ANALIZA OPŁACALNOŚCI PRODUKCJI ENERGII STALACJI OZE W BUDYNKU MIESZKALNYM Z MIKROIN- 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 (mała instalacja fotowoltaiczna znajdująca się w pobliżu Wrocławia) podczas dwunastu miesięcy 2014 r. Na podstawie badań i analiz określono opłacalność wykorzystania dwóch różnych instalacji fotowoltaicznych typu on-grid, do produkcji elektrycznej w budynku mieszkalnym jednorodzinnym. Przeanalizowano wpływ nowych uregulowań prawnych i systemu wsparcia (ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach.) na atrakcyjność, promowanego w nowelizacji prawa energetycznego, rozwoju produkcji rozproszonej m.in. z instalacji fotowoltaicznych. Z przeprowadzonych analiz i obliczeń wynika, że nowy system wsparcia, który ma wejść w życie od 1 stycznia 2016 r. spowoduje, że rozproszona produkcja elektrycznej w budynkach mieszkalnych jednorodzinnych, przez mikroinstalacje fotowoltaiczne będzie 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 sierpnia 2013 [1] wprowadzono m.in. kategorię mikroinstalacji OZE i określono warunki, na jakich będzie można je instalować i użytkować. Według wyżej wymienionego rozporządzenia definicja mikroinstalacji jest następująca: mikroinstalacja odnawialne źródło, o łącznej mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż 40 kw, przyłączone do sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kv lub o łącznej mocy zainstalowanej cieplnej nie większej niż 120 kw. Jeżeli podmiot, który się ubiega o przyłączenie mikroinstalacji do sieci dystrybucyjnej przyłączony jest do sieci jako odbiorca końcowy, a moc zainstalowanej mikroinstalacji, o przyłączenie której ubiega się ten podmiot, nie będzie większa niż podana w warunkach przyłączenia, wtedy przyłączenie mikroinstalacji do sieci przedsiębiorstwa energetycznego odbywa się na podstawie zgłoszenia złożonego w tym przedsiębiorstwie. Operator systemu dystrybucyjnego elektroenergetycznego ponosi koszty instalacji układu pomiarowo-rozliczeniowego i układu zabezpieczającego. Dla reszty przypadków przyłączenie mikroinstalacji do sieci dystrybucyjnej 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 sprzedaży 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 elektrycznej, wyprodukowanej w mikroinstalacji (instalacja fotowoltaiczna), nie zachęca potencjalnych inwestorów do budowy tego typu instalacji z powodu braku opłacalności ekonomicznej tej inwestycji [3]. Jednak dnia 20 lutego 2015 r. została przegłosowana poprawka przez Sejm RP do ustawy o odnawialnych źródłach [4]. Część przepisów, m. in. dotyczących nowych form wsparcia wytwórców z odnawialnych źródeł (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 odprowadzą do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej. W pierwszej kolejności badaniom poddano małą instalację fotowoltaiczną (nr 1 o mocy 585 W P ), która pozyskuje energię odnawialną z promieniowania słonecznego do produkcji elektrycznej. Badania przeprowadzono dla jednego roku kalendarzowego, przy występujących lokalnych warunkach pogodowych, na przykładzie okolic Wrocławia. Następnie na podstawie przeprowadzonych badań dla instalacji nr 1 wyznaczono, poprzez analogię, produkcję elektrycznej dla większej instalacji (nr 2 o mocy 2000 W P ). Na podstawie pozyskanych wyników badań i założeń przeanalizowano opłacalność inwestycji dla różnych wariantów wykorzystania elektrycznej, wyprodukowanej przez te dwie instalacje fotowoltaiczne. 3. STANOWISKO BADAWCZE W 2012 r. wykonane zostało stanowisko badawcze w budynku mieszkalnym jednorodzinnym. Na dachu budynku i w pomieszczeniu technicznym zamontowano instalację fotowoltaiczną typu on-grid, która podłączona została do sieci elektroenergetycznej. Instalacja produkuje 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 produkowany 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 inwerter i moduły fotowoltaiczne. Pierwszym elementem jest inwerter Soladin 600. Wytworzony w ogniwach fotowoltaicznych prąd stały przekazywany był kablami elektrycznymi do inwertera. Zadaniem inwertera było przetwarzanie prądu stałego DC uzyskanego z ogniw fotowoltaicznych 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 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 P max = 3 195 W P = 585 W P i powierzchni 3 1,28 m 2 = 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 11,5 o skierowania w stronę kierunku wschodniego, a nachylenie względem powierzchni terenu 42 o.
Rys. 2. Widok południowej połaci dachu budynku z zamontowanymi modułami fotowoltaicznymi Dla standardowych warunków kontrolnych (temperatura ogniwa 25 o C i promieniowanie słoneczne 1000 W/m 2 ) 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 W P. 4. METODYKA BADAŃ Badania zostały przeprowadzone od 1 stycznia 2014 r. do 31 grudnia 2014 r. (dwanaście miesięcy 2014 r.). Dane pomiarowe z liczników elektrycznej odczytywano każdego ostatniego dnia miesiąca o godzinie 24 00, po zakończeniu miesięcznego poboru prądu w budynku. Dwa główne elementy pomiarowe, zainstalowane na stanowisku badawczym, to liczniki 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 elektrycznej pobranej przez budynek z sieci zewnętrznej elektroenergetycznej. Natomiast licznik 2 mierzył ilość elektrycznej wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną i przekazaną do sieci wewnętrznej budynku. Do wykonania analizy opłacalności przyjęto także drugą instalację fotowoltaiczną o mocy znamionowej P max = 8 250 W P = 2000 W P i powierzchni 8 1,63 m 2 = 13,04 m 2. Moc znamionowa, jak i powierzchnia tej instalacji jest 3,4 razy większa od badanej (stanowisko badawcze). 5. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ W rozporządzeniu (Dz.U. 2012, poz. 1229) [5] ustawodawca wymienił jako jedno ze źródeł odnawialnej produkcję elektrycznej przez instalację fotowoltaiczną z promieniowania słonecznego. Wytworzona energia może być wykorzystana na własne potrzeby, a ewentualna nadwyżka odsprzedawana do sieci elektroenergetycznej. Przychody ze sprzedaży 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 w mikro- i niektórych małych instalacjach OZE objętych systemem taryf gwarantowanych. Także wymagania techniczne i eksploatacyjne zawarte w art. 7a ust. 1 i 2 Prawa energetycznego [7] będą musiały spełniać mikroinstalacje przyłączane do sieci elektroenergetycznej. Podpisana przez Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej, dnia 11 marca, ustawa o Odnawialnych Źródłach Energii wejdzie w życie po upływie 30 dni od dnia ogłoszenia. Część przepisów, m.in. dotyczących nowych form wsparcia wytwórców z odnawialnych źródeł (rozdział 4) wejdzie w życie z dniem 1 stycznia 2016 r. Celem ustawy z dnia 20 lutego o odnawialnych źródłach (ustawa OZE) jest zapewnienie rozwoju gospodarki energetycznej z jednoczesnym zwiększeniem bezpieczeństwa energetycznego kraju i ochrony środowiska naturalnego. Ustawa dotycząca energetyki odnawialnej ma umożliwić kształtowanie instrumentów i mechanizmów, które będą wspierać produkcję elektrycznej, chłodu, ciepła i biogazu rolniczego w instalacjach wykorzystujących odnawialne źródła. Ma także umożliwić wypracowanie zrównoważonego i optymalnego zaopatrzenia w energię odbiorców końcowych, a także możliwość wykorzystania produktów ubocznych lub pozostałości z rolnictwa oraz przemysłu wykorzystującego surowce rolnicze na cele energetyczne. Wzrost ilości oddawanych z czasem do użytkowania nowych instalacji wykorzystujących odnawialne źródła ma się przyczynić do wzrostu zatrudnienia i tworzenia nowych miejsc pracy. Zakup elektrycznej wytworzonej przez prosumentów (osoby fizyczne niewykonujące działalności gospodarczej) w mikroinstalacjach odnawialnych źródeł (np. instalacja
fotowoltaiczna) będzie obowiązkowy. Sprzedawca będzie musiał zakupić energię elektryczną z nowobudowanych instalacji odnawialnego źródła, od wytwórcy 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 większej mocy sprzedawca będzie musiał zakupić energię elektryczną z nowobudowanych instalacji odnawialnego źródła, od wytwórcy z mikroinstalacji o mocy powyżej 3 kw do 10 kw włącznie, po określonej stałej cenie jednostkowej, która w przypadku instalacji fotowoltaicznej wyniesie 0,65 zł/kwh. Sprzedawca musi także obowiązkowo zakupić energię elektryczną z instalacji odnawialnego źródła (instalacja fotowoltaiczna), 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 styczeń 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 elektrycznej, która została przekazana do sieci elektrycznej budynku mieszkalnego. Natomiast z zewnętrznej 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 odsprzedaż elektrycznej wytworzonej przez instalację fotowoltaiczną. Za każdą odsprzedaną 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 elektrycznej na własne potrzeby 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 elektrycznej podczas drugiego roku eksploatacji instalacji 541,324 kwh;
cena odsprzedaży elektrycznej 750,00 zł/mwh; cena elektrycznej w taryfie stałej G11 542,92 zł/mwh; stawka podatku dochodowego 18%; oprocentowanie lokaty 2%/rok; kapitalizacja odsetek 1 rok; wzrost cen 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 Energia elektryczna wytworzona przez ogniwa pobrana z sieci fotowoltaiczne zewnętrznej E OGN [kwh] E ZEW [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% produkowanej przez instalację fotowoltaiczną będzie na bieżąco zużywana w budynku mieszkalnym. Natomiast kolejne 50% produkowanej będzie odsprzedawane do sieci elektroenergetycznej. Wartość odsprzedanej i konsumowanej elektrycznej oraz wysokość podatku dochodowego wyznaczono z następujących wzorów: W W ODS KON EELE CODS 50 % (1) EELE CKON 50 % (2) P W 18% (3) DOC ODS
gdzie: W ODS wartość odsprzedanej (zł/rok), W KON wartość konsumowanej (zł/rok), E ELE produkcja (kwh), C ODS cena odsprzedanej (zł/kwh), C KON cena konsumowanej (zł/kwh), P DOC podatek dochodowy (zł/rok). Skumulowany dochód nominalny został wyznaczony (tabela nr 2) na podstawie poniższych wzorów, biorąc pod uwagę wzrost cen elektrycznej w wysokości 1%/rok: gdzie: D D SKU D ROK (4) n ROK W W P (5) KON D SKU skumulowany dochód nominalny (zł), D ROK dochód roczny nominalny (zł/rok). ODS DOC Skumulowany dochód nominalny dla tego wariantu eksploatacji, po piętnastu latach użytkowania 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 kapitałowych. 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 elektrycznej: 0% - 100%, 2. 50% - 50%, 3. 100% - 0%. Pierwszy składnik oznacza udział procentowy zużywanej na bieżąco, produkowanej elektrycznej w budynku mieszkalnym. Natomiast drugi składnik oznacza udział procentowy produkowanej elektrycznej, odsprzedawanej do sieci elektroenergetycznej. Poszczególne warianty produkcji 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 fotowoltaicznej).
Tabela 2. Analiza ekonomiczna dla wariantu produkcji elektrycznej 50% - 50% i mocy instalacji 585W P. Rok Produkcja Cena odsprzedanej Cena konsumowanej od-wartość konsumowanej Wartość sprze-danej E ELE [kwh] C ODS [zł/kwh] C KON [zł/kwh] W ODS W KON 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 przychodu Skumulo-wany D SKU Dochód roczny nominalny Podatek dochodowy dochód nomi-nnalny lokacie 2%/rok PRZ P DOC D ROK D SKU [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 [zł] Jak wynika z wykresu, przy wariancie produkcji 50% - 50%, inwestowanie w budowę instalacji 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 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%. Wariant 0% - 100% oznacza, że całość wyprodukowanej elektrycznej jest odsprzedawana. Natomiast wariat 100% - 0% oznacza, że całość wytworzonej elektrycznej zużywana jest w budynku na potrzeby własne. Rys. 3. Analiza graficzna opłacalności produkcji elektrycznej przez instalację fotowoltaiczną o mocy 585 W P. 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 W P i założono, że ilość produkowanej elektrycznej będzie większa o 2000 W P / 585 W P = 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 elektrycznej podczas drugiego roku eksploatacji instalacji 1 851,332 kwh, cena odsprzedaży elektrycznej 750,00 zł/mwh, cena elektrycznej w taryfie stałej G11 542,92 zł/mwh, stawka podatku dochodowego 18%, oprocentowanie lokaty 2%/rok,
kapitalizacja odsetek 1 rok, wzrost cen elektrycznej 1%/rok, spadek wydajności ogniw 0,8%/rok. Tabela 3. Analiza ekonomiczna dla wariantu produkcji elektrycznej 25% - 75% i mocy instalacji 2000 W P Rok Produkcja E ELE [kwh] od-cena Cena sprzedanej C ODS [zł/kwh] Wartość odsprze- konsumowanej danej C KON [zł/kwh] W ODS Wartość konsumowanej W KON 1 1866,1 0,750 0,543 1049,70 251,28 2=20141851,3 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 Podatek przychodu dochodowy Dochód roczny nominalny Skumulowany dochód 2%/rok nominalny D SKU na lokacie PRZ P DOC D ROK D SKU [zł] [zł] 1 1300,98 188,95 1112,04 1112,04 1112,04 2=20141295,17 187,45 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% produkowanej przez instalację fotowoltaiczną będzie na bieżąco zużywana w budynku mieszkalnym. Natomiast kolejne 75% produkowanej 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 oprocentowania 2%/rok. Krzywe wyznaczono dla trzech wariantów wykorzystania produkowanej elektrycznej: 0% - 100%, 2. 25% - 75%, 3. 100% - 0%. Drugi składnik oznacza udział procentowy produkowanej elektrycznej, odsprzedawanej do sieci elektroenergetycznej. Natomiast pierwszy składnik oznacza udział procentowy zużywanej na bieżąco, produkowanej elektrycznej w budynku mieszkalnym. Rys. 4. Analiza graficzna opłacalności produkcji elektrycznej przez instalację fotowoltaiczną o mocy 2000 W P. Powyższe trzy warianty produkcji 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 13 100 zł równowartość kosztów inwestycji (budowa instalacji fotowoltaicznej). Dla wariantu produkcji 25% - 75% inwestowanie w budowę większej instalacji fotowoltaicznej 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 elektrycznej, względem inwestycji w postaci lokaty pieniężnej. Przy wariancie 0% - 100% dla którego całość wyprodukowanej elektrycznej jest odsprzedawana okres zwrotu wyniesie 6,8 lat. Natomiast przy wariancie 100% - 0% dla którego całość wytworzonej 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 elektrycznej i przyjętego na korzystnych zasadach sposobu zbytu nadwyżek produkowanej (ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach ), od 1 stycznia 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 małej mocy do 3 kw zaproponowana stawka skupu 0,75 zł/kwh sprawia, że okres zwrotu wynosi od 6,8 lat do 10 lat w zależności od wielkości instalacji i profilu wykorzystania. Z przeprowadzonych analiz wynika, że im instalacja większej mocy (do 3 kw) tym niższa cena inwestycji w przeliczeniu na zł za W P mocy modułów fotowoltaicznych, a co za tym idzie szybszy koszt zwrotu inwestycji. Przy zakładanych profilach wykorzystania okres zwrotu poniesionych kosztów może wynieść 9,5 roku przy małej instalacji (moc 585 W P i profil produkcji 50% - 50%) i 7 lat dla większej instalacji (moc 2000 W P i profil produkcji 25% - 75%). Profil wykorzystania elektrycznej wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną w budynku ma niewielki wpływ na wydłużenie lub skrócenie czasu zwrotu inwestycji. Dla małej instalacji (moc = 585 W P ) ta różnica wyniesie maksymalnie 1 rok. Natomiast dla większej (moc 2000 W P ) różnica może dochodzić do niecałego roku (0,7 roku). Dla przebadanej mikroinstalacji, o łącznej mocy modułów fotowoltaicznych równej 585 W P, ilość możliwa do wytworzenia przez inwerter kształtuje się na poziomie 0,93 kwh/w P rok dla pierwszego roku produkcji. W piętnastym roku eksploatacji, w wyniku spadku sprawności ogniw fotowoltaicznych, ilość wyprodukowanej będzie już tylko na poziomie 0,83 kwh/w P 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 elektrycznej na rynku konkurencyjnym za rok 2013. [3] Dąbrowski J, Hutnik E., Włóka A., Zieliński M.: Analiza wykorzystania instalacji fotowoltaicznej 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. [5] Ustawa z dnia 18 października 2012 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle. 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 conducted 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: jaroslaw.dabrowski@up.wroc.pl Edward Hutnik, prof. dr hab. inż. Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji, Z-ca Dyrektora Instytutu Budownictwa.