale co dokładnie zawiera taki zestaw i jakie są jego warianty (z magazynem energii lub bez)? Ten artykuł daje kompleksowy przegląd wszystkich elementów domowej instalacji PV, wyjaśnia ich funkcje oraz współdziałanie na podstawie schematu. Podajemy również przykłady popularnych urządzeń wraz z producentem, modelem i ceną. Dzięki temu będziesz dokładnie wiedzieć, z jakich elementów składa się kompletny zestaw do energii słonecznej i na co zwrócić uwagę.
Główne elementy instalacji solarnej – przegląd
Typowy zestaw PV dla domu jednorodzinnego zawiera następujące główne komponenty:
- Moduły solarne (panele) – zamieniają światło słoneczne na energię elektryczną (prąd stały).
- System montazu – uchwyty, szyny i mocowania do montażu paneli na dachu (w zależności od rodzaju dachu).
- Falownik – urządzenie przekształcające prąd stały wytworzony przez moduły na prąd zmienny (230 V, 50 Hz).
- Okablowanie i złącza – przewody solarne, złączki (np. złączki MC4) oraz ewentualne bezpieczniki i połączenie z instalacją domową.
- Magazyn energii (opcjonalnie) – system akumulatorów do przechowywania nadmiaru energii słonecznej do wykorzystania wieczorem lub przy zachmurzeniu.
- Regulator ładowania (opcjonalnie) – regulator stosowany w systemach wyspowych bez podłączenia do sieci, zarządzający procesem ładowania akumulatora (w instalacjach podłączonych do sieci z falownikiem hybrydowym funkcja ta jest często zintegrowana).
Jak działa współpraca komponentów
Wymienione powyżej komponenty współpracują ze sobą, aby wytworzyć energię elektryczną z promieniowania słonecznego na potrzeby Twojego domu. Moduły solarne są zazwyczaj połączone szeregowo w tzw. stringi. Podczas nasłonecznienia wytwarzają prąd stały, który za pomocą kabli solarnych trafia do falownika. Falownik przekształca go na prąd zmienny i przekazuje do sieci domowej. W pierwszej kolejności zasilani są aktualni odbiorcy w gospodarstwie domowym. Jeśli instalacja PV produkuje więcej prądu niż zużywa się na bieżąco, nadmiar trafia do sieci publicznej (jeśli nie ma magazynu) lub jest przechowywany w magazynie energii (jeśli jest). W razie potrzeby – np. wieczorem, gdy nie ma słońca – magazyn oddaje prąd z powrotem do sieci domowej. Nowoczesny system zarządzania energii dba o to, aby najpierw wykorzystywać energię z instalacji PV, zanim zostanie pobrana z sieci.
Powyższy schemat pokazuje typową instalację PV połączoną z siecią: moduły na dachu są połączone w stringi i przez rozłącznik DC z falownikiem, który z kolei łączy się przez licznik z siecią domową i publiczną. W systemach z magazynem dodatkowo włączony jest akumulator z jednostką sterującą. Plany podłączeń i schematy elektryczne mogą się nieco różnić w zależności od systemu – w oddzielnym artykule pokazujemy szczegółowe przykłady różnych scenariuszy.
(Przykład: Panele słoneczne na dachu domu)
System montażowy i mocowanie
Aby moduły słoneczne mogły być bezpiecznie zamontowane na dachu, zestaw PV zawsze zawiera system montażowy. W przypadku dachów skośnych składa się on z haków dachowych lub śrub dwugwintowych, szyn montażowych z aluminium oraz uchwytów mocujących, które zaciskają panele na szynach. W dachach z dachówką np. stalowe haki dachowe montowane są pod dachówkami i przykręcane do krokwi. Na nich montuje się aluminiowe szyny, do których przymocowane są moduły.
Na dachach płaskich stosuje się specjalne trójkąty montażowe lub wanny, które ustawiają odpowiedni kąt nachylenia i często muszą być balastowane (dociążone), zamiast być mocowane do konstrukcji dachu.
Dobry system montażowy powinien być odporny na korozję i dostosowany do obciążeń śniegiem i wiatrem w danym regionie. W zestawach komponenty mocujące są zazwyczaj dopasowane do modułów i rozmiaru dachu. Koszty materiałów montażowych stanowią ok. 10–15% całości instalacji. Dla instalacji o mocy 10 kWp można przewidzieć ok. 1.000–2.000 € tylko na konstrukcję nośną i elementy mocujące. Warto postawić na jakość (np. systemy firm Schletter lub K2 Systems), by moduły PV były bezpieczne przez dekady.
Falownik – mała elektrownia
Falownik (inwerter) to centralne urządzenie każdej instalacji PV. Przekształca prąd stały (DC) z modułów w prąd zmienny (AC) zgodny z siecią, który może być użyty w gospodarstwie domowym lub oddany do sieci. Dobór falownika zależy od mocy nominalnej instalacji PV – zwykle jego moc jest równa lub nieco mniejsza niż suma mocy modułów (np. ~5 kW dla instalacji 6 kWp, ponieważ nigdy wszystkie moduły nie osiągają maksimum jednocześnie).
Nowoczesne falowniki oferują sprawność 97–99% i często posiadają MPP-trackery (śledzenie punktu maksymalnej mocy), które pozwalają uzyskać optymalną pracę modułów. Zawierają także zabezpieczenia (np. automatyczne wyłączenie przy awarii sieci – ochrona NA) oraz moduły komunikacyjne do monitorowania systemu (przez aplikację lub portal internetowy).
Wyróżnia się kilka typów falowników:
- Falowniki stringowe: standard w większości instalacji dachowych. Cena: ok. 700–1.500 € dla 5–10 kW. Przykłady: SMA Sunny Boy 5.0 (~1.200 €), Fronius Symo 6.0-3-M (~1.500 €).
- Mikrofalowniki: małe inwertery dla każdego modułu. Cena: 100–200 € za jednostkę. Przykład: Enphase IQ7.
- Falowniki hybrydowe: urządzenia łączące PV i magazyn energii. Cena: 1.500–2.500 €. Przykłady: Sungrow SG5HY, SMA Tripower Storage.
W zależności od systemu można też zastosować osobny falownik akumulatorowy, który pośredniczy między akumulatorem a siecią domową. Jest to konieczne, jeśli do istniejącej instalacji PV chcemy dołączyć magazyn, a używany falownik nie obsługuje akumulatorów. Cena: ok. 700–1.500 € dla domowych systemów.
Magazyn energii – korzystaj z energii całą dobę
Magazyn energii to dodatkowe urządzenie, pozwalające korzystać z prądu słonecznego także wieczorem lub przy awarii zasilania. Dzisiejsze systemy domowe to zazwyczaj akumulatory litowo-jonowe o pojemności użytkowej od 5 do 15 kWh. Montowane są zwykle w piwnicy lub pomieszczeniu gospodarczym, na ścianie lub jako wolnostojące szafy. Falownik akumulatorowy lub falownik hybrydowy ładuje baterię nadmiarem energii PV i rozładowuje ją w razie potrzeby. Jak wspomniano wyżej, znacząco zwiększa to udział zużycia własnego.
Koszt magazynów energii w ostatnich latach spadł, ale wciąż wynosi ok. 400–800 € za kWh pojemności. Mały system 5 kWh kosztuje od 2.500–3.500 €, większe 10 kWh to 5.000–7.000 €. Znany przykład: Tesla Powerwall 2 z 13,5 kWh pojemności za ok. 8.000–9.000 € (bez instalacji). Inni producenci to m.in. BYD, LG Energy Solution, Sonnen. Wybór zależy od pojemności i zgodności z falownikiem. Ważne: w zestawach magazyn jest często opcjonalny – można go dołożyć później.
Regulator ładowania – niezbędny w systemach wyspowych
Regulator ładowania stosowany jest głównie w systemach wyspowych (bez sieci) i małych instalacjach 12/24 V. Dba o optymalne ładowanie akumulatora przez moduły, zapobiegając przeładowaniu lub głębokiemu rozładowaniu. W instalacjach podłączonych do sieci z nowoczesnym falownikiem hybrydowym osobny regulator nie jest potrzebny, bo funkcja ta jest zintegrowana w falowniku.
Dostępne są dwa typy:
- Regulatory PWM (tańsze, do małych systemów 12/24 V)
- Regulatory MPPT (Maximum Power Point Tracking), które efektywnie obsługują wyższe napięcia modułów i optymalizują ładowanie.
Regulator MPPT dla średniej instalacji wyspowej (np. 48 V, 60 A) kosztuje ok. 300–500 € – np. Victron Energy oferuje wysokiej klasy modele. Urządzenie to montuje się między panelami a akumulatorem i jest niezbędne do wydłużenia żywotności baterii.
Okablowanie, złącza i bezpieczeństwo
Poza głównymi urządzeniami zestaw PV zawiera także niezbędne akcesoria elektryczne:
- Kable solarne: specjalne, odporne na UV przewody łączące moduły (okablowanie stringów) i prowadzące do falownika. Standard: przekrój 4–6 mm².
- Złącza: standardowe złącza MC4 zapewniają bezpieczne i odporne na warunki pogodowe połączenie kabli.
- Rozdzielacze i bezpieczniki: większe instalacje mogą zawierać skrzynki rozdzielcze (combiner boxy) dla stringów równoległych. Dodatkowo: bezpieczniki DC lub wyłączniki między modułami a falownikiem dla bezpieczeństwa i konserwacji.
- Licznik energii: w instalacjach podłączonych do sieci stosowany jest licznik dwukierunkowy od operatora, do pomiaru energii oddanej i pobranej. Choć nie jest częścią zestawu, to niezbędny element systemu rozliczeń.
- Monitoring: wiele falowników oferuje system monitoringu (portal lub aplikacja). Dodatkowo można zainstalować liczniki energii (Smart-Meter), by śledzić zużycie własne.
Instalacja okablowania i złączy wymaga dużej staranności. Doświadczony majsterkowicz może wykonać montaż mechaniczny paneli, ale podłączenie elektryczne powinien przeprowadzić certyfikowany elektryk. Zapewnia to zgodność z normami bezpieczeństwa i jest wymagane do zgłoszenia przyłączenia do sieci.
(Tutaj można by pokazać uproszczony schemat wszystkich komponentów, ilustrujący plan podłączeń.)
Planowanie instalacji i kolejne kroki
Kompletny zestaw PV to łatwy start w prywatną produkcję prądu, bo zawiera wszystkie dopasowane komponenty. Przed zakupem warto jednak dokładnie zaplanować rozmiar i wyposażenie instalacji. Kluczowe pytania to np.: jakie jest Twoje zużycie energii? Ile powierzchni dachu jest dostępne? Czy chcesz magazyn energii? Jakie są koszty i możliwe zyski?
Aby odpowiedzieć na te pytania, polecamy nasz kalkulator fotowoltaiczny. To narzędzie online pomoże dobrać optymalną liczbę modułów, odpowiedni falownik i obliczyć opłacalność (czas zwrotu). Otrzymasz konkretne dane o potrzebnym zestawie i potencjale oszczędności. Wypróbuj kalkulator i uzyskaj szczegółowy wynik dopasowany do Twojego domu i lokalizacji.
Na zakończenie: instalacja PV to inwestycja długoterminowa. Zdobądź wiedzę – np. z naszych poradników – na temat kosztów i dofinansowania. Mając odpowiednie informacje i dopasowany zestaw, Ty również możesz wkrótce produkować własny zielony prąd na dachu.