Emisja i kompensacja CO2 oraz ekonomia rozwiązań fotowoltaicznych

Masa spalonego paliwa

W celu wyliczenia masy spalonego paliwa należy podzielić energię uzyskaną ze spalenia przez iloczyn jego wartości opałowej i sprawności spalania. W zależności od rodzaju paliwa współczynniki spalania są różne

m = \frac{E t o t}{W u \cdot η}

m - masa spalonego paliwa [kg]
Etot - energia uzyskana ze spalenia paliwa [kWh] (wielkość rocznego zapotrzebowania na energię elektryczną budynku, czyli - Erz wartość rocznego zużycia energii)
Wu - wartość opałowa paliwa [MJ/kg]
η - sprawność spalania [%], w przypadku węgla - 30%

Etot

kWh

Wu = 22 MJ/kg

η = 30%

m = 0 [kg]

Emisja CO₂

Emisję CO₂ można wyliczyć następująco:

E = m \cdot W

E - emisja substancji, wyrażona w kilogramach [kg]
m - masa spalonego paliwa [kg]: w przypadku paliw stałych oraz ciekłych, wyrażone w megagramach [Mg], w przypadku paliw gazowych, wyrażone w tysiącach metrów sześciennych [tys. m³]
W - wskaźnik emisji wyrażony w gramach na jednostkę zużytego paliwa

E = 0 [g]

Kompensacja CO₂

Kalkulator ten orientacyjnie pokazuje liczbę 30-letnich dębów, które od momentu posadzenia do osiągniecia wieku 30 lat mogłyby zrekompensować roczną emisję CO₂ do atmosfery spowodowaną korzystaniem z energii elektrycznej wytworzonej ze źródeł nieodnawialnych.

x = \frac{E [k g]}{D [k g]}

E - roczna emisja CO₂ [kg]
D - ilość pochłoniętego CO₂ przez 30-letni dąb w całym cyklu jego życia

x = 0

Dobór systemu fotowoltaicznego

Kalkulator ten pozwala na dobranie systemu fotowoltaicznego do określonego zapotrzebowania energetycznego. Przyjęte zostało robocze założenie, że dobierany system odpowiada 100% wyliczonego wcześniej zapotrzebowania energetycznego.

M m = \frac{E r z \cdot G (S T C)}{N \cdot w k \cdot w w}

Mm - moc systemu fotowoltaicznego
Erz - roczne zapotrzebowanie energetyczne obiektu [kWh] - wartość wyliczona w kalkulatorze zużycia energii
N - nasłonecznienie w danej lokalizacji na powierzchnię horyzontalną [kWh/m²] - wartość odczytana z mapy nasłonecznienia Polski
G(STC) - natężenie promieniowania słonecznego w warunkach STC (1000 W/m²) = (1 kW/m²)
wk - współczynnik korekcyjny, uwzględniający kąt nachylenia i azymut systemu PV
ww - współczynnik wydajności (100% - poziom wszystkich strat). Do obliczeń w ramach projektu należy przyjmować wartość współczynnika wydajności równą 92% strat tj. ww = 0,92 dla wysokiej jakości materiałów współczynnik wydajności systemu fotowoltaicznego należy przyjmować ok. 92%, natomiast przy gorszych produktach (chińscy producenci) wartość może wynosić poniżej 85%. Do wyliczeń należy przyjąć wymiany dachu o wystawie południowej, południowo-wschodniej i południowo-zachodniej.

N

kWh / m²

wk

ww

%

Mapa nasłonecznienia Polski Współczynnik korekcyjny, uwzględniający kąt nachylenia i azymut systemu PV

Mm = 0 [kW]

Liczba modułów systemu PV

W celu obliczenia ilości modułów PV należy wyliczoną moc systemu fotowoltaicznego podzielić przez moc standardowego modułu.

x = \frac{M m}{M s t a n d}

x - liczba modułów fotowoltaicznych
Mm - moc systemu fotowoltaicznego [kW]
Mstand - moc standardowego modułu fotowoltaicznego [kW]

Mstand

kW

x = 0

Wydajność systemu fotowoltaicznego

Kalkulator ekonomiczny pomoże oszacować oszczędności, które zostaną wygenerowane w wyniku zainstalowania systemu fotowoltaicznego.

P = W \cdot M m

P - roczna produkcja energii elektrycznej przez system fotowoltaiczny [kWh]
W - wydajność systemu fotowoltaicznego [kWh/rok]

Do obliczeń należy przyjąć wydajność produkcji energii elektrycznej zależnej od orientacji systemu:

dobrze zaprojektowany system zorientowany w kierunku południowym powinien produkować ok. 950kWh/rok z zainstalowanego 1 kW
dobrze zaprojektowany system zorientowany w kierunku wschód-zachód powinien produkować ok. 850kWh/rok z zainstalowanego 1 kW

W

kWh / rok

P = 0 [kWh]

Koszt instalacji fotowoltaicznej

Koszt instalacji systemu = koszt jednostkowy instalacji 1W x wielkość systemu

K = K j \cdot M m

K - koszt instalacji systemu fotowoltaicznego [PLN]
Kj - koszt jednostkowy instalacji systemu (ok. 3.70 PLN / wat)
Mm - moc zainstalowanego systemu fotowoltaicznego [kW]

Kj

PLN

K = 0 PLN

Wartość prądu wyprodukowanego we własnej instalacji fotowoltaicznej

Wartość wyprodukowanego prądu z własnego systemu = cena jednostkowa 1kWh x roczna produkcja systemu fotowoltaicznego

E n = E n j \cdot M m

En - wartość energii elektrycznej wyprodukowanej we własnym systemie fotowoltaicznym [PLN]
Enj - cena jednostkowa 1kWh energii elektrycznej [PLN/kWh]
Mm - roczna produkcja energii elektrycznej przez system fotowoltaiczny [kWh]

Enj

PLN/kWh

En = 0 PLN