Symulacja godzina po godzinie
Autokonsumpcji nie da się rzetelnie policzyć z sum rocznych ani miesięcznych – decyduje to, czy w danej godzinie panele produkują więcej, niż dom zużywa. Dlatego kalkulatory symulują każdą z 8760 godzin roku (produkcję liczymy w krokach półgodzinnych), a wynik roczny jest sumą tych godzin.
Produkcja energii z paneli
- Klimat lokalizacji. Średnie miesięczne z lat 2005–2023: promieniowanie całkowite i rozproszone z satelitarnej bazy PVGIS-SARAH3 oraz temperatura powietrza z reanalizy ERA5 (oba zbiory udostępnia PVGIS Komisji Europejskiej). Dane w siatce co 0,5° interpolujemy dla wybranej miejscowości i korygujemy o jej lokalny mikroklimat na podstawie danych dla jej współrzędnych (w kalkulatorze 306 miejscowości). Nad Bałtykiem, gdzie PVGIS nie podaje danych, siatkę uzupełniają dane NASA POWER.
- Położenie Słońca dla każdego kroku czasu (algorytm NOAA), z uwzględnieniem czasu letniego.
- Niebo bezchmurne (model Ineichena i Pereza) wyznacza kształt przebiegu dobowego, a sumy dzienne dopasowujemy do średnich miesięcznych.
- Dni pogodne i pochmurne. Każdy miesiąc składa się z dni o różnym zachmurzeniu – rozkład dziennych wskaźników przejrzystości (Bendt i in.) z seriami kilku dni podobnej pogody. Udział promieniowania rozproszonego w każdym dniu wyznacza korelacja Erbsa, Kleina i Duffiego. Średnie miesięczne zawsze zgadzają się z danymi.
- Promieniowanie na płaszczyźnie paneli – model Haya-Daviesa (składowa bezpośrednia, rozproszona z nieba i odbita od gruntu) z odbiciem od szkła modułu.
- Temperatura ogniwa (model Faimana) i spadek mocy przy wysokiej temperaturze (−0,35%/K) oraz przy słabym świetle.
- Straty instalacji 8% (okablowanie, zabrudzenie, niedopasowanie) i sprawność falownika 96%.
Wynik: panele na południe nachylone pod kątem 35° produkują w Polsce od ok. 991 do 1092 kWh z 1 kWp rocznie (średnio 1048 kWh), a optymalny kąt to ok. 38°.
Model porównaliśmy z kalkulatorem PVGIS (baza SARAH3, straty 14%) dla wszystkich 81 miast ze stronami lokalnymi. Roczny uzysk paneli na południe różni się średnio o ok. 1% (w każdym mieście mniej niż 2,5%), a dachów wschód-zachód zwykle o 1–2%. Nasz model jest przy tym raczej ostrożny: częściej nieco zaniża uzysk, niż go zawyża.
Zużycie energii
- Profile godzinowe gospodarstw domowych – osobno dla dni roboczych i wolnych (także świąt), z sezonową zmiennością (zimą więcej oświetlenia) i losową zmiennością godzinową, jak w prawdziwym domu. Pięć profili: typowy, dom pusty w dzień, praca zdalna, dom zamieszkały cały dzień i firma.
- Pompa ciepła – ogrzewanie rozkładane według godzinowych temperatur (więcej w mrozy, z uwzględnieniem spadku sprawności pompy) plus ciepła woda.
- Samochód elektryczny – dzienne zapotrzebowanie z przebiegu i zużycia energii, ładowanie o wybranej porze albo z nadwyżek paneli.
- Bojler i klimatyzacja – bojler grzany nocą lub nadwyżkami, klimatyzacja w ciepłe popołudnia.
Magazyn energii
Magazyn ładuje się wyłącznie nadwyżkami z paneli (po zasileniu domu i odbiorników sterowanych) i rozładowuje, gdy dom potrzebuje energii – z pominięciem ładowania samochodu. Uwzględniamy pojemność użytkową, moc (domyślnie połowa pojemności na godzinę, min. 2,5 kW) i sprawność cyklu (domyślnie 90%).
Wskaźniki
- Autokonsumpcja = (produkcja − energia oddana do sieci) ÷ produkcja.
- Samowystarczalność = (zużycie − energia pobrana z sieci) ÷ zużycie.
Finanse
Oszczędność roczna = energia zużyta z paneli × cena zakupu + wykorzystana wartość depozytu prosumenckiego. Depozyt to energia oddana do sieci × wartość sprzedaży (RCE, opcjonalnie ze współczynnikiem 1,23). Tak jak w net-billingu pokrywa on tylko opłatę za samą energię pobraną z sieci, bez dystrybucji, a z niewykorzystanej nadwyżki liczymy zwrot 20%. Okres zwrotu i zysk w ciągu 25 lat uwzględniają wzrost cen energii (domyślnie 3% rocznie) i spadek wydajności paneli o 0,5% rocznie. Nie uwzględniamy kosztów serwisu, wymiany falownika ani inflacji.
Ceny domyślne (wrzesień 2026): energia z sieci 1,10 zł/kWh (w tym sama energia 0,61 zł/kWh), energia oddana 0,30 zł/kWh, instalacja PV 4000 zł/kWp, magazyn 2200 zł/kWh. W każdym kalkulatorze możesz wpisać własne.
Ograniczenia
Wynik opisuje rok o typowej pogodzie i typowym zużyciu – rzeczywisty rok może różnić się o kilka–kilkanaście procent. Nie uwzględniamy zacienienia (drzewa, budynki, góry zasłaniające horyzont), śniegu na panelach ani indywidualnych ograniczeń sieci. Wyniki nie zastępują projektu instalacji ani audytu energetycznego.
Źródła danych
- PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) – promieniowanie PVGIS-SARAH3 i temperatura ERA5, © Unia Europejska.
- NASA POWER – uzupełnienie danych nad morzem (NASA Langley Research Center, POWER Project).
- GeoNames – współrzędne miejscowości (licencja CC BY 4.0).
- Duffie i Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes – modele promieniowania.