Jest rok 2020. Od paru lat branża fotowoltaiczna w Polsce przeżywa miodowe lata i złote żniwa po tym jak rząd – przymuszony pomrukami Brukseli – poluzował przepisy i odkręcił kurek z pieniędzmi, skutkiem czego domowe instalacje fotowoltaiczne stały się opłacalne. Montujmy, używajmy, liczmy oszczędności.

Ale co będzie za lat 5, 10, 15? Marketing fotowoltaiki maluje obraz pt.: prąd będzie stale drożeć a ty będziesz mieć zerowe rachunki. Prawie prawda, ale nie do końca. Z biegiem lat, im więcej ludzi wejdzie w fotowoltaikę, tym ten twój własny prąd będzie coraz mniej wart i może już nie być w stanie w pełni pokryć rachunków za prąd sieciowy.

To nie są gdybania ani strachy na Lachy – to się dzieje w Niemczech, które wyprzedzają nas w rozwoju fotowoltaiki o dobre 20 lat. Na ich przykładzie można przewidywać, jak sytuacja rozwinie się u nas. Na pewno natrafimy na te same problemy – zapewne szybciej niż za 20 lat.

Elektryczna franczyza

Obecnie w Polsce wyrasta na dachach najprostszy – żeby nie powiedzieć: naiwny – model instalacji fotowoltaicznej: on-grid – instalacja, która eksportuje znakomitą większość wyprodukowanego prądu do publicznej sieci energetycznej.

To jest malowane jako "własny prąd", "niezależność energetyczna" – ale to głównie lukier marketingowy. W rzeczywistości tylko ok. 30% własnego prądu jesteś w stanie zużyć na bieżąco. 2/3 to nadmiar, z którym nie miałbyś sam co zrobić. Dlatego oddajesz go elektrowni a ona w rozliczeniu daje ci prąd jej produkcji wtedy gdy nie masz własnego (nocą, zimą).

• Największą zaletą instalacji on-grid jest wypychanie nadmiarów prądu do publicznej sieci. To jest najtańszy sposób zagospodarowania tych nadmiarów – pod warunkiem, że energetyka je odbiera na dobrych warunkach. W tej chwili tak właśnie w Polsce jest. Ale nie ma żadnej długoterminowej gwarancji, że tak pozostanie.
• Największą wadą instalacji on-grid jest wypychanie nadmiarów prądu do publicznej sieci. W miarę jak chętnych na fotowoltaikę będzie przybywać, możliwości przesyłowe sieci energetycznej dojdą do ściany. Nowe instalacje już nie będą tak mile widziane a warunki rozliczenia dla instalacji istniejących mogą się pogorszyć.

Skoro znamy te wady fotowoltaiki on-grid, wiemy jak to się musi skończyć – to dlaczego jest ona wciąż tak popularna? Bo na obecnym, dość wczesnym etapie rozwoju rynku fotowoltaiki w Polsce, wszystkim się to opłaca:

• Opłaca się Kowalskiemu. Najniższym kosztem jest w stanie na chwilę obecną "wyzerować" rachunki za prąd. Mając taką perspektywę, wszelkie bardziej skomplikowane i droższe, choć mniej zależne od sieci energetycznej rodzaje systemów fotowoltaicznych, nie są (tak) atrakcyjne.
• Opłaca się energetyce i rządowi. Mogą się w Brukseli wykazać konkretną ilością energii odnawialnej z przyłączonych do sieci instalacji PV, co istotnie wpływa na udział OZE w ogólnym zużyciu i może dzięki temu uda nam się wymsknąć spod topora kar finansowych. Po to właśnie  – a nie tylko z dobroci serca – uruchomiono program "Mój prąd".

Droga niemiecka

Boom na fotowoltaikę w Niemczech został wykreowany przez rząd około roku 2000. Zupełnie inne były wtedy realia techniczne i rynkowe toteż oferta była ciekawa:

• za prąd oddany do sieci elektrownia ludziom płaciła – i to niemało, bo ponad dwa razy więcej niż kosztował prąd z gniazdka. Fotowoltaika była wtedy znacznie droższa, zatem konieczne były wysokie dopłaty do interesu, aby uczynić inwestycję atrakcyjną.
• właściciel fotowoltaiki dostawał gwarancję stałej ceny odkupu prądu na następne 20 lat.

Tak dobre warunki były celowe: miały wytworzyć ogromny popyt na fotowoltaikę, który napędziłby spadek cen sprzętu. To się udało.

Po niecałych 10 latach przyszedł czas powolnego przykręcania kurka z korzyściami.

• Około roku 2010 zrównała się cena energii dostarczanej i odbieranej przez elektrownię. I ciągle spadała.
• Obecnie za oddawanie prądu z fotowoltaiki do sieci Teutoni dostają 12 centów/kWh a kupują prąd od elektrowni za ok. 30 centów/kWh – dwa i pół raza drożej.

Nie ma w tym nic szczególnie dziwnego. Działają podstawowe prawa ekonomii i techniki. Model oparty o wypychanie większości prądu do sieci wyczerpuje się gdy sieć zaczyna być zalewana nadmiarem prądu z fotowoltaiki. Co za dużo to i świnia nie zje – tym bardziej sieć energetyczna nie toleruje zarówno zbyt dużego zapotrzebowania jak i zbyt dużej podaży.

U nas to również skończy się w taki sposób – jedynie nie wiadomo, jak szybko dojdziemy do ściany.

Droga polska

Póki co w Polsce zasady funkcjonowania domowych instalacji PV mają się następująco:

• Rozliczenie z elektrownią odbywa się na zasadzie wymiany bezgotówkowej: za prąd oddany do sieci można później darmowo odebrać prąd wyprodukowany w elektrowni. OK, prawie darmowo, bo przelicznik jest 1:0,8 czyli za 1kWh oddaną dostaje się 0,8kWh. Te 20% "prowizji" to jedyny koszt tego handlu wymiennego. Naprawdę niewiele.
• W/w zasady rozliczenia są określone w Ustawie z dn. 20. lutego 2015 o odnawialnych źródłach energii. Ustawa ma to do siebie, że może się w każdej chwili zmienić i nic nas przed tym nie chroni.

Tyle + 5000zł dopłaty wystarczyło, aby rynek fotowoltaiki w Polsce w ostatnim roku eksplodował. Niemcy musieli się bardziej postarać, bo startowali w dużo mniej korzystnym momencie historii, gdy sprzęt PV był znacznie droższy.

Daleko nam jeszcze do jakiegokolwiek nasycenia sieci fotowoltaiką. Wręcz obserwujemy dalsze polepszanie warunków przyłączenia do sieci i rozliczeń. Ale tak samo, jak teraz są one polepszane, tak samo potem z roku na rok może zostać przykręcona śruba.

Kiedy warunki eksportu prądu do sieci zaczną się pogarszać? Nie jestem od tego fachowcem, aby porywać się na prognozy. Niemniej taki moment musi nastąpić prędzej czy później. U Niemców zajęło to około 10 lat.

Wszystko zależy, jak szybko będzie przybywać fotowoltaiki na polskich dachach i kiedy sieci energetyczne powiedzą "dość!". Pierwszym tego objawem jest zbyt wysokie napięcie na sieci w godzinach okołopołudniowych, przez co czasem falownik może odmówić współpracy – ot po prostu w okolicy jest nadmiar chętnych do "wpychania" prądu do sieci. Póki co zazwyczaj problem jest na najbliższym trasnformatorze i daje się dość łatwo naprawić, ale nie zawsze tak będzie – kiedyś dojdziemy do granic przepustowości istniejących sieci.

Aktualizacja, sierpień 2020: okazuje się, że już pojawiają się znaczące głosy za zmianami w obecnym systemie.
Aktualizacja, październik 2020: podobny głos, tym razem z Tauronu.

Przyszłość: zużycie własne

Nieuniknioną przyszłością fotowoltaiki w Polsce, gdy już skończą się czasy radosnego pchania prądu do sieci, jest skręt ku zużywaniu na miejscu jak największej ilości wyprodukowanego prądu. Pewnie dożyjemy czasów, że będzie to nawet 100%. Dzielą nas od tego jedynie wysokie wciąż ceny magazynów energii.

Jak można już obecnie zużyć samemu 2/3 własnego prądu? Stosunkowo prostymi środkami:

• Gdzie to możliwe, montując instalację fotowoltaiczną (także) na kierunkach wschód-zachód zamiast wyłącznie na południe. W Polsce montaż wschód-zachód wciąż traktuje się po macoszemu, co najwyżej jako wyjście awaryjne gdy nie da się zainstalować paneli prosto na południe. Tymczasem ma on dużą zaletę: zamiast wielkiej górki prądu około południa mamy go więcej rano i wieczorem – wtedy, gdy jest bardziej potrzebny. Owszem, ogólna roczna produkcja jest do 20% niższa niż w instalacji 100% południowej, ale aby to zniwelować wystarczą dwa panele więcej, co przy obecnych ich cenach jest sprawą błahą. Poza tym nie trzeba wcale bardziej skomplikowanego inwertera – tutaj sprawa ładnie opisana.
• Magazynując część energii w akumulatorach. Choć ceny akumulatorów zdatnych do magazynowania prądu nie są jeszcze tak niskie jak by się chciało, to nawet niewielki magazyn energii jest w stanie dużo dobrego zdziałać: wyrównuje wahania produkcji i poboru prądu w pochmurne dni oraz jest w stanie zasilić dom przynajmniej w ciągu wieczora. W połączeniu z taryfą dwustrefową może dawać istotne oszczędności pieniędzy poprzez wyzerowanie zużycia prądu w drogich godzinach. Takie rozwiązanie testuję właśnie na sobie.
• Wykorzystując nadmiarowy prąd do wykonania użytecznej pracy – uruchomienie pralki albo podgrzewanie wody kranowej w godzinach kiedy jest akurat nadmiar energii prosto ze słońca zamiast zużywać prąd sieciowy na ten sam cel wieczorem.
• Przez zaawansowane zarządzanie energią w całym budynku. Algorytmy sterujące, które biorą pod uwagę prognozę pogody albo nawyki domowników, pomagają zużywać jak najwięcej najtańszego prądu.

Wszystko to powyżej nie zaprząta na razie głów rodzimych firm fotowoltaicznych i właścicieli małych instalacji. To naturalne. Na obecną chwilę jakiekolwiek magazynowanie energii w normalnym budynku ze stabilnym przyłączem elektrycznym jest znacznie mniej opłacalne od pchania nadmiarów prądu do sieci. Na stronach firm zajmujących się fotowoltaiką ze świecą szukać jakichkolwiek ofert z udziałem magazynów energii.

Zupełnie inaczej to wygląda gdy zajrzeć na oferty firm niemieckich, USA-ńskich czy australijskich. Tam już praktycznie nie montuje się instalacji PV bez choćby małego magazynu energii, bo warunki zwrotu prądu do sieci są już nieatrakcyjne albo gdzieś na odludziu sieci wcale nie ma.

Jaka przyszłość instalacji on-grid

Co będzie musiał zrobić właściciel instalacji on-grid kiedy już warunki oddawania prądu do sieci się pogorszą i rachunki za prąd przestaną mu się "zerować"? Czy na drzewach zamiast liści będą wisieć marketingowcy fotowoltaiki?

W naturze wygrywa ten, kto potrafi się przystosować do zmian. Instalacji on-grid nie będzie trzeba w całości złomować – da się ją przystosować do pracy w nowych realiach.

• Może być konieczna wymiana inwertera. Klasyczne inwertery on-grid nie mają możliwości współpracy z magazynem energii. Ponadto ich logika pracy jest prosta: pchać wszystko do sieci. Nowoczesny inwerter hybrydowy będzie w stanie współpracować z akumulatorem i może mieć wbudowane bardziej zaawansowane zarządzanie energią, nastawione na zużycie własne.
  Konieczność dodania magazynu energii do instalacji on-grid nie jest nowym problemem – ktoś na świecie już go miał i wymyślił rozwiązanie, dzięki któremu można uniknąć potrzeby wymiany inwertera. Ale o tym za moment, gdy dojdziemy do akumulatorów.
• Będzie konieczne dodanie magazynu energii. Obecnie koszt akumulatorów o pojemności ok. 10kWh (czyli +/- dobowe zużycie przeciętnego gospodarstwa domowego) to jakieś 20 tys. zł. Obecnie – a koszt ten stale spada.
  Magazyny energii też są różne: jedne wymagają nowego inwertera, inne można podpiąć pod stary inwerter on-grid (nie tyle pod sam inwerter, co wpiąć do sieci domowej). Przedstawicielem tego drugiego gatunku jest bodaj najbardziej znany domowy magazyn energii: Tesla Powerwall. Poza nim istnieje też wiele innych tego typu urządzeń, jednak w Polsce występują one póki co tylko ciut częściej niż białe jednorożce.
• Może być konieczna zmiana konfiguracji albo dołożenie paneli PV aby produkcję prądu rozłożyć równomierniej w ciągu doby. Panele już jakiś czas są na tyle tanie, że zamiast za wszelką cenę żyłować waty z każdej sztuki, bardziej opłaca się dołożyć ich więcej, by zwiększyć dostępne ilości prądu w dni i miesiące mniej słoneczne.

Ta perspektywa, że kiedyś warunki oddawania prądu do sieci ulegną pogorszeniu to nie jest powód, by od fotowoltaiki uciekać. Szczególnie że ok. 5-letni okres zwrotu obecnie uruchamianych instalacji (tyle wychodzi przy dotacji "Mój prąd" i uldze termomodernizacyjnej) ma duże szanse przebiegać na warunkach nie gorszych niż obecne, więc inwestycje te na pewno się zwrócą.

Warto jednak być świadomym, że obecne miodowe lata nie są dane raz na zawsze. Szczególnie warto brać to pod uwagę gdy planuje się ogrzewać dom wyłącznie prądem – nie można się przywiązywać do tego, że rachunki za takie ogrzewanie zawsze będą bliskie zeru.