Autokonsumpcja energii z fotowoltaiki to część prądu z paneli, którą dom zużywa od razu, w chwili jej wytworzenia. Od wprowadzenia net-billingu w 2022 roku ten wskaźnik decyduje o tym, jak szybko instalacja się zwraca. Prąd oddany do sieci jest rozliczany po cenie rynkowej, wyraźnie niższej od ceny, jaką płaci się za energię pobraną z sieci. Jak więc zwiększyć udział energii zużywanej na miejscu i ograniczyć zakupy prądu od dostawcy?
Co to jest autokonsumpcja energii z fotowoltaiki?
Autokonsumpcja to energia wyprodukowana przez panele i zużyta bezpośrednio w budynku, bez pośrednictwa sieci. Prąd z falownika najpierw zasila urządzenia pracujące w danej chwili, czyli lodówkę, oświetlenie, router albo pralkę. Dopiero nadwyżka, której domowe odbiorniki nie pobierają, płynie do sieci energetycznej przez licznik dwukierunkowy. Wskaźnik autokonsumpcji podaje się w procentach i oblicza jako stosunek energii zużytej na miejscu do całej produkcji instalacji. Jeśli panele wytworzyły w ciągu roku 6000 kWh, a dom wykorzystał od razu 1800 kWh, autokonsumpcja wynosi 30%.
Autokonsumpcji nie należy mylić z autarkią, czyli stopniem pokrycia własnego zapotrzebowania energią z paneli. Pierwszy wskaźnik mówi, jaka część produkcji trafia do domowych urządzeń, a drugi pokazuje, jaką część rocznego zużycia prądu pokrywa instalacja. Dom z małą instalacją względem swoich potrzeb może mieć wysoką autokonsumpcję i jednocześnie niską autarkię. Odwrotną sytuację widać w budynkach, w których duża instalacja produkuje mnóstwo prądu w południe, a domownicy zużywają energię głównie wieczorem.
Dlaczego autokonsumpcja ma znaczenie w systemie net-billing?
W net-billingu każda kilowatogodzina zużyta na miejscu jest warta więcej niż kilowatogodzina sprzedana do sieci. Prosument sprzedaje nadwyżki po cenie rynkowej, a energię pobieraną wieczorem kupuje po cenie detalicznej, powiększonej o opłaty dystrybucyjne. Od lipca 2024 roku wartość oddanej energii liczy się według cen godzinowych, które w słoneczne letnie południa spadają do bardzo niskich poziomów, czasem nawet poniżej zera. Prąd wysłany wtedy do sieci zasila konto prosumenta symboliczną kwotą, a ten sam prąd kupiony wieczorem kosztuje wielokrotnie więcej. Każdy punkt procentowy autokonsumpcji skraca więc okres zwrotu z inwestycji.
W starym systemie opustów, obowiązującym dla instalacji podłączonych przed kwietniem 2022 roku, sieć działała jak bezpłatny magazyn. Prosument odbierał 80% energii oddanej z instalacji do 10 kW albo 70% z instalacji powyżej 10 kW, bez dodatkowych opłat, więc moment zużycia miał mniejsze znaczenie. Nowi prosumenci nie mają tej możliwości i rozliczają się wartościowo, w złotówkach zapisanych na koncie prosumenckim. Dla nich dopasowanie zużycia do godzin produkcji przekłada się bezpośrednio na wysokość rachunku za prąd.
Jaki poziom autokonsumpcji osiąga typowy dom?
Dom jednorodzinny bez magazynu energii i bez zmiany nawyków osiąga autokonsumpcję na poziomie około 20–35%. Wynika to z rozkładu dnia domowników, którzy rano wychodzą do pracy i szkoły, a wracają po południu, gdy produkcja paneli już spada. Najwięcej prądu instalacja wytwarza między godziną 10 a 15, a w tym czasie pusty dom zasila głównie lodówkę i urządzenia w trybie czuwania. Wieczorem zapotrzebowanie rośnie przez gotowanie, oświetlenie i elektronikę, ale panele nie wytwarzają już wtedy energii. Wyższy wynik, nawet 40–50%, uzyskują gospodarstwa, w których ktoś pracuje zdalnie albo przebywa w domu przez cały dzień.
Jak przesunąć zużycie prądu na godziny największej produkcji?
Najtańszym sposobem na wyższą autokonsumpcję jest uruchamianie energochłonnych urządzeń w środku dnia. Pralka, zmywarka i suszarka mają opóźniony start, więc rano można je zaprogramować tak, by zaczęły pracę około godziny 11 lub 12. Jeden cykl prania zużywa około 1 kWh, a suszarka z pompą ciepła drugie tyle, dlatego dwa takie cykle dziennie zmieniają bilans w widoczny sposób. Wiele nowszych modeli obsługuje się też przez aplikację w telefonie, która pozwala włączyć je zdalnie, gdy monitoring falownika pokazuje nadwyżkę.
Bardziej zautomatyzowanym rozwiązaniem jest system zarządzania energią (HEMS) albo inteligentne gniazdka sterowane progiem nadwyżki. Taki sterownik odczytuje dane z falownika lub licznika i sam włącza wybrane odbiorniki, gdy produkcja przekracza bieżące zużycie o ustaloną wartość. Ładowanie samochodu elektrycznego w ciągu dnia wykorzystuje nadwyżki wyjątkowo skutecznie, bo akumulator auta przyjmuje kilkanaście kilowatogodzin w ciągu kilku godzin. Ładowarki z trybem ładowania z nadwyżek PV dopasowują moc ładowania do bieżącej produkcji paneli, więc samochód nie pobiera prądu z sieci.
Czy magazyn energii zwiększa autokonsumpcję?
Tak, magazyn energii podnosi autokonsumpcję najmocniej ze wszystkich rozwiązań, nawet do poziomu 60–80%. Akumulator ładuje się nadwyżkami w ciągu dnia, a wieczorem oddaje zgromadzoną energię do domowej instalacji, zamiast pozwalać na pobór prądu z sieci. Dla domu zużywającego 4000–5000 kWh rocznie wystarcza pojemność rzędu 5–10 kWh, dopasowana do wieczornego i nocnego zużycia. Magazyn większy niż zapotrzebowanie po zachodzie słońca nie poprawia już wyraźnie wskaźnika, a znacznie podnosi koszt inwestycji.
Zakup magazynu mogą częściowo pokryć dotacje, na przykład kolejne edycje programu Mój Prąd, które w ostatnich latach premiowały właśnie instalacje z akumulatorem. Warto też sprawdzić, czy zamontowany falownik jest hybrydowy, ponieważ do takiego urządzenia baterię podłącza się bez wymiany całego układu. Starsze falowniki sieciowe wymagają dodatkowego falownika bateryjnego w układzie AC. Wybór między tymi wariantami wpływa na koszt montażu oraz na straty energii podczas ładowania i rozładowania.
Jak ciepła woda i pompa ciepła pomagają wykorzystać nadwyżki?
Ciepło to najtańszy sposób przechowywania energii, bo zbiornik z wodą kosztuje ułamek ceny akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego. Grzałka elektryczna w bojlerze, sterowana przekaźnikiem lub regulatorem nadwyżek, podgrzewa wodę użytkową wyłącznie prądem, którego dom w danej chwili nie zużywa. Zasobnik o pojemności 200 litrów gromadzi około 9 kWh energii, jeśli woda nagrzeje się o 40 stopni, a to wystarcza rodzinie na wieczorne kąpiele. Regulatory nadwyżek płynnie zmieniają moc grzałki, więc nie pobierają prądu z sieci nawet wtedy, gdy niebo jest częściowo zachmurzone.
Pompa ciepła z odpowiednim sterowaniem dogrzewa budynek i zasobnik w ciągu dnia, gdy panele pracują z największą mocą. Wiele modeli obsługuje standard SG Ready, który pozwala falownikowi lub sterownikowi wysłać sygnał o nadwyżce energii. Pompa podnosi wtedy temperaturę zadaną o 1–2 stopnie i gromadzi ciepło w posadzce, ścianach oraz buforze, a wieczorem pracuje krócej. Wiosną i jesienią, w okresie przejściowym, takie sterowanie wyraźnie zmniejsza ilość prądu kupowanego z sieci.
Jak dobrać moc instalacji, żeby zwiększyć autokonsumpcję?
Moc instalacji dobiera się do rocznego zużycia prądu i jego rozkładu w ciągu doby, a nie do powierzchni dachu. Instalacja wyraźnie przewymiarowana produkuje latem duże nadwyżki, które trafiają do sieci w godzinach najniższych cen i obniżają procent autokonsumpcji. Dla domu bez magazynu i bez pompy ciepła rozsądnym punktem wyjścia jest moc około 1 kWp na każde 1000–1100 kWh rocznego zużycia. Instalator, na przykład https://sunekoenergy.com.pl/, analizuje rachunki za prąd z ostatnich 12 miesięcy i na tej podstawie ustala liczbę paneli oraz pojemność ewentualnego magazynu.
Na autokonsumpcję wpływa również kierunek ustawienia paneli. Moduły skierowane na wschód i zachód produkują mniej energii w samo południe, za to więcej rano i późnym popołudniem, gdy domownicy faktycznie korzystają z prądu. Roczna produkcja takiej instalacji jest o kilka procent niższa niż w instalacji skierowanej na południe, ale większa jej część trafia do domowych urządzeń. Dom, który łączy dobrze dobraną moc, rozłożoną w czasie produkcję i dzienne zużycie energii, osiąga wysoką autokonsumpcję bez dużych dodatkowych wydatków.