kW, kWp i kWh w fotowoltaice – czym się różnią?
Ryszard Jesionowski:
Jedną z najczęstszych przyczyn zamieszania podczas rozmowy o fotowoltaice są nazwy: kW, kWp oraz kWh. Co one oznaczają? Jaka jest pomiędzy nimi różnica?
Aby lepiej zrozumieć zalety fotowoltaiki dobrze jest poznać różnicę pomiędzy kilowatami (kW) a kilowatogodzinami (kWh). A różnica między nimi jest prosta: kW są miarą mocy, a kWh są miarą energii (moc w okresie czasu). Na przykład, grzejnik może potrzebować 1 kW mocy do pracy. Jeśli będzie grzał przez godzinę, zużyje 1 kWh.
Natomiast Wp, nazywany watpik, jest miarą mocy paneli fotowoltaicznych oraz instalacji fotowoltaicznej. Jak uniknąć pomieszania tych nazw oraz jakie są typowe wartości kW, Kwp oraz kWh w fotowoltaice dla domu, dowiesz się poniżej.
- Co to jest wat?
- 1 kW ile to kWh
- Wp, kWp, kWh w fotowoltaice
- Jak fotowoltaika obniża rachunki za prąd?
- Co to jest STC w fotowoltaice?
- Podsumowanie
Co to jest wat?
Wat (W) to jednostka mocy. Potraktuj moc jako „zdolność do wykonywania pracy”. Technicznie rzecz biorąc, wat jest miarą transferu energii równą jednemu dżulowi na sekundę, ale ponieważ nikt poza laboratorium nie używał słowa „dżul” od czasów lekcji fizyki w liceum, pozostaniemy przy słowie „wat”.
Waty, kilowaty, megawaty itd.
Wat jest podstawową jednostką mocy, ale gdy mówimy o fotowoltaice lub zużyciu energii elektrycznej w domu, często mówimy o kilowatach: 1 kilowat równa się 1000 watów.
Kiedy mówimy o wytwarzaniu energii elektrycznej przez elektrownię, mnożymy kilowaty razy 1000, aby uzyskać megawaty (MW).
Oto urok łacińskich przedrostków. Za każdym razem, gdy liczbę mnożymy razy 1000, pojawia się nowy przedrostek. kilo-, mega-, giga-, tera-, … lista jest długa.
Elektryczność jak woda
Dobrym sposobem wyobrażenia sobie prądu elektrycznego jest to, że przypomina on wodę. Wyobraź sobie wąż ogrodowy z zamontowaną dyszą na końcu. W wężu woda znajduje się pod ciśnieniem i chce z niego wypłynąć. Jeśli otworzysz dyszę, woda popłynie z określoną prędkością.
W elektryczności napięcie przypomina ciśnienie wody. Określa ono, ile energii elektrycznej może przepłynąć przez instalację. Natężenie prądu to wielkość przepływu, czyli ilość przepływającej wody. Gdy mówimy o elektryczności, natężenie przepływu prądu często jest nazywane prądem.
Całkowita ilość watów mocy jest równa woltom (V) pomnożonym razy ampery (A).
Wróćmy do węża z wodą. Załóżmy, że dysza ma trzy pozycje: otwarta, niskie ciśnienie i wysokie ciśnienie. Ciśnienie wody przed dyszą jest stałe; to ciśnienie jest jak napięcie. Gdy dysza jest zamknięta, nie ma przepływu, więc nie ma mocy.
Przestaw teraz dyszę na pozycję z niskim ciśnieniem a otrzymasz moc! Spowodowałeś, że woda zaczęła płynąć. Przepływ mierzony jest w litrach na minutę, a wracając do naszej metafory prądowej, przepływ wody odpowiada „mocy”.
Przestaw dyszę na wysokie ciśnienie, aby jeszcze bardziej zwiększyć natężenie przepływu, a uzyskasz jeszcze więcej mocy; więcej „watów”.
1 kW ile to kWh
Trzymając się metafory wody: wypływająca z węża woda jest miarą mocy. Jeśli teraz włożysz wąż do wiadra na kilka minut, wiadro napełni się wodą. Woda, która wpłynęła do wiadra jest miarą ilości energii, która przepłynęła przez wąż.
Na co dzień mamy do czynienia z watami najczęściej wymieniając żarówkę. Weźmy 100-watową żarówkę – taka żarówka potrzebuje 100 watów, aby świecić (w rzeczywistości potrafi świecić również z mniejszą mocą, ale nie tak jasno). Jeśli pozostawisz 100-watową żarówkę zapaloną przez godzinę, zużyjesz 100 watogodzin.
Jak już wcześniej mówiliśmy, kilowat mocy (kW) to 1000 watów, więc jeśli pozostawisz dziesięć 100-watowych żarówek (1 kW żarówek) włączonych przez godzinę, zużyjesz jedną kilowatogodzinę (kWh).
Jest to jeden z powodów, dla których zmiana klasycznych żarówek na LED robi dużą różnicę w rachunkach za prąd. Żarówka LED może wytworzyć tyle samo światła, co 100-watowa żarówka żarowa, ale potrzebuje tylko 14 watów. Oznacza to, że dziesięć 14-watowych diod LED może świecić przez 7,25 godziny i zużyć tyle samo energii, co żarówki żarowe w ciągu godziny.
kW i kWh na rachunku za prąd
Gdy energia elektryczna jest zużywana w domu w ciągu dnia, licznik obraca się (lub zlicza cyfrowo), aby zarejestrować ilość zużywanej energii. Pomiar ten jest sumowany i na koniec miesiąca ustalana jest określona liczba kWh zużytego prądu.
Pod koniec każdego cyklu rozliczeniowego, elektrownia odczytuje licznik i rejestruje całkowite zużycie energii. Następnie liczba kWh jest mnożona razy stawkę i wystawiony zostaje rachunek za prąd.
Załóżmy, że zużywasz 1000 kWh miesięcznie, a Twoja stawka za energię elektryczną wynosi 0,7 zł/kWh – Twój rachunek wyniesie 700 zł plus opłaty dodatkowe (stałe i zmienne).
Zobacz jak wybrać odpowiednią instalację fotowoltaiczną – jaka jest opłacalność, jak uzyskać największą produkcję energii, jakie są ceny i wiele więcej.
Wp, kWp, kWh w fotowoltaice
Skróty Wp (watpik) oraz kWp (kilowatpik), które są powszechnie stosowane w fotowoltaice, oznaczają moc maksymalną prądu stałego panelu fotowoltaicznego lub instalacji fotowoltaicznej.
Kilowatpik (kWp) oraz watpik (Wp) to jednostki używane wyłącznie do pomiaru mocy instalacji fotowoltaicznych. Zazwyczaj moc elektryczną mierzy się w watach – o czym mówiliśmy wcześniej.
Przyrostek „peak” lub „pik” jest używany fotowoltaice do porównywania mocy różnych modułów fotowoltaicznych. Bierze się to stąd, iż panel fotowoltaiczny wytwarza różną moc w różnych warunkach, na przykład w różnych temperaturach. Aby mieć możliwość porównywania paneli fotowoltaicznych, ich moc jest zawsze ustalana dla określonych warunków – są to tak zwane standardowe warunki testowe (STC).
kW i kWh w panelach fotowoltaicznych i magazynach energii
Gdy do ogniwa fotowoltaicznego dociera światło składające się z fotonów, następuje wybicie elektronów z ich stanu spoczynku. Przemieszczanie się elektronów to przepływ prądu elektrycznego. Podłączając przewody do ogniw fotowoltaicznych, można wykorzystać energię z fotowoltaiki do zasilania domu.
Każdy panel fotowoltaiczny jest przystosowany do zamiany określonej liczby fotonów na elektrony – tj. generuje określoną liczbę watów mocy prądu stałego (DC). Aby osiągnąć moc nominalną, panel fotowoltaiczny potrzebuje bardzo dobrej pogody i dzieje się to na ogół w południe – przy gorszej pogodzie będzie wytwarzał niższą moc. Typowa moc panelu fotowoltaicznego wynosi obecnie około 450 Wp (watpików).
Typowa instalacja fotowoltaiczna do domu potrzebuje około 16 takich paneli, co daje łączną moc około 7 kWp. Kiedy więc mówimy „instalacja fotowoltaiczna 7 kWp”, mówimy o maksymalnej mocy prądu stałego w idealnych warunkach pogodowych.
Jeśli chodzi o baterie, używa się zarówno kW, jak i kWh. Ilość energii, jaką może zgromadzić domowy magazyn energii, jest mierzona w kWh. Ale baterie muszą dostarczyć energię do domu, więc szybkość, z jaką mogą wytwarzać energię, jest określana w kW.
Zobacz, jakie wybrać panele fotowoltaiczne, aby uzyskać jak najwięcej kWh z kWp, co wpływa na wydajność paneli, ceny, lista najpopularniejszych producentów, i wiele więcej.
Jak fotowoltaika obniża rachunki za prąd?
Panele fotowoltaiczne wytwarzają energię do zasilania zmywarki, pralki, pompy ciepła i innych urządzeń. Fotowoltaika obniża rachunki za prąd, zastępując energię elektryczną, która w przeciwnym razie zostałaby zakupiona z elektrowni.
Wiemy, że instalacja fotowoltaiczna o mocy 7 kWp może wytwarzać taką moc w idealnych warunkach pogodowych i głównie w południe (jeśli panele słoneczne są skierowane na południe). W innych porach dnia słońce świeci pod innym kątem i fotowoltaika nie osiąga mocy nominalnej.
Wróćmy jednak do powyższego wątku na temat napięcia oraz natężenia przepływu prądu. Gdy tylko wystarczająca ilość promieni słonecznych dotrze do powierzchni panelu słonecznego, jego napięcie osiąga niemal pełną wartość, ale liczba fotonów, które wzbudzają elektrony jest niska, więc natężenie przepływu prądu również jest niskie.
Gdy słońce wzniesie się nieco wyżej i zacznie świecić intensywniej na moduł fotowoltaiczny, liczba wzbudzonych elektronów wzrasta w zależności od warunków pogodowych. Jeśli popatrzymy na produkcję energii z fotowoltaiki w ciągu dnia, przypomina ona dzwon z najniższymi wartościami o wschodzie i zachodzie słońca oraz szczytem pośrodku.
Ile kWp na kWh?
Ilość kWh energii elektrycznej wytworzonej przez 1 kWp mocy różni się głównie w zależności od kierunku ułożenia paneli fotowoltaicznych, kąta nachylenia i nasłonecznienia instalacji fotowoltaicznej. Szacunkowo można jednak przyjąć, iż w Polsce 1 kWp mocy produkuje ok. 1000 kWh energii rocznie, jeśli moduły solarne ułożone są w kierunku południowym.
Ile produkuje fotowoltaika dziennie? 10 kW paneli fotowoltaicznych wyprodukuje średnio 27 kWh dziennie. Biorąc pod uwagę pory roku, w czerwcu fotowoltaika 10 kW wyprodukuje ok. 45 kWh a w grudniu ok. 8 kWh dziennie.
Co to jest STC w fotowoltaice?
Moc panelu fotowoltaicznego w standardowych warunkach testowych (STC) jest wymieniana w karcie produktu każdego panelu. Standardowe warunki testowe są warunkami pracy, w których mierzona jest wydajność modułów i umożliwiają łatwe porównanie różnych paneli słonecznych. Występują trzy parametry określające warunki STC:
- natężenie promieniowania słonecznego 1000 W/m²
Promieniowanie słoneczne o natężeniu 1000 W/m² odpowiada bardzo ładnej, bezchmurnej pogodzie. - masa powietrza (AM) wynosząca 1,5
Masa powietrza (AM) jest miarą długości drogi przebytej przez światło słoneczne przez atmosferę ziemską do ziemi. AM równa 1 występuje, gdy słońce znajduje się w zenicie, a promienie słoneczne padają pionowo na powierzchnię ziemi. Współczynnik AM równy 1,5 stosowany w standardowych warunkach testowych wynika z kąta zenitalnego wynoszącego 48,2 stopnia. Przy AM równym 1,5 natężenie promieniowania wynosi 1000 W/m². - Temperatura ogniwa fotowoltaicznego 25 °C
Moc paneli fotowoltaicznych zmienia się wraz z temperaturą. Wielkość tych zmian jest zależna od współczynnika temperaturowego.
Warunki NOCT – bardziej realistyczne STC
Standardowe warunki testowe występują w praktyce bardzo rzadko, w polskim klimacie na ogół na wiosnę i w ciągu roku trwają łącznie nie więcej niż godzinę lub dwie. Dlatego też opracowano warunki NOCT jako uzupełnienie STC.
NOCT mierzy wydajność modułu w bardziej zbliżonych do rzeczywistości warunkach. Moc paneli fotowoltaicznych dla NOCT również można znaleźć w karcie produktu. W przeciwieństwie do STC, NOCT bierze pod uwagę, wyższą temperaturę pracy modułów – 45 stopni a natężenie promieniowania słonecznego 800 W/m².
Podsumowanie
- Waty i kilowaty są jednostkami mocy, jest to zdolność do wykonania pracy.
- Kilowatogodzina jest jednostką energii, jest to ilość pracy wykonana w określonym czasie.
- Fotowoltaika produkuje kilowatogodziny energii, która zmniejsza zmniejsza rachunek za prąd.
Może Cię zainteresować
