Opłacalność instalacji fotowoltaicznej

Pytanie o ekonomikę inwestycji w instalację fotowoltaiczną pojawia się ostatnio nad wyraz często niedawno poruszałem ten temat na blogu. Dziś czas go rozwinąć i zaktualizować odpowiadając na pytanie czy w świetle nowej ustawy o OZE fotowoltaika może być opłacalna?

Co to oznacza opłacalność inwestycji w fotowoltaikę.

Odpowiedź na pytanie czy instalacja fotowoltaiczna jest opłacalna nie jest często bardzo trudna gdyż wiele osób różnie postrzega pojęcie opłacalności. Jeżeli zdefiniujemy opłacalność, jako ekonomiczną przewagę przychodów nad kosztami w czasie pracy instalacji to fotowoltaika w wielu przypadkach będzie opłacalna. Z kolei, jeżeli ktoś pod pojęciem opłacalności rozumie szybki zarobek i duże zyski to raczej w najbliższych latach powinien nie zajmować się fotowoltaiką.

Na kredyt czy za gotówkę?

Przedstawię dziś dwa podejścia do inwestycji w instalację fotowoltaiczną. Jedną z punktu widzenia realizacji inwestycji kredytem hipotecznym branym na 30 lat o średnim oprocentowaniu w tym czasie 6%. W drugim przypadku będzie to długoterminowa lokata własnego kapitału. Sposób podejścia przedstawiał będzie punkt widzenia prywatnego domowego inwestora, który będzie sprzedawał energię do sieci po cenie równej jej zakupowi (wraz z kosztami przesyłu) lub zużywał wszystko na potrzeby własne.

Koszt instalacji.

Koszt instalacji na podstawie danych od firmy realizującej instalacje fotowoltaiczne skalkulowany został na 47358 zł (8%VAT) za kompletną instalację z montażem o mocy 4,95 kW. Uzysk energii z instalacji po uwzględnieniu strat przesyłu został założony na 4390 kWh/rok a spadek mocy baterii słonecznych przyjęto 1% rocznie. Koszty serwisu ustalono na 2% przychodów z instalacji a wzrost cen energii 6% rocznie. Dla tak przyjętych założeń roczne przychody z instalacji wyglądają następująco:

lata	cena energii	ilość energii kWh	Wartość wyprodukowanej energii
1	0,60 zł	4390	2 634,00 zł
2	0,64 zł	4346	2 764,12 zł
3	0,67 zł	4303	2 900,67 zł
4	0,71 zł	4260	3 043,96 zł
5	0,76 zł	4217	3 194,33 zł
6	0,80 zł	4175	3 352,13 zł
7	0,85 zł	4133	3 517,73 zł
8	0,90 zł	4092	3 691,50 zł
9	0,96 zł	4051	3 873,86 zł
10	1,01 zł	4010	4 065,23 zł
11	1,07 zł	3970	4 266,05 zł
12	1,14 zł	3931	4 476,80 zł
13	1,21 zł	3891	4 697,95 zł
14	1,28 zł	3852	4 930,03 zł
15	1,36 zł	3814	5 173,57 zł
16	1,44 zł	3776	5 429,15 zł
17	1,52 zł	3738	5 697,35 zł
18	1,62 zł	3701	5 978,80 zł
19	1,71 zł	3664	6 274,15 zł
20	1,82 zł	3627	6 584,09 zł
21	1,92 zł	3591	6 909,35 zł
22	2,04 zł	3555	7 250,67 zł
23	2,16 zł	3519	7 608,85 zł
24	2,29 zł	3484	7 984,73 zł
25	2,43 zł	3449	8 379,17 zł
26	2,58 zł	3415	8 793,11 zł
27	2,73 zł	3380	9 227,48 zł
28	2,89 zł	3347	9 683,32 zł
29	3,07 zł	3313	10 161,68 zł
30	3,25 zł	3280	10 663,67 zł
suma przychodów			173 207,50 zł

 

Przy obecnych cenach energii i przy założeniu, że będą one rosły łączne przychody z instalacji fotowoltaicznej w przeciągu 30 lat jej pracy mogą wydawać się spore w odniesieniu do nakładów, ale czy przesądzają one o opłacalności?

Opłacalność realizacji inwestycji fotowoltaicznej za gotówkę.

Jak powinien spojrzeć inwestor myślący o instalacji fotowoltaicznej na jej opłacalność, jeżeli chce ją realizować za gotówkę?

Powinien sprawdzić czy instalując baterie słoneczne na dachu w rozpatrywanym horyzoncie inwestycji zarobi więcej niż na innej formie inwestycji. Rozpatrzmy przypadek, w którym inwestycja w fotowoltaikę będzie alternatywą dla "funduszu emerytalnego", na którym środki w długim okresie rosną 6% rocznie. Aby warunki porównania były jednakowe przeanalizujemy dwa przypadki

1- kolor czerwony przychody z instalacji fotowoltaicznej jak i lokaty są konsumowane i niedodawane są do kapitału

2- kolor zielony przychody z instalacji fotowoltaicznej jak i lokaty nie są konsumowane, przez co są dodawane do kapitału (pula kapitału cały czas rośnie) 

 

lata	przychód z PV  skumulowany  bez kapitalizacji	przychód  z PV  skumulowany  z kapitalizacją	lokata bez  kapitalizacji	lokata z kapitalizacją
1	2 581,32 zł	2 736,20 zł	47 358,00 zł	47 358,00 zł
2	5 290,16 zł	5 771,74 zł	50 199,48 zł	50 199,48 zł
3	8 132,81 zł	9 131,26 zł	53 040,96 zł	53 211,45 zł
4	11 115,89 zł	12 841,20 zł	55 882,44 zł	56 404,14 zł
5	14 246,34 zł	16 929,94 zł	58 723,92 zł	59 788,38 zł
6	17 531,43 zł	21 427,93 zł	61 565,40 zł	63 375,69 zł
7	20 978,80 zł	26 367,82 zł	64 406,88 zł	67 178,23 zł
8	24 596,47 zł	31 784,62 zł	67 248,36 zł	71 208,92 zł
9	28 392,86 zł	37 715,87 zł	70 089,84 zł	75 481,46 zł
10	32 376,78 zł	44 201,79 zł	72 931,32 zł	80 010,34 zł
11	36 557,52 zł	51 285,47 zł	75 772,80 zł	84 810,97 zł
12	40 944,78 zł	59 013,10 zł	78 614,28 zł	89 899,62 zł
13	45 548,77 zł	67 434,11 zł	81 455,76 zł	95 293,60 zł
14	50 380,20 zł	76 601,47 zł	84 297,24 zł	101 011,22 zł
15	55 450,30 zł	86 571,87 zł	87 138,72 zł	107 071,89 zł
16	60 770,87 zł	97 405,98 zł	89 980,20 zł	113 496,20 zł
17	66 354,27 zł	109 168,75 zł	92 821,68 zł	120 305,98 zł
18	72 213,49 zł	121 929,64 zł	95 663,16 zł	127 524,33 zł
19	78 362,15 zł	135 763,01 zł	98 504,64 zł	135 175,79 zł
20	84 814,56 zł	150 748,34 zł	101 346,12 zł	143 286,34 zł
21	91 585,72 zł	166 970,67 zł	104 187,60 zł	151 883,52 zł
22	98 691,38 zł	184 520,91 zł	107 029,08 zł	160 996,53 zł
23	106 148,05 zł	203 496,24 zł	109 870,56 zł	170 656,32 zł
24	113 973,09 zł	224 000,55 zł	112 712,04 zł	180 895,70 zł
25	122 184,68 zł	246 144,87 zł	115 553,52 zł	191 749,45 zł
26	130 801,92 zł	270 047,84 zł	118 395,00 zł	203 254,41 zł
27	139 844,86 zł	295 836,22 zł	121 236,48 zł	215 449,68 zł
28	149 334,51 zł	323 645,43 zł	124 077,96 zł	228 376,66 zł
29	159 292,96 zł	353 620,10 zł	126 919,44 zł	242 079,26 zł
30	169 743,35 zł	385 914,72 zł	129 760,92 zł	256 604,01 zł

Zyski z fotowoltaiki i lokaty w okresie 30 lat

W długim okresie inwestycja w fotowoltaikę już teraz dałaby większe zyski niż zwykła lokata. Jeżeli wyprodukowaną energię można by sprzedawać do sieci po cenie jej zakupu. Jednak wyraźnie należy podkreślić że ważny jest tu "długi" horyzont inwestycji ! Okres zwrotu rozumiany, jako zrównanie się przychodów z instalacji z równoważną inwestycją w lokatę następuje po 20-25 latach. Wiele osób inwestuje, jako zabezpieczenie emerytalne w nieruchomości na tym tle inwestycja w instalacje fotowoltaiczną wydaje się bardziej pewna i zyskowna.


Na kredyt

Ten sposób finansowania inwestycji wielu wyda się bardziej korzystny, choć generował będzie mniejsze zyski to jednak potocznie rozumiana "opłacalność" inwestycji dla inwestora pojawi się wcześniej gdyż to bank będzie czekał na całkowity zwrot z inwestycji i to on w całym okresie zarobi najwięcej. 

lata	Przychód z instalacji PV	Roczne raty kredytu (raty równe)	Roczne raty kredytu (raty malejące)
1	2 581,32 zł	3 407,22 zł	4 376,67 zł
2	2 708,84 zł	3 407,22 zł	4 281,95 zł
3	2 842,65 zł	3 407,22 zł	4 187,24 zł
4	2 983,08 zł	3 407,22 zł	4 092,52 zł
5	3 130,45 zł	3 407,22 zł	3 997,80 zł
6	3 285,09 zł	3 407,22 zł	3 903,09 zł
7	3 447,37 zł	3 407,22 zł	3 808,37 zł
8	3 617,67 zł	3 407,22 zł	3 713,66 zł
9	3 796,39 zł	3 407,22 zł	3 618,94 zł
10	3 983,93 zł	3 407,22 zł	3 524,22 zł
11	4 180,73 zł	3 407,22 zł	3 429,51 zł
12	4 387,26 zł	3 407,22 zł	3 334,79 zł
13	4 603,99 zł	3 407,22 zł	3 240,08 zł
14	4 831,43 zł	3 407,22 zł	3 145,36 zł
15	5 070,10 zł	3 407,22 zł	3 050,64 zł
16	5 320,56 zł	3 407,22 zł	2 955,93 zł
17	5 583,40 zł	3 407,22 zł	2 861,21 zł
18	5 859,22 zł	3 407,22 zł	2 766,50 zł
19	6 148,67 zł	3 407,22 zł	2 671,78 zł
20	6 452,41 zł	3 407,22 zł	2 577,06 zł
21	6 771,16 zł	3 407,22 zł	2 482,35 zł
22	7 105,65 zł	3 407,22 zł	2 387,63 zł
23	7 456,67 zł	3 407,22 zł	2 292,92 zł
24	7 825,03 zł	3 407,22 zł	2 198,20 zł
25	8 211,59 zł	3 407,22 zł	2 103,48 zł
26	8 617,24 zł	3 407,22 zł	2 008,77 zł
27	9 042,93 zł	3 407,22 zł	1 914,05 zł
28	9 489,66 zł	3 407,22 zł	1 819,34 zł
29	9 958,44 zł	3 407,22 zł	1 724,62 zł
30	10 450,39 zł	3 407,22 zł	1 629,90 zł
Suma przychodów	169 743,35 zł	102 216,65 zł	90 098,59 zł

Inwestycyjnie ten przypadek wygląda bardzo ciekawie gdyż po sześciu latach przychody z instalacji fotowoltaicznej przewyższają wydatki na ratę kredytu. Uprzedzając głosy sceptyków zdaję sobie sprawę, że wyliczenia te zależą od wielu zmiennych, które jednak są ściśle powiązane ze sobą i linia trendu zawsze będzie jedna. Jeżeli inflacja cen energii będzie niższa od założonej to prawdopodobnie niższe też będzie oprocentowanie kredytu. Z kolei duża inflacja cen i wysokie zyski pociągną za sobą wyższe raty kredytu. Można wyznaczyć kilka scenariuszy, które nawet przy skrajnych założeniach wskazują, że przy obecnych cenach energii inwestycja w fotowoltaikę przy budowie domu na kredyt jest zasadna (o ile nowa ustawa o OZE umożliwi przyłączenie i sprzedaż energii do sieci)

Opłacalność inwestycji w fotowoltaikę przy różnych scenariuszach

Można zadać sobie pytanie, przy jakiej cenie energii elektrycznej instalacja fotowoltaiczna byłaby opłacalna już teraz. Tzn zyski z instalacji byłyby większe od raty kredytu już w pierwszym roku? Łatwo to wyliczyć że przy tych założeniach jest to 0,78zł/kWh czyli tylko 30% więcej niż obecna cena energii dla odbiorców indywidualnych. 

Opłacalność inwestycji w fotowoltaikę przy cenie energii 0,78zł/kWh

Refleksja na temat Polskiego rynku fotowoltaiki

Patrząc na zainstalowaną moc w fotowoltaice, która wg moich szacunków wynosiła w 2011r. ok 1,4 MW przy czym za 1 MW odpowiedzialna była uruchomiona jedna farma w Wierzchosławicach, można powiedzieć że rynek ten u nas praktycznie nie istnieje a bez zmiany prawa i sposobu finansowania potencjał rozwoju tego rynku w najbliższych latach jest niewielki. Obraz ten stoi w sprzeczności z rozwojem branży w postaci nowych dystrybutorów, firm instalacyjnych, i producentów, których na polskim rynku przybywa z miesiąca na miesiąc. Doskonale pokazały to ostatnie targi Green Power w Poznaniu, które zdominowane zostały przez szeroko pojęte firmy fotowoltaiczne. Rozmawiając z wieloma przedstawicielami tych firm można dojść do wniosku, że przygotowują się oni do nowej perspektywy na rynku, jaką ma zbudować nowa ustawa, o OZE. Pytanie, co zrobią ci nowi gracze, jeżeli nowa ustawa, o OZE nie wejdzie w życie jak większość szacuje z początkiem 2013 lub jeżeli wysokość wsparcia nie będzie na oczekiwanym poziomie? Wiele firm zapomina także, że trzymanie się ministerstwa systemu zielonych certyfikatów nawet przy wysokich współczynnikach korekcyjnych może nie mieć żadnego pozytywnego efektu dla branży, jeżeli dojdzie do nadpodaży certyfikatów na rynku i w konsekwencji spadku ich ceny.

Trudne formowanie się rynku.

Polski dziewiczy rynek fotowoltaiki nie posiada wypracowanych dobrych praktyk ani standardów prowadzenia biznesu. Z tego powodu na rynku zaczyna dominować dzika konkurencja głównie ceną. Z dużą dozą prawdopodobieństwa można powiedzieć, że 99% inwestorów nie ma pojęcia na temat różnic między poszczególnymi panelami fotowoltaicznymi czy inwerterami. Z tego powodu prawie każdy inwestor kieruje się jedynie ceną zapominając, że kluczem do zadowolenia z instalacji fotowoltaicznej jest jej bezawaryjna, wydajna i efektywna praca przez najbliższe 20-30 lat. Chcąc zaistnieć na małym polskim rynku fotowoltaiki większość firm zaczyna nazbyt konkurować ceną importując najtańsze i często wątpliwej, jakości moduły fotowoltaiczne i inwertery. Na rynku nieświadomych inwestorów niezwykle trudne zadanie mają firmy, które stawiają, na jakość. Z tego względu, aby w Polsce uniknąć kilku lat dzikiego rozwoju i wielu niezadowolonych klientów trzeba stawiać, na edukację. Wielu inwestorów jest w stanie zaakceptować kilkanaście procent wyższą cenę, jeżeli uzna to za uzasadnione w postaci lepszych czy pewniejszych uzysków energii. Ważne jest, aby system wsparcia powiązany był z efektami w postaci dofinansowania wyprodukowanej energii a nie jak ma to miejsce w przypadku kolektorów dofinansowania urządzeń bez względu na ich parametry czy trwałość.

Dobór mocy inwertera w instalacji fotowoltaicznej

W wielu opracowaniach można znaleźć informacje że moc inwertera po stronie prądu stałego powinna być 1,05 - 1,15 wyższa niż sumaryczna moc maksymalna baterii słonecznych. W mojej ocenie wskaźnik ten dla instalacji zlokalizowanych na większości obszarów Polski (poza wysokimi górami) jest zdecydowanie zawyżony a jego stosowanie prowadzi do nieefektywnej pracy inwertera. W polskich warunkach klimatycznych moduł fotowoltaiczny nigdy (poza wysokimi górami) nie osiągnie mocy nominalnej. Najwyższe wartości natężenia promieniowania słonecznego notowane w Polsce to ok. 850 - 950 W/m2 bardzo rzadko (średnio kilka godzin w roku) notowane są wartości natężenia promieniowania słonecznego w okolicy 1000W/m2. Można więc założyć że nawet w słoneczny typowy dzień warunki natężenia promieniowania słonecznego będą 5 - 15% niższe niż warunki w jakich badane są baterie słoneczne. Dodatkowo przy wysokich wartościach natężenia promieniowania słonecznego rośnie temperatura ogniw do 60 - 70 oC, co przekłada się na spadek mocy rzędu 5 -15% w stosunku do mocy nominalnej baterii słonecznej. Do tego należy uwzględnić spadek mocy na przewodach oraz wynikający z zakurzenia instalacji. Z tego względu w polskich warunkach klimatycznych maksymalna rzeczywista moc instalacji fotowoltaicznej DC nie będzie przekraczać nawet krótko trwało 90% mocy nominalnej a długo trwało 80% mocy wyznaczonej w warunkach STC. Z tego względu w mojej ocenie optymalnie dobrana moc inwertera powinna wynosić 85-90% wartości mocy instalacji.

Przykładowa charakterystyka sprawności inwertera transformatorowego na przykładzie SUNNY BOY 3600 TL firmy SMA

Przyglądając się charakterystyką sprawności inwerterów łatwo zauważyć, że zarówno konstrukcje transformatorowe jak i beztransformatorowe pracują bardzo nie efektywnie w dolnych zakresach mocy. Wyraźny spadek efektywności zaczyna być widoczny przy obciążeniu inwertera mocą poniżej 30% mocy nominalnej. Z tego względu przewymiarowanie mocy inwertera w stosunku do mocy modułów fotowoltaicznych będzie skutkować spadkiem sprawności konwersji prądu stałego na przemienny.

W/m2	kWh/rok		Przybliżony stopień obciążenia inwertera
Wartość natężenia promieniowania słonecznego	Ilość energii docierająca do instalacji w danym przedziale natężenia promieniowania słonecznego	Procentowy  udział energii  w danym  przedziale	1,1:1	1:1	0,9:1	0,8:1	Stosunek  mocy inwertera do  instalacji PV
900-1000	11,5392	1,10%	0,9-0,8	1-0,9	1-1,1	1,1-1,2
800-900	30,2278	2,89%	0,8-0,7	0,9-0,8	1-0,9	1-1,1
700-800	53,1489	5,08%	0,7-0,6	0,8-0,7	0,9-0,8	1-0,9
600-700	96,1637	9,20%	0,6-0,5	0,7-0,6	0,8-0,7	0,9-0,8
500-600	133,2412	12,74%	0,5-0,4	0,6-0,5	0,7-0,6	0,8-0,7
400-500	170,9248	16,35%	0,4-0,3	0,5-0,4	0,6-0,5	0,7-0,6
300-400	174,6331	16,70%	0,3-0,2	0,4-0,3	0,5-0,4	0,6-0,5
200-300	157,9091	15,10%	0,2-0,1	0,3-0,2	0,4-0,3	0,5-0,4
100-200	148,9584	14,25%	0,1-0	0,2-0,1	0,3-0,2	0,4-0,3
0-100	68,7983	6,58%	0	0,1-0	0,2-0,1	0,3-0,2

Jak pokazuje powyższa tabela znacznie, bo aż 45% energii dociera do instalacji fotowoltaicznej w zakresie niskiego natężenia promieniowania słonecznego 100 - 400 W/m2 to zacznie więcej niż ilość energii, jaka dociera w zakresie wysokiego natężenia promieniowania 700 - 1000 W/m2 gdzie jest to zaledwie niecałe 9%. Z analizy wynika, że każde przewymiarowanie instalacji będzie przyczyniać się do nieefektywnej pracy inwertera przy przetwarzaniu znacznej części energii. Z kolei nie dowymiarowanie inwertera spowoduje efektywniejszą jego pracę przy niskich wartościach nasłonecznienia 100 - 300 W/m2 przy ryzyku wyłączenia i niezagospodarowania zaledwie 1% energii.

Więcej o doborze inwerterów w przygotowywanej książce o małych instalacjach fotwoltaicznych