W tym artykule skupię się na kosztach zakupu i opłacalności instalacji fotowoltaicznej wyłącznie do grzania wody w bojlerze oraz okresu zwrotu w porównaniu z innymi sposobami podgrzewania CWU (ciepła woda użytkowa). Za przykład podam instalację o mocy 1500 W, która w okresie od kwietnia do września zapewni ciepłą wodę dla czteroosobowej rodziny. Zalecany zasobnik do tej instalacji to 200 litrów, minimalny 120 litrów.
Koszt Instalacji
Przeglądając ceny w internecie (2020 r.) skompletowałem trzy instalacje fotowoltaiczne.
1. Droga instalacja, składająca się z:
5 markowych paneli monokrystalicznych 300 W po 550 zł – 2750 zł
Stelaż, okablowanie, złączki, wyłącznik DC – 800 zł
Sterownik grzałki MPPT – 800 zł
Suma – 4350 zł
2. Tania instalacja, składająca się z:
5 tanich paneli monokrystalicznych 300 W po 400 zł – 2000 zł
Stelaż, okablowanie, złączki, wyłącznik DC – 800 zł
Sterownik PWM – 400 zł
Suma – 3200 zł
3. Instalacja na używanych panelach, składająca się z:
6 używanych paneli polikrystalicznych 250 W po 200 zł – 1200 zł
Stelaż, okablowanie, złączki, wyłącznik DC – 800 zł
Sterownik PWM – 400 zł
Suma – 2400 zł
Roczna produkcja energii
Przeciętna instalacja fotowoltaiczna ustawiona na południe pod optymalnym kątem od 25 do 40 stopni, wyprodukuje w skali roku 1500 kWh. Rok podzieliłem na 2 okresy:
– Poza sezonem grzewczym (lato), gdy większość CWU (ciepła woda użytkowa) będzie pochodzić ze słońca, czyli od kwietnia do września. Suma wyprodukowanej energii w tym okresie wyniesie 1163 kWh.
– W okresie grzewczym, od października do marca (zima), gdy większość ciepłej wody będzie pochodzić z tego samego źródła, co CO (centralne ogrzewanie), suma wyprodukowanej energii w tym okresie wyniesie 337 kWh.
Informacje te znalazłem na stronie PVmonitor.pl porównując kilka instalacji, sumując ilość wyprodukowanej energii w poszczególnych miesiącach.
Kolejne wyliczenia dotyczą sumy wyprodukowanej energii elektrycznej z uwzględnieniem sprawności sterowników i stopnia degradacji paneli w instalacji z używanymi ogniwami.
1. Droga instalacja, sterownik MPPT.
Sprawność sterownika minimum 95%
Cały rok 1425 kWh
Lato 1105 kWh
Zima 320 kWh
2. Tania instalacja, sterownik PWM.
Sprawność sterownika minimum 90%
Cały rok 1350 kWh
Lato 1047 kWh
Zima 303 kWh
3. Instalacja na używanych panelach, sterownik PWM.
Zużycie paneli 5%, sprawność sterownika 90%, w sumie 85%
Cały rok 1275 kWh
Lato 990 kWh
Zima 285 kWh
Koszt pozyskania CWU z różnych źródeł i sprawność urządzeń.
Energia elektryczna taryfa G11.
Cena za 1 kWh – 65 gr
Sprawność grzałki 100%
Cena za 1 kWh po uwzględnieniu sprawności urządzenia – 65 gr
Energia elektryczna taryfa G12
Cena za 1 kWh – 35 gr
Sprawność grzałki 100%
Cena za 1 kWh po uwzględnieniu sprawności urządzenia – 35 gr
Pompa ciepła powietrze-woda, pobierająca energię elektryczną w taryfie G11.
Cena za 1 kWh energii elektrycznej – 65 gr
Sprawność pompy w okresie letnim (COP 5) 500%
Sprawność pompy w okresie zimowym (COP 3) 300%
Cena za 1 kWh po uwzględnieniu sprawności urządzenia w okresie letnim – 13 gr
Cena za 1 kWh po uwzględnieniu sprawności urządzenia w okresie zimowym – 22 gr
Kocioł gazowy kondensacyjny.
Cena energii cieplnej z gazu za 1 kWh – 25 gr
Sprawność kotła 95%
Cena za 1 kWh po uwzględnieniu sprawności urządzenia – 26 gr
Kocioł zasypowy na paliwo stałe, pozaklasowy.
Cena energii cieplnej z węgla (orzech) za 1 kWh – 14 gr
Sprawność kotła 60%
Cena za 1 kWh po uwzględnieniu sprawności urządzenia – 23 gr
Kocioł z podajnikiem na paliwo stałe lub kocioł zasypowy 5 klasy.
Cena energii cieplnej z węgla (ekogroszek) za 1 kWh – 14 gr
Sprawność kotła 80%
Cena za 1 kWh po uwzględnieniu sprawności urządzenia – 18 gr
Kocioł na pellet.
Cena energii cieplnej z pelletu za 1 kWh – 20 gr
Sprawność kotła 90%
Cena za 1 kWh po uwzględnieniu sprawności urządzenia – 22 gr
Stopa zwrotu instalacji dla różnych wariantów
Teraz najważniejsze wyliczenia, ile zostanie zaoszczędzone energii w skali roku przez trzy instalację, w porównaniu z ogrzewaniem CWU z innego źródła, oraz jak szybko nastąpi zwrot inwestycji. Wybrałem kilka możliwości podgrzewania wody użytkowej.
CO oraz CWU przez cały rok pochodzi z energii elektrycznej w taryfie G12.
1. Droga instalacja – 4350 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1425 kWh x 35 gr daje oszczędności rocznie 499 zł
Stopa zwrotu – 8,7 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1350 kWh x 35 gr daje oszczędności rocznie 473 zł
Stopa zwrotu – 6,7 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1275 kWh x 35 gr daje oszczędności rocznie 446 zł
Stopa zwrotu – 5,4 lat
CO oraz CWU przez cały rok zapewnia pompa ciepła powietrze-woda,
prąd pochodzi z taryfy G11.
1. Droga instalacja – 4350 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1105 kWh x 13 gr daje 144 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 320 kWh x 22 gr daje 70 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 214 zł
Stopa zwrotu – 20,3 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1047 kWh x 13 gr daje 136 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 303 kWh x 22 gr daje 67 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 203 zł
Stopa zwrotu – 15,7 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 990 kWh x 13 gr daje 129 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 285 kWh x 22 gr daje 62 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 191 zł
Stopa zwrotu – 12,5 lat
CO oraz CWU przez cały rok zapewnia kocioł gazowy kondensacyjny.
1. Droga instalacja – 4350 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1425 kWh x 26 gr daje oszczędności rocznie 370 zł
Stopa zwrotu – 11,7 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1350 kWh x 26 gr daje oszczędności rocznie 351 zł
Stopa zwrotu – 9,1 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1275 kWh x 26 gr daje oszczędności rocznie 332 zł
Stopa zwrotu – 7,2 lat
Latem CWU jest grzana prądem elektrycznym w taryfie G11,
zimą pochodzi z kotła zasypowego, pozaklasowego na węgiel.
1. Droga instalacja – 4350 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1105 kWh x 65 gr daje 718 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 320 kWh x 23 gr daje 74 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 792 zł
Stopa zwrotu – 5,5 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1047 kWh x 65 gr daje 680 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 303 kWh x 23 gr daje 70 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 750 zł
Stopa zwrotu – 4,3 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 990 kWh x 65 gr daje 644 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 285 kWh x 23 gr daje 66 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 710 zł
Stopa zwrotu – 3,4 lat
Latem CWU jest grzana prądem elektrycznym w taryfie G12,
zimą pochodzi z kotła zasypowego, pozaklasowego na węgiel.
1. Droga instalacja – 4350 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1105 kWh x 35 gr daje 387 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 320 kWh x 23 gr daje 74 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 461 zł
Stopa zwrotu – 9,4 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1047 kWh x 35 gr daje 367 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 303 kWh x 23 gr daje 70 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 437 zł
Stopa zwrotu – 7,3 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 990 kWh x 35 gr daje 347 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 285 kWh x 23 gr daje 66 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 413 zł
Stopa zwrotu – 5,8 lat
Latem CWU jest grzana prądem elektrycznym w taryfie G11,
zimą pochodzi z kotła podajnikowego na węgiel lub kotła zasypowego 5 klasy.
1. Droga instalacja – 4350 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1105 kWh x 65 gr daje 718 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 320 kWh x 18 gr daje 58 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 776 zł
Stopa zwrotu – 5,6 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1047 kWh x 65 gr daje 680 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 303 kWh x 18 gr daje 55 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 735 zł
Stopa zwrotu – 4,3 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 990 kWh x 65 gr daje 644 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 285 kWh x 18 gr daje 51 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 695 zł
Stopa zwrotu – 3,4 lat
Latem CWU jest grzana prądem elektrycznym w taryfie G12,
zimą pochodzi z kotła podajnikowego na węgiel lub kotła zasypowego 5 klasy.
1. Droga instalacja – 4350 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1105 kWh x 35 gr daje 387 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 320 kWh x 18 gr daje 58 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 445 zł
Stopa zwrotu – 9,8 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 1047 kWh x 35 gr daje 366 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 303 kWh x 18 gr daje 55 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 421 zł
Stopa zwrotu – 7,6 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
W okresie letnim panele wyprodukują 990 kWh x 35 gr daje 347 zł
W okresie zimowym panele wyprodukują 285 kWh x 18 gr daje 51 zł
W sumie daje oszczędności rocznie 398 zł
Stopa zwrotu – 6 lat
CO oraz CWU przez cały rok zapewnia kocioł na pellet.
1. Droga instalacja – 4350 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1425 kWh x 22 gr daje oszczędności rocznie 314 zł
Stopa zwrotu – 13,8 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1350 kWh x 22 gr daje oszczędności rocznie 297 zł
Stopa zwrotu – 10,8 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1275 kWh x 22 gr daje oszczędności rocznie 281 zł
Stopa zwrotu – 8,6 lat
Na koniec, jako całkowicie nieekonomiczną ciekawostkę,
wyliczenia stopy zwrotu instalacji w przypadku ogrzewania CWU przez cały rok tylko w taryfie G11.
1. Droga instalacja – 4350 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1425 kWh x 65 gr daje oszczędności rocznie 926 zł
Stopa zwrotu – 4,7 lat
2. Tania instalacja – 3200 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1350 kWh x 65 gr daje oszczędności rocznie 877 zł
Stopa zwrotu – 3,6 lat
3. Instalacja na używanych panelach – 2400 zł
Panele przez cały rok wyprodukują 1275 kWh x 65 gr daje oszczędności rocznie 829 zł
Stopa zwrotu – 2,9 lat
Celowo pominąłem wariant, kiedy źródłem CWU jest kocioł opalany drewnem, w tym przypadku stopa zwrotu zależy od kosztów zakupu drewna, jego rodzaju oraz sprawności kotła, w którym jest spalane. Gdy drewno pochodzi z własnego lasu, można powiedzieć, że instalacja PV do grzania wody nie zwróci się nigdy, chyba że policzy się własny czas na przygotowanie drewna, choćby po stawce minimalnej za godzinę roboczą.
Podsumowanie
Wyliczenia powyżej są orientacyjne, jeśli ktoś mniej płaci za paliwo grzewcze lub ma możliwość kupienia tańszej instalacji, wystarczy, że zmieni liczby i wyjdzie mu inna kwota zwrotu. Tak samo moc paneli uprościłem do 300 W i 250 W, tymczasem moduły monokrystaliczne mają moc od 300 W do 340 W, instalacja oparta na najmocniejszych ogniwach wygeneruje dodatkowe 200 kWh energii rocznie. Z drugiej strony, nie każdy ma dach ustawiony idealnie na południe, pod optymalnym kątem. Gdyby umieścić instalację na tracerach podążających za słońcem uzyski można zwiększyć w skali roku o kilkadziesiąt procent, choć dochodzi dodatkowy koszt tracera. Przy ogrzewaniu paliwami stałymi oraz gazem, powinno się doliczyć koszt energii elektrycznej zużywanej przez kotły oraz pompy obiegowe, a to skróci okres zwrotu inwestycji.
Wiele osób obawia się, że instalacja fotowoltaiczna, zanim się zwróci, to panele się zużyją, a sterownik ulegnie uszkodzeniu. Jednak to samo może się stać z pozostałymi urządzeniami podgrzewającymi wodę, a ponieważ panele przejmą większość ich pracy przez lato i odciążą zimą, same dłużej popracują bezawaryjnie.
Jeśli chciałbyś samemu założyć taką instalację, dokładny opis i listę komponentów znajdziesz w tym wpisie;
Instalacja fotowoltaiczna do podgrzewania CWU – kompletowanie systemu
