Słowo fotowoltaika (często błędnie nazywana fotowoltaniką) jest połączeniem dwóch wyrażeń – greckiego słowa phōs oznaczającego światło i jednostki miary napięcia – volt. Łatwo zatem wywnioskować, że fotowoltaika to po prostu prąd generowany przez słońce. A w jaki sposób?

 Na ogniwa fotowoltaiczne padają promienie słoneczne, a dzięki odkrytemu w 1839 roku przez Aleksandra Becquerela efektowi fotowoltaicznemu, powstaje w nich prąd stały. Wygenerowana w ten sposób przez panele energia elektryczna trafia następnie do falownika (inwertera), skad pod postacią prądu przemiennego przesłanego przewodami,  zasila Twoją zmywarkę, telewizor czy lodówkę, dzięki wyższemu napięciu wypierając z domu prąd sieciowy. Niewykorzystany na bieżąco, wyprodukowany prąd trafia do sieci i zaczyna zasilać innych odbiorców.

Licznik dwukierunkowy zainstalowany przez Zakład Energetyczny dokonuje pomiarów dwukierunkowego przepływu prądu tzn. zlicza energię elektryczną wyprodukowaną przez naszą instalację oraz pobraną z sieci energetycznej. Może się bowiem zdarzyć, iż energii wytworzonej przez naszą mikroelektrownię będzie za dużo lub za mało w stosunku do naszego zapotrzebowania. W pierwszym przypadku nadmiar energii zostaje przekazany do sieci energetycznej, a my możemy odebrać 80% wyprodukowanej przez nas energii. Jest to związane z systemem opustów dla prosumentów, czyli osób wytwarzających energię na użytek własny. Dla instalacji, których moc nie przekracza 10kWp obowiązuje stosunek 1:0,8 w ramach systemu opustu, co oznacza, że za 1kWh oddaną do sieci właściciel mikroelektrowni może odebrać 0,8 kWh. W przypadku instalacji o mocy między 10 a 50 kWp rozliczamy się w stosunku 1:0,7 – oddana przez nas 1 kWh pozwala nam na odbiór 0,7 kWh. W sytuacji, gdy istniejącego zapotrzebowania nie uda nam się całkowicie pokryć wykorzystując wcześniej wytworzoną i odebraną przez nas energię, pozostała różnica zostaje wyrównana energią z sieci w stosunku 1:1.

Najważniejszym aspektem przy doborze mocy instalacji fotowoltaicznej jest określenie ile prądu zużywamy w  ciągu roku. Od tego parametru będzie zależeć wielkość instalacji fotowoltaicznej i bezpośrednio okres zwrotu inwestycji – najczęściej, im większa instalacja tym szybciej się „zwraca”. W tym celu należy posłużyć się rachunkami za prąd – najlepiej podsumowującymi cały ubiegły rok lub ostatnie miesiące. Na ich podstawie jesteśmy w stanie dobrać przybliżoną moc instalacji, tak by nie była ona ani za mała, ani przewymiarowana. Na tym etapie należy wziąć też pod uwagę możliwy wzrost zapotrzebowania, czyli to czy mamy zamiar w najbliższym czasie np. zmienić sposób ogrzewania na elektryczne (np. zamontować pompę ciepła) lub dokupić energochłonne urządzenia (zmywarkę, większą lodówkę, klimatyzator). Każdy taki czynnik, który weźmiemy pod uwagę pomoże nam lepiej zaplanować instalację fotowoltaiczną.

Na podstawie analizy rachunków otrzymanych z zakładu energetycznego z uwzględnieniem zasad rozliczania energii w postaci opustów możemy określić przybliżoną moc paneli fotowoltaicznych jaka będzie odpowiednia na dom. Zgodnie z systemem opustów dla instalacji o mocy do 10 kW za 1 kWh oddaną do sieci prosument może odebrać 0,8 kWh, w przypadku instalacji o mocy 10-50 kW rozliczenie odbywa się w stosunku ilościowym 1 do 0,7 kWh.

Dla budynków już istniejących określenie mocy instalacji jest łatwiejsze, ponieważ dobiera się ją do średniej wysokości rachunków za prąd za ostatni rok. W przypadku nowych budynków zużycie prądu trzeba oszacować na podstawie planowanego zużycia, a więc określić ilość i rodzaj urządzeń energochłonnych oraz liczbę domowników. Gdy podczas eksploatacji instalacja okaże się za mała, zawsze istnieje możliwość rozbudowy systemu np. z wykorzystaniem mikroinwerterów.

Przed przystąpieniem do prac montażowych konieczne jest określenie możliwości instalacyjnych, w tym powierzchni dachu/gruntu, ekspozycji powierzchni względem słońca, kąta nachylenia połaci dachowej oraz możliwości występowania zacienień. Ważna jest także ocena więźby dachowej i pokrycia. Jeśli warunki nie są sprzyjające np. dach na wschód i zachód, możliwe, że trzeba będzie dobrać większą moc instalacji tak, by ta pokryła całkowite zapotrzebowanie gospodarstwa na energię elektryczną.

Dlaczego ważna jest wielkość dachu? Często zadawanym pytaniem przez inwestorów jest – „Ile paneli fotowoltaicznych na 1kW?”. Na taką wielkość instalacji potrzeba około 3 paneli. Powierzchnia jaką zajmie taka instalacja to ok. 4,5 m2.  W przypadku 4kW będzie to już ponad 18 m2, a 10kW – 45m2. Jeśli dach ma niewystarczającą powierzchnię, należy wziąć pod uwagę montaż instalacji na gruncie.

Najlepiej jeśli instalacja dobrana jest tak, by w pełni pokrywała zapotrzebowanie gospodarstwa, jednak nie zawsze się to udaje. Zainstalowanie mniejszej mocy skutkuje jedynie tym, że oszczędności na rachunkach za prąd będą mniejsze. Okres zwrotu instalacji fotowoltaicznej pozostanie na podobnym poziomie jak w przypadku instalacji pokrywającej w pełni zapotrzebowanie. Za duża moc instalacji to wyższe nakłady finansowe na inwestycję i długi okres zwrotu. Oszczędności nie są większe, ponieważ nadmiar energii pozostaje utracony.

Jeśli w najbliższym czasie nie planujemy zwiększyć zużycia, nie należy przewymiarować instalacji, ponieważ zawsze istnieje możliwość rozbudowy o kolejne moduły.
W przypadku niewielkiego wzrostu zużycia energii, gdy wystarczy dołożyć 1 lub 2 panele, często jest to możliwe bez wymiany inwertera. Jednak, gdy rozbudowa ma być znaczna dobrym wyjściem jest wykorzystanie mikroinwerterów. Taka instalacja fotowoltaiczna będzie działała niezależnie od pierwotnego systemu, nie ma potrzeby wymiany inwertera i możliwe jest dobranie paneli o dowolnej technologii czy mocy.