Fotowoltaika w budynku wielorodzinnym ze wspólnotą mieszkaniową

Około dwa lata temu przeprowadziliśmy się do mieszkania w nowym budynku. Niestety dom zbudowano – i to w 2020 roku – bez instalacji fotowoltaicznej na dachu, więc szybko pojawiło się pytanie, czy, kiedy i jak doposażyć budynek w taką instalację.

W tym wpisie opisuję nasze doświadczenia z tym projektem jako wspólnoty mieszkaniowej i podaję kilka wskazówek, które powinny się przydać przy podobnych przedsięwzięciach.

Interesy właścicieli

Projekt fotowoltaiczny dla budynku wielorodzinnego (po niemiecku Mehrfamilienhaus, MFH) jest zwykle bardziej złożony niż dla domu jednorodzinnego. Jeśli to budynek z mieszkaniami na wynajem, właściciel musi zdecydować, czy i jak sprzedawać prąd najemcom. Ta decyzja, jak wszystkie inne, należy wyłącznie do właściciela – mieszkańcy mają niewielki wpływ, ale za to wszystko idzie sprawnie.

W przypadku własności lokali (tj. gdy poszczególne mieszkania w budynku należą do mieszkańców) sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana. Oczywiście podstawowym warunkiem jest udział wszystkich współwłaścicieli w projekcie. Ale nawet jeśli zainteresowanie co do zasady jest, cele mogą mieć różną wagę:

• Maksymalizacja zwrotu czy wkład w rozwiązanie problemu klimatu
• Bezpieczeństwo energetyczne i zasilanie awaryjne czy niższe koszty
• Samowystarczalność i autokonsumpcja czy oddawanie do sieci / zwrot z inwestycji
• Zainteresowanie technologią, a może nawet samodzielna budowa, czy „pakiet bez zmartwień”
• Efektywność kosztowa dzięki pracy własnej czy cena za „pakiet bez zmartwień”

Niektórych z tych czynników na początku sam nie brałem pod uwagę. Na szczęście w naszym przypadku właściciele są bardzo zmotywowani i zaangażowani, i znaleźliśmy świetne rozwiązanie z udziałem wszystkich stron. Wymagało to jednak czasu. Zdecydowanie radzę uwzględniać te „miękkie” czynniki od samego początku.

Autokonsumpcja, oddawanie do sieci i rozliczenia

Kolejnym ważnym czynnikiem w projekcie fotowoltaicznym dla budynku wielorodzinnego jest wykorzystanie i rozliczanie wyprodukowanej energii. Zasadniczo prąd można zużyć bezpośrednio w budynku lub oddać do sieci (w całości albo tylko nadwyżkę pozostałą po autokonsumpcji).

Optymalizowanie autokonsumpcji w budynku ma sens, bo najmniej obciąża sieć elektroenergetyczną i często (choć nie zawsze, patrz niżej) opłaca się też finansowo.

W budynkach wielorodzinnych z własnością lokali trzeba jednak w tym celu ustalić wewnętrzny klucz rozliczeniowy. Załóżmy, że jedna strona jest często w domu w ciągu dnia i ma do tego samochód elektryczny, a druga bywa w domu zwykle tylko wieczorem i ogólnie zużywa mniej prądu – wtedy ta pierwsza skorzystałaby na bezpośrednim zużyciu energii produkowanej w ciągu dnia (dzięki niższemu rachunkowi za prąd) znacznie bardziej niż druga. Aby to rozwiązać, ustala się „wewnętrzną” taryfę za zużyty prąd, a wpływy z niej trafiają do wspólnoty mieszkaniowej (czyli inwestorów projektu) jako zwrot z inwestycji.

Takie rozliczanie wymaga regulacji prawnych i wdrożenia technicznego, a w Szwajcarii nazywa się „ZEV” – Zusammenschluss zum Eigenverbrauch (zrzeszenie na rzecz autokonsumpcji). Od strony technicznej potrzebny jest zarówno sprzęt (konkretnie inteligentne liczniki), jak i oprogramowanie (do rejestrowania i rozliczania zużycia prądu). Dostawców sprzętu i oprogramowania jest wielu, a instalacja oczywiście wiąże się z dodatkowymi kosztami. „Na zewnątrz”, czyli wobec zakładu energetycznego, cała nieruchomość ma zwykle tylko jeden licznik i jeden rachunek za prąd, a zużycie poszczególnych mieszkań (prąd z sieci i prąd z fotowoltaiki) rozliczane jest wewnętrznie. Oprócz wspomnianego sprzętu i oprogramowania trzeba jeszcze zająć się fakturowaniem i inkasem – niektórzy dostawcy oprogramowania oferują to również (odpłatnie) jako usługę.

Na szczęście coraz więcej sprzedawców energii oferuje dziś alternatywę: po zainstalowaniu inteligentnych liczników przez zakład energetyczny to on rozlicza wszystko – bezpośrednio na zwykłym rachunku za prąd każdej ze stron. Oczywiście i tu dochodzą dodatkowe opłaty.

Ostatnia opcja to oddawanie do sieci całego prądu wyprodukowanego przez instalację, bez wykorzystywania energii z fotowoltaiki w budynku. Wtedy cała energia oddana do sieci jest po prostu wynagradzana, a przychód trafia do właścicieli. Jak wspomniałem na początku, z „technicznego” i „klimatycznego” punktu widzenia może to nie mieć sensu, ale bywa najprostszym do wdrożenia i najbardziej opłacalnym finansowo rozwiązaniem.

Wiele zależy tu od modelu wynagradzania za prąd oddawany do sieci, o czym mowa w następnej sekcji.

Wynagrodzenie za prąd oddawany do sieci

W zależności od kraju istnieją różne modele wynagradzania za energię z fotowoltaiki oddawaną do sieci:

• „Net-metering”, czyli oddany prąd staje się kredytem w „kWh” do wykorzystania w innym czasie (np. w nocy). Okresy rozliczeniowe bywają różne (miesięczne, roczne). Ten model stosuje się np. w Holandii.
• Stała stawka za kWh (np. w Szwajcarii). „Direktvermarktung” (sprzedaż bezpośrednia) jako opcja np. w Niemczech.
• Wynagrodzenie według bieżącej godzinowej ceny rynkowej (np. Epex Spot), ewentualnie z dodatkową premią (np. Estonia).
• itd.

W Szwajcarii powszechne jest otrzymywanie stałego wynagrodzenia za każdą kWh oddaną do sieci bezpośrednio od lokalnego zakładu energetycznego (EW). Niestety rynek jest bardzo rozdrobniony i taryf jest mniej więcej tyle, ilu regionalnych dostawców energii (a tych jest około 600!). Ponieważ w Szwajcarii rynek energii dla gospodarstw domowych nie jest zliberalizowany, jest to zwykle także opcja domyślna, choć zasadniczo w Szwajcarii możliwa jest również sprzedaż dostawcom zewnętrznym („Direktvermarktung”). (Model ten rozpropagowało zwłaszcza CKW dzięki wysokim taryfom w 2022 roku).

Taryfy regionalnych EW dość mocno się różnią i są ustalane co roku na kolejny rok. Przegląd taryf udostępnia VESE. Co ważne, niektóre EW stosują różne stawki za oddawanie nadwyżki po autokonsumpcji i za oddawanie całej wyprodukowanej energii. Na przykład w mojej gminie Stäfa jest to 18 centymów (bez autokonsumpcji) wobec 12 centymów (z autokonsumpcją). To znacząca różnica – w zależności od wielkości instalacji i struktury autokonsumpcji bardziej opłaca się oddawać wszystko do sieci niż dążyć do autokonsumpcji. (Czego osobiście nie uważam za sensowną zachętę). Nawiasem mówiąc, w gminach w promieniu zaledwie około 20 km stąd taryfa waha się od 11 do 26 centymów!

Zdefiniowanie projektu fotowoltaicznego

Po tych wszystkich rozważaniach czas wreszcie zdefiniować właściwy projekt. Zasadniczo instalacja składa się z paneli fotowoltaicznych i konstrukcji montażowej, falownika oraz rozwiązań do pomiaru i rozliczeń. Do tego dochodzi opcjonalny magazyn energii, integracja stacji ładowania samochodów elektrycznych oraz integracja i „inteligentne” sterowanie odbiornikami, takimi jak pompa ciepła, bojler czy wspomniane stacje ładowania. Poniżej kilka krótkich uwag o poszczególnych elementach:

Wielkość i moc instalacji

Osiągalna moc i produkcja energii zależą od dostępnej powierzchni. Moc wyraża się w kWp (kilowat-peak), czyli maksymalnej mocy osiąganej przy najlepszym nasłonecznieniu i temperaturze. (Jeden panel ma zwykle moc około 400 watów, a według reguły kciuka 1 kWp produkuje około 1000 kWh prądu rocznie w warunkach Europy Środkowej).

Po stronie zużycia ważnym czynnikiem jest osiągalna autokonsumpcja, czyli jaka część wyprodukowanego prądu może zostać zużyta bezpośrednio w budynku. Ma to znaczenie przy obliczaniu zwrotu z inwestycji i przy wyborze opcji oddawania do sieci. Dużym problemem w Szwajcarii jest ustalenie historycznego rozkładu zużycia w ramach całkowitego rocznego zużycia energii: ponieważ w Szwajcarii prawie nie ma inteligentnych liczników, jedynym punktem odniesienia jest rachunek za prąd, który jednak często przychodzi tylko raz na kwartał lub pół roku. Oznacza to, że rozkład zużycia w ciągu doby, w dni robocze i weekendy czy w poszczególnych miesiącach / porach roku jest często zupełnie nieznany. Przeważnie można jedynie z grubsza oszacować zużycie zimą i latem, a na podstawie zużycia w taryfie wysokiej i niskiej na rachunku – udział dnia i nocy. (Przy czym weekendy często przez cały dzień są w taryfie niskiej i zniekształcają obraz). Jeśli masz cyfrowy licznik energii, często możesz odczytać na nim przynajmniej ostatnie 12 miesięcy. A jeśli chcesz wiedzieć dokładnie bez inteligentnego licznika, możesz też zainstalować licznik energii taki jak Shelly 3EM i użyć do wizualizacji aplikacji takiej jak Zerofy.

W budynku wielorodzinnym można zebrać rachunki wszystkich stron (lub wszystkie wartości miesięczne) i je zsumować, dodając prąd części wspólnych, ewentualny wspólny licznik pompy ciepła oraz stacje ładowania samochodów elektrycznych, aby uzyskać szacunek.

Na podstawie możliwych wielkości instalacji, jej doboru i zużycia można teraz obliczyć autokonsumpcję, koszty projektu i zwrot z inwestycji.

Warto zauważyć, że ze względu na gęstą zabudowę w budownictwie wielorodzinnym moc możliwa do zainstalowania na jedną stronę/mieszkańca jest często mniejsza niż w domach jednorodzinnych.

Panele

To dziś „towar masowy”: powinny wytrzymać dobre 20+ lat, mają podobną wydajność i często są produkowane w Chinach. Jeśli ktoś chce porównać, istnieją różne testy wydajności. Nawiasem mówiąc, instalatorzy często osiągają sporą część zysku na marży na panelach. (Ceny zakupu podążają za rynkiem i w ostatnich latach wahały się między 0,17 a 0,27 USD/EUR za wat).

Falownik

Dostawców jest wielu: Huawei, Sungrow, SMA, Fronius, SolarEdge, Enphase, Growatt itd. Nowoczesne falowniki mają połączenie z internetem/chmurą, które można wykorzystać przez aplikację producenta i API do monitorowania i sterowania (w naszej aplikacji Zerofy integrujemy się jak dotąd np. z Huawei i Sungrow).

Magazyn energii

Magazyn energii jest zasadniczo wykonalny także w budownictwie wielorodzinnym, ale ze względu na rozliczanie zużycia często nieco bardziej skomplikowany niż w domu jednorodzinnym. Również dobór pojemności jest trudniejszy bez dokładnych danych o produkcji i autokonsumpcji. Jedną z opcji jest rozważenie magazynu kilka lat po uruchomieniu instalacji fotowoltaicznej. Upraszcza to początkowy projekt (i tak jest już wystarczająco złożony :)), a ceny magazynów dość szybko spadają. Ważne: instalacja fotowoltaiczna może zapewnić budynkowi zasilanie awaryjne w razie przerwy w dostawie prądu z sieci tylko w połączeniu z magazynem energii, bo sam falownik potrzebuje zasilania. Jeśli więc chcesz mieć zasilanie awaryjne, potrzebujesz magazynu.

Pomiary, ZEV itd.

Inteligentne liczniki często dostarcza EW, a w przypadku ZEV albo wystarczą już zainstalowane urządzenia, albo trzeba je dodatkowo kupić i zainstalować. Warto tu wspomnieć o ciekawym produkcie ze Szwajcarii: smart-me z innowacyjnym połączeniem z chmurą (zintegrowanym także z Zerofy).

Stacje ładowania, pompa ciepła, sterowanie odbiornikami itd.

W budynku wielorodzinnym warto wybrać stacje ładowania z zarządzaniem obciążeniem, a najlepiej także połączone z chmurą. Na przykład Zaptec lub Pico – sam jestem bardzo zadowolony z Zaptec. Pompami ciepła również można sterować przez chmurę (np. Nibe) lub interfejs SG-Ready, podobnie jak grzałką w bojlerze. (Czyli przy nadwyżce energii z fotowoltaiki grzałka może podgrzać bojler, a bojler staje się wtedy niejako „magazynem ciepła”). Do sterowania wszystkimi tymi urządzeniami można użyć systemu sprzętowego, takiego jak solarmanager, lub rozwiązania chmurowego, takiego jak nasz własny produkt Zerofy (obecnie zaprojektowany raczej z myślą o domach jednorodzinnych, w przyszłości być może także o MFH).

Kwestie konstrukcyjne

Kilka uwag o montażu na dachu i pozwoleniach:

• Na dachach płaskich panele montuje się na konstrukcjach wsporczych. Zwykle nie przykręca się ich do dachu, lecz po prostu dociąża balastem (płytami chodnikowymi).
• Kąt nachylenia jest dziś zwykle niewielki, a konstrukcja ma około 20–30 cm wysokości. Często nie jest zorientowana na południe, lecz na wschód–zachód, ponieważ uzysk rano i wieczorem lepiej pasuje do profilu zużycia niż najwyższy możliwy uzysk w południe.
• Wspomniane niskie instalacje można w Szwajcarii często zrealizować bez pełnego wniosku o pozwolenie na budowę – zapytaj o to w swojej gminie (procedura zgłoszeniowa vs procedura pełna – my mieliśmy zielone światło już po tygodniu!).
• Dostawcy muszą uwzględnić zainstalowane liny asekuracyjne. SUVA zaleca określone minimalne odległości.
• „Zielony dach”: dach pokryty substratem, który celowo sprzyja wzrostowi roślin (zazielenienie i chłodzenie), może być problemem, bo rośliny rozrastają się wokół paneli. Substrat trzeba a) albo odessać i zastąpić żwirem, albo b) ułożyć pod panelami specjalną matę. Musi to być uwzględnione w ofertach.
• Optymalizatory mocy: pomagają „wyrównać” moc przy częściowym zacienieniu, aby zmaksymalizować wydajność instalacji. Jeśli są w ofercie (dodatkowe koszty), wyjaśnij dokładnie, czy są naprawdę potrzebne.

Zdjęcie: dach z linami asekuracyjnymi, konstrukcją wsporczą i substratem pod zielony dach.

Dostawcy, oferty, ceny i dotacje

Uzbrojony w tę wiedzę możesz teraz poprosić o wyceny (czy też oferty, jak mówimy w Szwajcarii). Oczywiście dostawcy często sami wyjaśnią wszystkie powyższe punkty ze swojej perspektywy, ale mam nadzieję, że nasze podsumowanie pomoże lepiej zrozumieć same oferty.

Jeśli chodzi o dostawców, zasadniczo masz wybór między:

• Dużymi firmami (np. szwajcarskimi liderami rynku lub dostawcami międzynarodowymi)
• Lokalnymi małymi firmami (MŚP)
• Samodzielną budową z pomocą spółdzielni samodzielnej budowy na rzecz transformacji energetycznej (EWG)
• Samodzielną budową bez wsparcia

Duże firmy i MŚP oferują zwykle pakiety „all-inclusive”. Oferty liderów rynku są zwykle nieco bardziej „eleganckie”, a duże firmy dają co najwyżej dodatkowe poczucie bezpieczeństwa, jeśli chodzi o gwarancję itp. MŚP mają za to lokalne zakorzenienie – wspierasz miejscowe rzemiosło i często masz długoterminowy, bezpośredni i osobisty kontakt. Samodzielna budowa obniża koszty, ale wiąże się z dodatkowym ryzykiem i wymaga wiedzy oraz odpowiedniej ilości czasu. Spółdzielnie samodzielnej budowy (zwane też Energiewende-Genossenschaften, EWG) oferują rozwiązanie pośrednie między MŚP a samodzielną budową: całe planowanie projektu, zarządzanie, odbiór, zamawianie materiałów itd. przejmuje EWG, ale mieszkańcy pomagają przy montażu paneli i tym samym obniżają koszty (a przy okazji mają wspólny projekt).

Koszty bez dotacji

Ponieważ oferty różnią się wielkością proponowanej instalacji (kWp) i innymi czynnikami, przy porównywaniu warto przyjrzeć się im bardzo uważnie. Prostym bezpośrednim porównaniem jest koszt na kWp zainstalowanej mocy. W naszych ofertach wahał się on między 1600 a 2600 CHF za kWp, średnio około 2000 CHF/kWp. Dotyczy to instalacji obejmującej wszystkie prace montażowe, elektryka i sterowanie odbiornikami – ale bez magazynu energii. I jest to cena przed dotacjami.

Dotacje

W Szwajcarii istnieje jednorazowa dotacja państwowa na instalację, zależna od jej wielkości. Dotację sprawdza, zatwierdza i wypłaca organizacja Pronovo; można ją obliczyć na jej stronie. Ważne: w zależności od kantonu i gminy istnieją dodatkowe dotacje, często niełatwe do znalezienia. Nasza gmina również dofinansowuje instalacje, niezależnie od Pronovo. Dzięki wszystkim dotacjom koszty projektu w naszym przypadku spadają o około 30%.

Nasza decyzja

Na jaki system i wykonanie ostatecznie się zdecydowaliśmy? Opiszę to wkrótce w kolejnym wpisie!

Jeśli chcesz być na bieżąco z kolejnym wpisem i z Zerofy w ogóle, zapisz się tutaj do naszego newslettera: