Jak policzyć opłacalność instalacji PV?

0

Co musisz wiedzieć przed obliczeniami (wejściowe dane)

  • Moc instalacji (kW) — np. 6 kW.
  • Roczna produkcja energii na 1 kW (kWh/kW·rok) — zależy od lokalizacji i orientacji; w praktyce w Polsce przyjmujemy zwykle 900–1100 kWh/kW·rok (użyj swoich danych lub 1000 kWh/kW·rok jako przybliżenie).
  • Stopień autokonsumpcji — jaki % wyprodukowanej energii zużywasz od razu (bez magazynowania). Typowo 20–40% bez baterii, 50–80% z baterią.
  • Cena zakupu energii (PLN/kWh) — ile płacisz za „kupiony” prąd z sieci.
  • Cena sprzedaży/eksportu (PLN/kWh) — ile otrzymujesz za oddaną do sieci energię (net-billing / rozliczenia).
  • Koszt inwestycji (CAPEX, PLN) — całkowity koszt montażu PV (panele, falownik, montaż, projekt itp.).
  • Roczny koszt eksploatacji (O&M, PLN/rok) — serwis, ubezpieczenie, drobne naprawy.
  • Okres użyteczności / analizowany horyzont (lata) — zwykle 20–30 lat; często 25 lat.
  • Stopa dyskontowa / wymagany zwrot (%) — używana przy NPV/IRR; przykładowo 4–6% realnie.
  • Dotacje / ulgi — uwzględnij jeśli masz (obniżają CAPEX).
  • Podatki i koszty dodatkowe — uwzględnij, jeśli dotyczą (np. VAT, opłaty przyłączeniowe).

Podstawowe wskaźniki opłacalności (i wzory)

1. Roczna produkcja energii (kWh/rok)
Roczne kWh=Moc (kW)×kWh/kW\cdotprok\text{Roczne kWh} = \text{Moc (kW)} \times \text{kWh/kW·rok}Roczne kWh=Moc (kW)×kWh/kW\cdotprok

2. Ilość energii wykorzystanej na miejscu (kWh/rok)
\text{Autokonsumpcja (kWh)} = \text{Roczne kWh} \times \text{Autokonsumpcja (%) }

3. Ilość energii wyeksportowanej (kWh/rok)
Eksport (kWh)=Roczne kWh−Autokonsumpcja (kWh)\text{Eksport (kWh)} = \text{Roczne kWh} – \text{Autokonsumpcja (kWh)}Eksport (kWh)=Roczne kWh−Autokonsumpcja (kWh)

4. Roczne oszczędności (PLN/rok)
Oszczędnosˊci=(Autokonsumpcja×Cena kupna)+(Eksport×Cena sprzedaz˙y)−O&M\text{Oszczędności} = (\text{Autokonsumpcja} \times \text{Cena kupna}) + (\text{Eksport} \times \text{Cena sprzedaży}) – \text{O\&M}Oszczędnosˊci=(Autokonsumpcja×Cena kupna)+(Eksport×Cena sprzedaz˙y)−O&M

5. Prosty okres zwrotu (lata)
Payback=CAPEXRoczne oszczędnosˊci\text{Payback} = \frac{\text{CAPEX}}{\text{Roczne oszczędności}}Payback=Roczne oszczędnosˊciCAPEX​

6. NPV (net present value)
Obliczamy sumę zdyskontowanych rocznych oszczędności minus CAPEX:
NPV=∑t=1NOszczędnosˊci(1+r)t−CAPEX\text{NPV} = \sum_{t=1}^{N} \frac{\text{Oszczędności}}{(1+r)^t} – \text{CAPEX}NPV=∑t=1N​(1+r)tOszczędnosˊci​−CAPEX
gdzie rrr = stopa dyskontowa, NNN = lata analizy.

7. IRR — stopa zwrotu, która powoduje NPV = 0 (liczona numerycznie).

8. LCOE (Levelized Cost of Energy) — uśredniony koszt produkcji 1 kWh:
LCOE=CAPEX+∑t=1NO&M(1+r)t∑t=1NRoczne kWh(1+r)t\text{LCOE} = \frac{\text{CAPEX} + \sum_{t=1}^{N} \frac{\text{O\&M}}{(1+r)^t}}{\sum_{t=1}^{N} \frac{\text{Roczne kWh}}{(1+r)^t}}LCOE=∑t=1N​(1+r)tRoczne kWh​CAPEX+∑t=1N​(1+r)tO&M​​

Przykład obliczeń (przejrzyste, krok po kroku)

Przyjmijmy następujące założenia przykładowe (możesz wstawić swoje liczby):

  • Moc instalacji = 6 kW.
  • Roczna produkcja na 1 kW = 1000 kWh/kW·rok (przyjmijmy).
  • Autokonsumpcja = 35% (bez baterii).
  • Cena zakupu energii = 0,70 PLN/kWh.
  • Cena sprzedaży (eksport) = 0,30 PLN/kWh.
  • CAPEX = 30 000 PLN.
  • O&M = 200 PLN/rok.
  • Horyzont analizy = 25 lat.
  • Stopa dyskontowa = 5%.

Obliczenia (pokazuję działanie cyfrowo krok po kroku):

Roczne kWh:
6 kW × 1000 kWh/kW·rok = 6000 kWh/rok.

Autokonsumpcja (kWh):
6000 kWh × 0,35 = 2100 kWh (energia zużyta na miejscu).

Eksport (kWh):
6000 kWh − 2100 kWh = 3900 kWh (energia oddana do sieci).

Roczne oszczędności (PLN):

  • wartość energii wykorzystanej na miejscu = 2100 kWh × 0,70 PLN/kWh = 1470 PLN.
    (obliczenie: 2 100 × 0,70 = 1 470)
  • wartość eksportu = 3900 kWh × 0,30 PLN/kWh = 1170 PLN.
    (obliczenie: 3 900 × 0,30 = 1 170)
  • suma przychodów/zaoszczędzonych kosztów = 1470 PLN + 1170 PLN = 2640 PLN.
  • minus O&M = 2640 PLN − 200 PLN = 2440 PLN/rok (to są roczne netto-savings).

Prosty okres zwrotu (Payback):
CAPEX / Roczne oszczędności = 30 000 PLN / 2 440 PLN ≈ 12,30 lat.
(30 000 ÷ 2 440 ≈ 12,295 → zaokrąglamy do 12,3 lat)

NPV (przy stopie 5%):
Sumujemy zdyskontowane roczne oszczędności przez 25 lat, odejmujemy CAPEX. Przy powtarzających się rocznych oszczędnościach 2 440 PLN i r = 5% otrzymujemy dodatnie NPV ≈ +4 389 PLN (oznacza to opłacalność przy tych założeniach i r = 5%).
(Uwaga: dokładną wartość liczymy numerycznie; wynik zależy od założeń.)

IRR (przy tych cashflowach) ≈ 6,41% (czyli jeśli Twoja wymagania zwrotu są niższe niż ~6,4%, inwestycja jest akceptowalna).

LCOE (przy r = 5% i tych założeniach) ≈ 0,388 PLN/kWh — to uśredniony koszt energetyczny z instalacji (= CAPEX+PV O&M zdyskontowane ÷ zdyskontowana produkcja).

Interpretacja: przy tych założeniach instalacja zwraca się w ~12–13 latach, ma dodatnie NPV przy 5% oraz IRR ~6,4%. LCOE (0,39 PLN/kWh) należy porównać z aktualną ceną energii, aby ocenić konkurencyjność.

Co wpływa najbardziej na opłacalność (wrażliwość)

  • Cena energii (kupno) — im wyższa, tym szybciej zwrot.
  • Autokonsumpcja — większa autokonsumpcja (np. przez sterowanie poborem, magazynowanie, ogrzewanie elektryczne) znacząco poprawia rentowność.
  • CAPEX — lepsze oferty, dotacje i obniżenie kosztów montażu skracają payback.
  • Produkcja na 1 kW — orientacja dachu, kąt, zacienienie — każdy % mniej produkcji to proporcjonalne gorsze wyniki.
  • Export price / net-billing rules — warunki rozliczeń z operatorem / polityka prawna mają duży wpływ (np. kiedy eksport rozliczany jest po niskiej cenie, to opłacalność maleje).
  • Koszty O&M i żywotność falownika / paneli — falownik może wymagać wymiany po 10–15 latach (dodatkowy koszt).

Praktyczne wskazówki poprawiające opłacalność

  • Zwiększ autokonsumpcję (sterowanie ładowaniem np. pralki, podgrzewanie CWU w godzinach produkcji, magazyn energii).
  • Skorzystaj z dostępnych dotacji/ulgi podatkowej — obniżają CAPEX.
  • Wybierz sprawdzone komponenty (wydajniejsze panele, wydajny falownik) z dobrą gwarancją.
  • Oblicz lokalną produkcję (skorzystaj z narzędzi map nasłonecznienia) zamiast przyjmować uniwersalne wartości.
  • Rozważ instalację hybrydową z możliwością dodania baterii w przyszłości.
  • Negocjuj cenę montażu i porównaj oferty kilku instalatorów.

Co jeszcze uwzględnić (realne aspekty)

  • Zmiany cen energii w czasie (inflacja) — możesz modelować rosnącą cenę prądu (np. +2–3% rocznie) aby lepiej odwzorować realne oszczędności.
  • Wymiana falownika w połowie okresu żywotności (koszt zwykle 5–10% CAPEX).
  • Koszty finansowania (leasing, kredyt) wpływające na rzeczywisty cashflow.
  • Możliwe zmiany regulacji (net-billing, taryfy) — mają duże znaczenie.

Podsumowanie — jak to zastosować praktycznie

  1. Zbierz dane: moc instalacji, szacowana produkcja kWh/kW, Twoja cena prądu, cena eksportu, CAPEX, O&M, autokonsumpcja, horyzont i stopa dyskontowa.
  2. Oblicz roczną produkcję i rozdziel ją na autokonsumpcję i eksport.
  3. Oblicz roczne oszczędności (wartość autokonsumpcji + przychód z eksportu − O&M).
  4. Oblicz prosty payback (CAPEX / roczne oszczędności).
  5. Dla rzetelnej oceny licz NPV (zdyskontowane oszczędności minus CAPEX) i IRR.
  6. Zrób wrażliwość (scenariusze): pesymistyczny / realistyczny / optymistyczny (różne ceny energii, różne autokonsumpcje, różne CAPEX).