ANALIZA OPŁACALNOŚCI PRODUKCJI ENERGII Z MIKROIN-

STALACJI OZE W BUDYNKU MIESZKALNYM

Autorzy: Jarosław Dąbrowski, Edward Hutnik

("Rynek Energii" - czerwiec 2015)

Słowa kluczowe: energia odnawialna, fotowoltaika, instalacja fotowoltaiczna, opłacalność ekonomiczna

Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych dla mikroinstalacji odnawialnych

źródeł energii (mała instalacja fotowoltaiczna znajdująca się w pobliżu Wrocławia) podczas dwunastu miesięcy

2014 r. Na podstawie badań i analiz określono opłacalność wykorzystania dwóch różnych instalacji fotowolta-

icznych typu on-grid, do produkcji energii elektrycznej w budynku mieszkalnym jednorodzinnym.

Przeanalizowano wpływ nowych uregulowań prawnych i systemu wsparcia (ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o

odnawialnych źródłach energii.) na atrakcyjność, promowanego w nowelizacji prawa energetycznego, rozwoju

produkcji energii rozproszonej m.in. z instalacji fotowoltaicznych. Z przeprowadzonych analiz i obliczeń wyni-

ka, że nowy system wsparcia, który ma wejść w życie od 1 stycznia 2016 r. spowoduje, że rozproszona produk-

cja energii elektrycznej w budynkach mieszkalnych jednorodzinnych, przez mikroinstalacje fotowoltaiczne bę-

dzie opłacalna.

1. WSTĘP

11 września 2013 r. weszła w życie nowelizacja ustawy Prawo energetyczne oraz niektórych

innych ustaw, czyli tzw. mały trójpak energetyczny. W Dz.U. 2013 poz. 984 z dnia 27 sierp-

nia 2013 [1] wprowadzono m.in. kategorię mikroinstalacji OZE i określono warunki, na ja-

kich będzie można je instalować i użytkować. Według wyżej wymienionego rozporządzenia

definicja mikroinstalacji jest następująca: „mikroinstalacja – odnawialne źródło energii, o

łącznej mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż 40 kW, przyłączone do sieci elek-

troenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV lub o łącznej mocy zainsta-

lowanej cieplnej nie większej niż 120 kW”.

Jeżeli podmiot, który się ubiega o przyłączenie mikroinstalacji do sieci dystrybucyjnej przyłą-

czony jest do sieci jako odbiorca końcowy, a moc zainstalowanej mikroinstalacji, o przyłą-

czenie której ubiega się ten podmiot, nie będzie większa niż podana w warunkach przyłącze-

nia, wtedy przyłączenie mikroinstalacji do sieci przedsiębiorstwa energetycznego odbywa się

na podstawie zgłoszenia złożonego w tym przedsiębiorstwie. Operator systemu dystrybucyj-

nego elektroenergetycznego ponosi koszty instalacji układu pomiarowo-rozliczeniowego i

układu zabezpieczającego. Dla reszty przypadków przyłączenie mikroinstalacji do sieci dys-

trybucyjnej odbywa się na podstawie umowy o przyłączenie do sieci.

Lokalny dostawca (tzw. sprzedawca z urzędu) jest zobowiązany zakupić energię elektryczną,

która zostanie wytworzona w mikroinstalacji po cenie w wysokości 80% średniej ceny sprze-

daży energii elektrycznej w poprzednim roku kalendarzowym. Cenę tą oblicza Prezes Urzędu

Regulacji Energetyki i corocznie publikuje. Obecnie obowiązująca cena została ogłoszona w

komunikacie Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki z dnia 31 marca 2014 r. [2].

Obecna stawka odkupu energii elektrycznej, wyprodukowanej w mikroinstalacji (instalacja

fotowoltaiczna), nie zachęca potencjalnych inwestorów do budowy tego typu instalacji z po-

wodu braku opłacalności ekonomicznej tej inwestycji [3]. Jednak dnia 20 lutego 2015 r. zo-

stała przegłosowana poprawka przez Sejm RP do ustawy o odnawialnych źródłach energii [4].

Część przepisów, m. in. dotyczących nowych form wsparcia wytwórców energii z odnawial-

nych źródeł energii (rozdział 4) ma wejść w życie 1 stycznia 2016 r. i może przyczynić się do

opłacalności inwestowania w małe przydomowe elektrownie fotowoltaiczne.

2. CEL I ZAKRES BADAŃ

Celem badań było określenie opłacalności wykorzystania dwóch instalacji fotowoltaicznych,

które produkując energię elektryczną na potrzeby budynku mieszkalnego nadwyżkę odpro-

wadzą do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej.

W pierwszej kolejności badaniom poddano małą instalację fotowoltaiczną (nr 1 o mocy 585

WP), która pozyskuje energię odnawialną z promieniowania słonecznego do produkcji energii

elektrycznej. Badania przeprowadzono dla jednego roku kalendarzowego, przy występują-

cych lokalnych warunkach pogodowych, na przykładzie okolic Wrocławia. Następnie na pod-

stawie przeprowadzonych badań dla instalacji nr 1 wyznaczono, poprzez analogię, produkcję

energii elektrycznej dla większej instalacji (nr 2 o mocy 2000 WP). Na podstawie pozyska-

nych wyników badań i założeń przeanalizowano opłacalność inwestycji dla różnych warian-

tów wykorzystania energii elektrycznej, wyprodukowanej przez te dwie instalacje fotowolta-

iczne.

3. STANOWISKO BADAWCZE

W 2012 r. wykonane zostało stanowisko badawcze w budynku mieszkalnym jednorodzin-

nym. Na dachu budynku i w pomieszczeniu technicznym zamontowano instalację fotowolta-

iczną typu on-grid, która podłączona została do sieci elektroenergetycznej. Instalacja produ-

kuje w sposób ciągły energię elektryczną i przekazuje bezpośrednio do instalacji wewnętrznej

budynku. W tego typu instalacjach liczba zamontowanych modułów fotowoltaicznych nie

musi być dopasowana do zapotrzebowania na energię elektryczną budynku. Prąd jest produ-

kowany przez instalację na zapotrzebowanie budynku z pewnym niedoborem lub nadwyżką,

zależnie od zapotrzebowania na moc przez budynek i chwilową moc przekazywaną przez

instalację. Nadwyżka, która nie zostanie zużyta na własne potrzeby obiekty przekazywana jest

do sieci zewnętrznej.

Stanowisko badawcze wykonano z kompletnego typowego zestawu fotowoltaicznego oraz

wyposażono w aparaturę pomiarową. Dwa główne elementy instalacji fotowoltaicznej to in-

werter i moduły fotowoltaiczne. Pierwszym elementem jest inwerter Soladin 600. Wytworzo-

ny w ogniwach fotowoltaicznych prąd stały przekazywany był kablami elektrycznymi do in-

wertera. Zadaniem inwertera było przetwarzanie prądu stałego DC uzyskanego z ogniw foto-

woltaicznych na prąd zmienny AC (napięcie 230 V i częstotliwość 50 Hz). Wytworzony prąd

zmienny przesyłany był do elektrycznej sieci wewnętrznej budynku.

Rys. 1. Pomieszczenie techniczne wyposażone w inwerter (1) i licznik energii elektrycznej (10).

Poniżej przedstawiono podstawowe dane techniczne inwertera Soladin 600 (rys. 1):

efektywność – 91%,

moc wyjściowa nominalna – 525 W,

maksymalny prąd wyjściowy – 2,25 A.

Drugim głównym elementem instalacji są trzy moduły fotowoltaiczne (monokrystaliczne)

Vitovolt 200 (rys. 2) o mocy znamionowej Pmax = 3 · 195 WP = 585 WP i powierzchni 3 · 1,28

m2 = 3,84 m

2. Moduły zainstalowane zostały na połaci dachowej południowej w taki sposób,

że otaczające drzewa i budynki nie powodowały ich zacienienia przez cały cykl badań – 12

miesięcy. Orientacja położenia ogniw względem kierunku południowego wynosi 11,5o skie-

rowania w stronę kierunku wschodniego, a nachylenie względem powierzchni terenu 42o.

Rys. 2. Widok południowej połaci dachu budynku z zamontowanymi modułami fotowoltaicznymi

Dla standardowych warunków kontrolnych (temperatura ogniwa 25oC i promieniowanie sło-

neczne 1000 W/m2) przedstawiono poniżej dane techniczne dla modułu Vitovolt 200

(M195SA):

spadek wydajności po 25 latach do 80%,

maksymalny prąd znamionowy 15 A,

maksymalne napięcie systemowe 1000 V;

współczynnik sprawności modułu 15,3%,

prąd zwarciowy – 5,69 A,

napięcie jałowe – 45,5 V,

natężenie elektryczne przy mocy maksymalnej w warunkach standardowych – 5,33 A,

napięcie przy mocy maksymalnej w warunkach standardowych – 36,6 V,

tolerancja mocy – 0/+5%,

moc znamionowa – 195 WP.

4. METODYKA BADAŃ

Badania zostały przeprowadzone od 1 stycznia 2014 r. do 31 grudnia 2014 r. (dwanaście

miesięcy 2014 r.). Dane pomiarowe z liczników energii elektrycznej odczytywano każdego

ostatniego dnia miesiąca o godzinie 2400

, po zakończeniu miesięcznego poboru prądu w bu-

dynku.

Dwa główne elementy pomiarowe, zainstalowane na stanowisku badawczym, to liczniki

energii elektrycznej:

licznik 1 – AEG C114UR1 zainstalowany w złączu kablowym budynku,

licznik 2 – Kamstrup 684-38A zainstalowany za inwerterem sieciowym (rys. 1).

Licznik 1 mierzył ilość energii elektrycznej pobranej przez budynek z sieci zewnętrznej elek-

troenergetycznej. Natomiast licznik 2 mierzył ilość energii elektrycznej wyprodukowanej

przez instalację fotowoltaiczną i przekazaną do sieci wewnętrznej budynku.

Do wykonania analizy opłacalności przyjęto także drugą instalację fotowoltaiczną o mocy

znamionowej Pmax = 8 · 250 WP = 2000 WP i powierzchni 8 · 1,63 m2 = 13,04 m

2. Moc zna-

mionowa, jak i powierzchnia tej instalacji jest 3,4 razy większa od badanej (stanowisko ba-

dawcze).

5. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ

W rozporządzeniu (Dz.U. 2012, poz. 1229) [5] ustawodawca wymienił jako jedno ze źródeł

energii odnawialnej – produkcję energii elektrycznej przez instalację fotowoltaiczną z pro-

mieniowania słonecznego. Wytworzona energia może być wykorzystana na własne potrzeby,

a ewentualna nadwyżka odsprzedawana do sieci elektroenergetycznej. Przychody ze sprzeda-

ży energii z mikroinstalacji OZE są objęte podatkiem dochodowym od osób fizycznych.

Do przychodów wskazanych w art. 14 ustawy o podatku dochodowym od osób fizycznych

[6], zalicza się przychody z tytułu sprzedaży energii w mikro- i niektórych małych instala-

cjach OZE objętych systemem taryf gwarantowanych.

Także wymagania techniczne i eksploatacyjne zawarte w art. 7a ust. 1 i 2 Prawa energetycz-

nego [7] będą musiały spełniać mikroinstalacje przyłączane do sieci elektroenergetycznej.

Podpisana przez Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej, dnia 11 marca, ustawa o Odnawial-

nych Źródłach Energii wejdzie w życie po upływie 30 dni od dnia ogłoszenia. Część przepi-

sów, m.in. dotyczących nowych form wsparcia wytwórców z odnawialnych źródeł energii

(rozdział 4) wejdzie w życie z dniem 1 stycznia 2016 r. Celem ustawy z dnia 20 lutego

o odnawialnych źródłach energii (ustawa OZE) jest zapewnienie rozwoju gospodarki energe-

tycznej z jednoczesnym zwiększeniem bezpieczeństwa energetycznego kraju i ochrony śro-

dowiska naturalnego. Ustawa dotycząca energetyki odnawialnej ma umożliwić kształtowanie

instrumentów i mechanizmów, które będą wspierać produkcję energii elektrycznej, chłodu,

ciepła i biogazu rolniczego w instalacjach wykorzystujących odnawialne źródła energii.

Ma także umożliwić wypracowanie zrównoważonego i optymalnego zaopatrzenia w energię

odbiorców końcowych, a także możliwość wykorzystania produktów ubocznych lub pozosta-

łości z rolnictwa oraz przemysłu wykorzystującego surowce rolnicze na cele energetyczne.

Wzrost ilości oddawanych z czasem do użytkowania nowych instalacji wykorzystujących

odnawialne źródła energii ma się przyczynić do wzrostu zatrudnienia i tworzenia nowych

miejsc pracy.

Zakup energii elektrycznej wytworzonej przez prosumentów (osoby fizyczne niewykonujące

działalności gospodarczej) w mikroinstalacjach odnawialnych źródeł energii (np. instalacja

fotowoltaiczna) będzie obowiązkowy. Sprzedawca energii będzie musiał zakupić energię

elektryczną z nowobudowanych instalacji odnawialnego źródła energii, od wytwórcy energii

z mikroinstalacji o mocy do 3 kW włącznie, po określonej stałej cenie jednostkowej, która w

przypadku instalacji fotowoltaicznej wyniesie 0,75 zł/kWh. W przypadku instalacji o więk-

szej mocy sprzedawca energii będzie musiał zakupić energię elektryczną z nowobudowanych

instalacji odnawialnego źródła energii, od wytwórcy energii z mikroinstalacji o mocy powy-

żej 3 kW do 10 kW włącznie, po określonej stałej cenie jednostkowej, która w przypadku

instalacji fotowoltaicznej wyniesie 0,65 zł/kWh. Sprzedawca energii musi także obowiązko-

wo zakupić energię elektryczną z instalacji odnawialnego źródła energii (instalacja fotowolta-

iczna), przez okres kolejnych 15 lat, liczony od dnia oddania do użytkowania tej instalacji.

W tabeli 1 przedstawiono wyniki badań pozyskane na stanowisku badawczym w okresie sty-

czeń 2014 – grudzień 2014 oraz ilość pobranego prądu z z sieci elektroenergetycznej przez

gospodarstwo domowe (oświetlenie i napęd sprzętów AGD).

Dla całego okresu badań pozyskano z instalacji fotowoltaicznej 541,3 kWh energii elektrycz-

nej, która została przekazana do sieci elektrycznej budynku mieszkalnego. Natomiast z ze-

wnętrznej sieci elektroenergetycznej pobrane zostało w ciągu tego okresu 2711,7 kWh prądu,

który zużyty został do napędu sprzętów AGD i oświetlenia budynku.

Według nowej ustawy OZE najbardziej korzystna, na dzień dzisiejszy, jest całkowita od-

sprzedaż energii elektrycznej wytworzonej przez instalację fotowoltaiczną. Za każdą odsprze-

daną jedną MWh uzyskamy 750 zł dla instalacji o mocy do 3 kW. Po uwzględnieniu 18% z

tytułu podatku dochodowego, przy osiąganych przychodach rocznych w 2015 r. do kwoty 85

528 zł, pozostanie nam 615 zł zysku za odsprzedaną jedną MWh. Dla badanej instalacji w

skali roku 2014 uzyskalibyśmy 332,90 zł czystego zysku.

W przypadku gdybyśmy wykorzystali 100% wytworzonej energii elektrycznej na własne po-

trzeby budynku, wtedy zaoszczędzimy 542,92 zł na każdej MWh (cena na dzień 19.03.2015

r.), którą musielibyśmy pobrać po takiej cenie z sieci zewnętrznej.

Dla roku 2014, dzięki wykorzystaniu instalacji fotowoltaicznej w budynku, oszczędność ta

wyniosłaby 293,88 zł.

Do wykonania analizy przyjęto następujące założenia:

cena instalacji fotowoltaicznej – 3 900 zł;

montaż instalacji na dachu – 529,36 zł;

cena systemu montażowego na dachu pokrytego dachówką – 570,64 zł;

łączny koszt inwestycji – 5 000 zł;

produkcja energii elektrycznej podczas drugiego roku eksploatacji instalacji – 541,324

kWh;

cena odsprzedaży energii elektrycznej – 750,00 zł/MWh;

cena energii elektrycznej w taryfie stałej G11 – 542,92 zł/MWh;

stawka podatku dochodowego – 18%;

oprocentowanie lokaty – 2%/rok;

kapitalizacja odsetek – 1 rok;

wzrost cen energii elektrycznej – 1%/rok;

spadek wydajności ogniw – 0,8%/rok.

Tabela 1. Wyniki badań uzyskane na stanowisku badawczym i pobór prądu z sieci zewnętrznej dla 2014 r.

Miesiąc

Energia elektryczna

wytworzona przez ogniwa

fotowoltaiczne

Energia elektryczna

pobrana z sieci

zewnętrznej

EOGN

[kWh]

EZEW

[kWh]

Styczeń 14,7 276,1

Luty 39,7 220,4

Marzec 52,0 214,9

Kwiecień 55,6 195,3

Maj 60,8 203,2

Czerwiec 68,1 200,9

Lipiec 73,1 188,0

Sierpień 59,6 210,0

Wrzesień 51,1 188,8

Październik 39,8 238,2

Listopad 16,8 256,8

Grudzień 10,0 319,1

SUMA 541,3 2711,7

W tabeli 2 przedstawiono obliczenia skumulowanego dochodu nominalnego przy założeniu,

że 50% energii produkowanej przez instalację fotowoltaiczną będzie na bieżąco zużywana w

budynku mieszkalnym. Natomiast kolejne 50% produkowanej energii będzie odsprzedawane

do sieci elektroenergetycznej. Wartość odsprzedanej i konsumowanej energii elektrycznej

oraz wysokość podatku dochodowego wyznaczono z następujących wzorów:

ODSELEODS CEW %50 (1)

KONELEKON CEW %50 (2)

%18 ODSDOC WP (3)

gdzie:

WODS – wartość odsprzedanej energii (zł/rok),

WKON – wartość konsumowanej energii (zł/rok),

EELE – produkcja energii (kWh),

CODS – cena odsprzedanej energii (zł/kWh),

CKON – cena konsumowanej energii (zł/kWh),

PDOC – podatek dochodowy (zł/rok).

Skumulowany dochód nominalny został wyznaczony (tabela nr 2) na podstawie poniższych

wzorów, biorąc pod uwagę wzrost cen energii elektrycznej w wysokości 1%/rok:

n

ROKSKU DD (4)

DOCODSKONROK PWWD (5)

gdzie:

DSKU – skumulowany dochód nominalny (zł),

DROK – dochód roczny nominalny (zł/rok).

Skumulowany dochód nominalny dla tego wariantu eksploatacji, po piętnastu latach użytko-

wania instalacji, wyniesie 4 735,53 zł. Zakładając, że dochód nominalny każdego roku będzie

lokowany na rocznej lokacie o oprocentowaniu 2%/rok aż do piętnastego roku, zgromadzony

kapitał wyniesie 9 294,54 zł w tym okresie przy uwzględnieniu podatku 19% od zysków ka-

pitałowych.

Na rysunku 3 wyznaczono krzywe skumulowanego dochodu nominalnego przy założeniu, że

dochód nominalny z każdego roku będzie lokowany na lokacie o wysokości oprocentowania

2%/rok. Krzywe wyznaczono dla trzech wariantów wykorzystania produkowanej energii

elektrycznej: 0% - 100%, 2. 50% - 50%, 3. 100% - 0%. Pierwszy składnik oznacza udział

procentowy zużywanej na bieżąco, produkowanej energii elektrycznej w budynku mieszkal-

nym. Natomiast drugi składnik oznacza udział procentowy produkowanej energii elektrycz-

nej, odsprzedawanej do sieci elektroenergetycznej.

Poszczególne warianty produkcji energii elektrycznej zestawiono z krzywą wyznaczoną dla

lokaty o oprocentowaniu 2% rocznie i kapitalizacją odsetek co

1 rok, z uwzględnieniem podatku od zysków kapitałowych w wysokości 19%. Początkowy

wkład lokaty wynosił 5000 zł – równowartość kosztów inwestycji (budowa instalacji fotowol-

taicznej).

Tabela 2. Analiza ekonomiczna dla wariantu produkcji energii elektrycznej 50% - 50% i mocy instalacji 585WP.

Rok

Produkcja

energii

Cena odsprzedanej

energii

Cena

konsumowanej

energii

Wartość od-

sprze-danej

energii

Wartość konsumowa-

nej

energii

EELE

[kWh]

CODS

[zł/kWh]

CKON

[zł/kWh]

WODS

[zł/rok]

WKON

[zł/rok]

1 545,7 0,750 0,543 204,62 146,95

2=2014 541,3 0,750 0,559 203,00 148,42

3 537,0 0,750 0,575 201,37 149,89

4 532,7 0,750 0,592 199,75 151,36

5 528,3 0,750 0,608 198,12 152,83

6 524,0 0,750 0,624 196,50 154,30

7 519,7 0,750 0,641 194,88 155,77

8 515,3 0,750 0,657 193,25 157,23

9 511,0 0,750 0,673 191,63 158,70

10 506,7 0,750 0,690 190,00 160,17

11 502,3 0,750 0,706 188,38 161,64

12 498,0 0,750 0,722 186,76 163,11

13 493,7 0,750 0,738 185,13 164,58

14 489,4 0,750 0,755 183,51 166,05

15 485,0 0,750 0,771 181,88 167,52

Rok

Suma przycho-

du Podatek dochodowy

Dochód roczny nomi-

nalny

Skumulo-wany

dochód nomi-

nalny

DSKU

na lokacie

2%/rok

PRZ

[zł/rok]

PDOC

[zł/rok]

DROK

[zł/rok]

DSKU

[zł] [zł]

1 351,57 36,83 314,74 314,74 314,74

2=2014 351,41 36,54 314,87 629,61 949,45

3 351,26 36,25 315,01 944,62 1 589,62

4 351,11 35,95 315,15 1 259,78 2 230,15

5 350,95 35,66 315,29 1 575,06 2 870,97

6 350,80 35,37 315,43 1 890,49 3 512,06

7 350,64 35,08 315,56 2 206,05 4 153,44

8 350,49 34,79 315,70 2 521,76 4 795,10

9 350,33 34,49 315,84 2 837,60 5 437,03

10 350,18 34,20 315,98 3 153,57 6 079,25

11 350,02 33,91 316,12 3 469,69 6 721,75

12 349,87 33,62 316,25 3 785,94 7 364,52

13 349,71 33,32 316,39 4 102,33 8 007,58

14 349,56 33,03 316,53 4 418,86 8 650,92

15 349,41 32,74 316,67 4 735,53 9 294,54

Jak wynika z wykresu, przy wariancie produkcji 50% - 50%, inwestowanie w budowę instala-

cji fotowoltaicznej jest bardziej opłacalnie niż ulokowanie kwoty inwestycyjnej na lokacie

rocznej. Okres zwrotu poniesionych nakładów inwestycyjnych na budowę instalacji tego typu

nastąpi po około 9,5 roku produkcji energii elektrycznej, względem inwestycji w postaci loka-

ty pieniężnej. Dla pozostałych rozważanych wariantów okres zwrotu nieznacznie się zmienia

i wynosi około 9 lat przy wariancie 0% - 100% i około 10 lat dla wariantu 100% - 0%. Wa-

riant 0% - 100% oznacza, że całość wyprodukowanej energii elektrycznej jest odsprzedawa-

na. Natomiast wariat 100% - 0% oznacza, że całość wytworzonej energii elektrycznej zuży-

wana jest w budynku na potrzeby własne.

Rys. 3. Analiza graficzna opłacalności produkcji energii elektrycznej przez

instalację fotowoltaiczną o mocy 585 WP.

Okresy zwrotu tego typu inwestycji mogą się nieznacznie wydłużyć o nie ujęte w kalkulacji,

dodatkowe koszty takie jak: konserwacja i przygotowanie wymaganych dokumentów przez

uprawnionego instalatora do zgłoszenia przyłączenia mikroinstalacji do sieci dystrybucyjnej.

Do rozważań opłacalności przyjęto także większą instalację o mocy 2000 WP i założono, że

ilość produkowanej energii elektrycznej będzie większa o 2000 WP / 585 WP = 3,42:

cena instalacji fotowoltaicznej – 9 900 zł,

montaż instalacji na dachu – 1 323,40 zł,

cena systemu montażowego na dachu pokrytego dachówką – 1 876,60 zł,

łączny koszt inwestycji – 13 100 zł,

produkcja energii elektrycznej podczas drugiego roku eksploatacji instalacji – 1 851,332

kWh,

cena odsprzedaży energii elektrycznej – 750,00 zł/MWh,

cena energii elektrycznej w taryfie stałej G11 – 542,92 zł/MWh,

stawka podatku dochodowego – 18%,

oprocentowanie lokaty – 2%/rok,

kapitalizacja odsetek – 1 rok,

wzrost cen energii elektrycznej – 1%/rok,

spadek wydajności ogniw – 0,8%/rok.

Tabela 3. Analiza ekonomiczna dla wariantu produkcji energii elektrycznej

25% - 75% i mocy instalacji 2000 WP

Rok

Produkcja

energii

Cena od-

sprzedanej

energii

Cena

konsumowanej

energii

Wartość

odsprze-

danej

energii

Wartość kon-

sumowanej

energii

EELE

[kWh]

CODS

[zł/kWh]

CKON

[zł/kWh]

WODS

[zł/rok]

WKON

[zł/rok]

1 1866,1 0,750 0,543 1049,70 251,28

2=2014 1851,3 0,750 0,559 1041,37 253,79

3 1836,5 0,750 0,575 1033,04 256,31

4 1821,7 0,750 0,592 1024,71 258,82

5 1806,9 0,750 0,608 1016,38 261,33

6 1792,1 0,750 0,624 1008,05 263,85

7 1777,3 0,750 0,641 999,72 266,36

8 1762,5 0,750 0,657 991,39 268,87

9 1747,7 0,750 0,673 983,06 271,38

10 1732,8 0,750 0,690 974,72 273,90

11 1718,0 0,750 0,706 966,39 276,41

12 1703,2 0,750 0,722 958,06 278,92

13 1688,4 0,750 0,738 949,73 281,44

14 1673,6 0,750 0,755 941,40 283,95

15 1658,8 0,750 0,771 933,07 286,46

Rok

Suma

przychodu

Podatek

dochodowy

Dochód rocz-

ny nominalny

Skumulo-

wany

dochód

nominalny

DSKU

na lokacie

2%/rok

PRZ

[zł/rok]

PDOC

[zł/rok]

DROK

[zł/rok]

DSKU

[zł] [zł]

1 1300,98 188,95 1112,04 1112,04 1112,04

2=2014 1295,17 187,45 1107,72 2 219,76 3 349,81

3 1289,35 185,95 1103,40 3 323,16 5 597,18

4 1283,53 184,45 1099,08 4 422,24 7 836,07

5 1277,71 182,95 1094,76 5 517,00 10 066,19

6 1271,89 181,45 1090,45 6 607,45 12 287,53

7 1266,08 179,95 1086,13 7 693,58 14 500,08

8 1260,26 178,45 1081,81 8 775,38 16 703,86

9 1254,44 176,95 1077,49 9 852,87 18 898,86

10 1248,62 175,45 1073,17 10 926,04 21 085,08

11 1242,80 173,95 1068,85 11 994,90 23 262,52

12 1236,98 172,45 1064,53 13 059,43 25 431,18

13 1231,17 170,95 1060,22 14 119,65 27 591,06

14 1225,35 169,45 1055,90 15 175,54 29 742,16

15 1219,53 167,95 1051,58 16 227,12 31 884,49

W tabeli 3 przedstawiono obliczenia skumulowanego dochodu nominalnego przy założeniu,

że 25% energii produkowanej przez instalację fotowoltaiczną będzie na bieżąco zużywana w

budynku mieszkalnym. Natomiast kolejne 75% produkowanej energii będzie odsprzedawane

do sieci elektroenergetycznej. Skumulowany dochód nominalny dla drugiej instalacji (wariant

eksploatacji 25% - 75%), po piętnastu latach jej użytkowania, wyniesie 16 227,12 zł. Przy

założeniu, że dochód nominalny każdego roku będzie także lokowany na rocznej lokacie o

oprocentowaniu 2%/rok aż do piętnastego roku, zgromadzony kapitał wyniesie 31 884,49 zł

w tym okresie (przy uwzględnieniu także podatku 19% od zysków kapitałowych).

Na rysunku 4 wyznaczono krzywe skumulowanego dochodu nominalnego przy założeniu, że

dochód nominalny z każdego roku będzie także lokowany na lokacie o wysokości oprocento-

wania 2%/rok. Krzywe wyznaczono dla trzech wariantów wykorzystania produkowanej ener-

gii elektrycznej: 0% - 100%, 2. 25% - 75%, 3. 100% - 0%. Drugi składnik oznacza udział

procentowy produkowanej energii elektrycznej, odsprzedawanej do sieci elektroenergetycz-

nej. Natomiast pierwszy składnik oznacza udział procentowy zużywanej na bieżąco, produ-

kowanej energii elektrycznej w budynku mieszkalnym.

Rys. 4. Analiza graficzna opłacalności produkcji energii elektrycznej

przez instalację fotowoltaiczną o mocy 2000 WP.

Powyższe trzy warianty produkcji energii elektrycznej zestawiono z krzywą wyznaczoną dla

lokaty o oprocentowaniu 2% rocznie i kapitalizacją odsetek co 1 rok, z uwzględnieniem po-

datku od zysków kapitałowych w wysokości 19%. Początkowy wkład lokaty wynosił 13 100

zł – równowartość kosztów inwestycji (budowa instalacji fotowoltaicznej).

Dla wariantu produkcji 25% - 75% inwestowanie w budowę większej instalacji fotowoltaicz-

nej jest także bardziej opłacalnie niż ulokowanie kwoty inwestycyjnej na lokacie rocznej.

Czas zwrotu poniesionych kosztów inwestycyjnych na budowę instalacji tego typu nastąpi po

około 7 roku produkcji energii elektrycznej, względem inwestycji w postaci lokaty pieniężnej.

Przy wariancie 0% - 100% dla którego całość wyprodukowanej energii elektrycznej jest od-

sprzedawana okres zwrotu wyniesie 6,8 lat. Natomiast przy wariancie 100% - 0% dla którego

całość wytworzonej energii elektrycznej zużywana jest w budynku na potrzeby własne okres

zwrotu wyniesie 7,5 roku.

6. WNIOSKI

Przy obecnych kosztach budowy instalacji fotowoltaicznych, ich możliwościach wytwórczych

energii elektrycznej i przyjętego na korzystnych zasadach sposobu zbytu nadwyżek produko-

wanej energii (ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii), od 1 stycz-

nia 2016 roku inwestycja będzie opłacalna także z punktu widzenia ekonomicznego.

Zaproponowany system wsparcia będzie odpowiednim instrumentem, który będzie wspierał

rozwój rynku mikroinstalacji OZE (fotowoltaicznych). Dla instalacji fotowoltaicznych o ma-

łej mocy do 3 kW zaproponowana stawka skupu energii 0,75 zł/kWh sprawia, że okres zwro-

tu wynosi od 6,8 lat do 10 lat w zależności od wielkości instalacji i profilu wykorzystania

energii.

Z przeprowadzonych analiz wynika, że im instalacja większej mocy (do 3 kW) tym niższa

cena inwestycji w przeliczeniu na zł za WP mocy modułów fotowoltaicznych, a co za tym

idzie szybszy koszt zwrotu inwestycji. Przy zakładanych profilach wykorzystania energii

okres zwrotu poniesionych kosztów może wynieść 9,5 roku przy małej instalacji (moc 585

WP i profil produkcji 50% - 50%) i 7 lat dla większej instalacji (moc 2000 WP i profil pro-

dukcji 25% - 75%).

Profil wykorzystania energii elektrycznej wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną w

budynku ma niewielki wpływ na wydłużenie lub skrócenie czasu zwrotu inwestycji. Dla ma-

łej instalacji (moc = 585 WP) ta różnica wyniesie maksymalnie

1 rok. Natomiast dla większej (moc 2000 WP) różnica może dochodzić do niecałego roku (0,7

roku).

Dla przebadanej mikroinstalacji, o łącznej mocy modułów fotowoltaicznych równej 585 WP,

ilość energii możliwa do wytworzenia przez inwerter kształtuje się na poziomie 0,93

kWh/WP•rok dla pierwszego roku produkcji. W piętnastym roku eksploatacji, w wyniku

spadku sprawności ogniw fotowoltaicznych, ilość wyprodukowanej energii będzie już tylko

na poziomie 0,83 kWh/WP•rok.

LITERATURA

[1] Ustawa z dnia 26 lipca 2013 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne oraz niektórych

innych ustaw, Dz.U. 2013, poz. 984.

[2] Informacja Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki (nr 15/2014) w sprawie średniej ceny

sprzedaży energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym za rok 2013.

[3] Dąbrowski J, Hutnik E., Włóka A., Zieliński M.: Analiza wykorzystania instalacji fotowol-

taicznej typu on-grid w budynku mieszkalnym. Rynek Energii 1(110)/2014, s. 53-59.

[4] Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii.

[5] Ustawa z dnia 18 października 2012 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków

uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty za-

stępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach

energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wy-

tworzonej w odnawialnym źródle energii. Dz.U. 2012, poz. 1229.

[6] Ustawa z dnia 26 lipca 1991 r. o podatku dochodowym od osób fizycznych, Dz.U. 1991 nr

80, poz. 350.

[7] Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. - Prawo energetyczne, Dz.U. 1997 nr 54, poz. 348.

PROFITABILITY ANALYSIS OF ENERGY PRODUCTION

FROM A MICRO INSTALLATION OF RENEWABLE ENERGY IN A RESIDEN-

TIAL BUILDING

Key words: renewable energy, photovoltaics, photovoltaic system, economic profitability

Summary. The article presents the results of studies conducted for a micro installation of renewable energy

sources (a small photovoltaic installation located near Wrocław) for the period of twelve months of the year

2014. On the basis of the studies and analyses conducted, we specified the profitability of the application of two

different on-grid type photovoltaic installations for the production of electrical energy in a detached house. An

analysis was made on the impact of new legal regulations and the support system (Act of 20 February 2015 on

renewable energy sources) on the attractiveness of development of dispersed energy production from, among

others, photovoltaic installations, promoted in energy law amendments. The analyses and calculations conduct-

ed show that the new support system that is to be effective as of 1 January 2016 will make the electrical energy

dispersed production in detached houses, through photovoltaic installations, profitable.

Jarosław Dąbrowski, dr inż. – Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Inżynierii

Kształtowania Środowiska i Geodezji, adiunkt w Instytucie Budownictwa. e-mail: ja-

roslaw.dabrowski@up.wroc.pl

Edward Hutnik, prof. dr hab. inż. – Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział In-

żynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji, Z-ca Dyrektora Instytutu Budownictwa.