Kalkulator mocy instalacji PV: jak z rachunku za prąd wychodzi 8,77 kWp

Klient nie wie, ile zużywa energii — wie, ile płaci: 431,67 zł miesięcznie. Z tej jednej kwoty kalkulator wyprowadza roczne zużycie 7,4 MWh, bilans energii oddanej do sieci i odkupionej z powrotem, a na końcu liczbę, o którą naprawdę chodzi — 8,77 kWp mocy docelowej instalacji. Po drodze dzieje się rzecz, której większość szybkich przeliczników pomija: moc nie kończy się na podzieleniu zużycia przez sprawność połaci. Ten tekst pokazuje, co jeszcze do niej wchodzi i dlaczego.

Dlaczego to jest trudniejsze, niż wygląda

Na pierwszy rzut oka dobór mocy fotowoltaiki jest zadaniem na jedno dzielenie: roczne zużycie podzielić przez uzysk z kilowatopika i gotowe. W rzeczywistości pomiędzy tymi dwiema liczbami stoją trzy rzeczy, z których każda potrafi przestawić wynik o kilkanaście procent — czyli o dwa, trzy moduły i o jeden próg falownika.

Pierwsza to geometria dachu: ten sam kilowatopik na połaci południowej nachylonej pod 35° i na połaci wschód–zachód pod 90° to dwie zupełnie różne roczne produkcje. Druga to rozliczenie z siecią: energia oddana latem nie wraca zimą jeden do jednego, bo sprzedaje się ją taniej, niż odkupuje. Trzecia to autokonsumpcja, czyli ta część produkcji, która w ogóle do sieci nie trafia, więc nie podlega temu rozliczeniu.

Kalkulator obsługuje wszystkie trzy i właśnie dlatego jego wynik bywa o kilkanaście procent wyższy niż z prostego dzielenia. Firmy, które sprzedają instalacje, znają tę liczbę i opierają na niej oferty — dlatego przy przenoszeniu algorytmu do systemu przepisaliśmy ją co do kolejności działań, o czym za chwilę.

Punkt wyjścia: klient zna rachunek, nie zużycie

Formularz ma dwa pola — miesięczny rachunek w złotych i roczne zużycie w MWh — i są one jednym polem liczonym w dwie strony. Wpisanie jednego przelicza drugie:

zużycie roczne [MWh]  = rachunek miesięczny ÷ cena kWh × 12 ÷ 1000
rachunek miesięczny   = zużycie roczne [MWh] × cena kWh ÷ 12 × 1000

W przykładzie ze zrzutu: 7,4 MWh przy cenie zakupu 0,70 zł/kWh daje 5 180 zł rocznie, czyli 431,67 zł miesięcznie. Działa to oczywiście też w drugą stronę i tak właśnie jest używane najczęściej, bo rachunek klient ma w telefonie, a zużycie musiałby wyszukać na fakturze rozliczeniowej.

Cena nie jest wpisywana ręcznie — bierze się z taryfy wybranej z listy. I tu pierwsza rzecz, którą warto zauważyć: taryfa niesie dwie ceny, nie jedną. Cenę zakupu (za energię pobraną z sieci) i cenę sprzedaży (za energię oddaną). W domyślnym zestawie dla gospodarstwa domowego jest to 0,70 zł za kWh kupowaną i 0,50 zł za oddawaną; dla odbiorcy biznesowego proporcja bywa znacznie ostrzejsza. Ta różnica jest sednem całego dalszego rachunku.

Sprawność połaci: macierz, a nie jedna liczba

Nachylenie i kierunek dachu wchodzą przez tablicę sprawności wyrażonej w procentach, gdzie 100% oznacza warunki optymalne dla Polski — połać południowa o nachyleniu 26–45°.

Tablicę warto przeczytać uważnie, bo mówi rzeczy sprzeczne z intuicją. Dach niemal płaski (0–10°) wypada lepiej skierowany na południowy wschód niż na południe — przy takim nachyleniu kierunek prawie nie ma znaczenia, a różnice biorą się z rozkładu zachmurzenia w ciągu dnia. Układ wschód–zachód traci najwięcej dopiero przy stromych połaciach: przy 26–45° to 15% straty, przy pionie — 43%. Ściana południowa (90°, elewacja) zachowuje 71% i to jest liczba, która przesądza, czy instalacja fasadowa ma sens.

Gdy kierunek nie jest podany — instalacja gruntowa, trackery — sprawność wynosi 100%, bo połać po prostu nie ogranicza uzysku.

Tryb parametrów dokładnych

Sześć przedziałów nachylenia i cztery kierunki to siatka wystarczająca do oferty, ale nie do każdego dachu. Dlatego kalkulator ma drugi tryb, w którym podaje się realny kąt i realny azymut, a sprawność odczytywana jest z tablicy 130 wierszy zamiast z macierzy. Różnica bywa niewielka, ale w projektach, gdzie o wyborze falownika decyduje kilka dziesiątych kilowatopika, przestaje być obojętna.

Bilans: co się dzieje z energią oddaną do sieci

Tu zaczyna się część, której nie ma w prostym dzieleniu. Instalacja produkuje latem więcej, niż dom zużywa w danej chwili — nadwyżka idzie do sieci. Zimą jest odwrotnie i energię trzeba odkupić. Problem w tym, że oddaje się taniej, niż kupuje, więc bilans ilościowy nie jest bilansem finansowym.

Rachunek wygląda tak:

moc nominalna   = zużycie × sprawność połaci ÷ 100
autokonsumpcja  = moc nominalna × % autokonsumpcji
oddane do sieci = moc nominalna × (100 − % autokonsumpcji)
przychód        = oddane × cena sprzedaży × 1000
koszt odkupu    = oddane × cena zakupu × 1000
dopłata         = koszt odkupu − przychód

Podstawmy dane z przykładu: 7,4 MWh, sprawność 100%, autokonsumpcja 35%, taryfa 0,70 / 0,50 zł.

• autokonsumpcja: 7,4 × 0,35 = 2,59 MWh
• oddane do sieci: 7,4 × 0,65 = 4,81 MWh
• przychód ze sprzedaży: 4,81 × 0,50 × 1000 = 2 405 zł
• koszt odkupu tej samej energii: 4,81 × 0,70 × 1000 = 3 367 zł
• do dopłaty: 3 367 − 2 405 = 962 zł

Wszystkie pięć liczb stoi w karcie wyniku na zrzucie. I to jest moment, w którym większość rozmów o fotowoltaice się kończy — a kalkulator idzie o krok dalej.

Dlaczego moc docelowa jest większa niż „zużycie ÷ sprawność”

Skoro 962 zł to kwota, którą klient i tak dopłaci przy instalacji wymiarowanej „na zużycie”, to naturalne pytanie brzmi: ile mocy trzeba dołożyć, żeby tej dopłaty nie było. Kalkulator odpowiada na nie dwoma przyrostami:

przyrost 1    = zużycie ÷ moc rzeczywista − 1        (wyrównuje stratę na sprawności połaci)
moc nominalna = zużycie × (1 + przyrost 1)
przyrost 2    = (dopłata ÷ cena zakupu) ÷ 1000       (pokrywa energię dokupywaną z sieci)
moc docelowa  = moc nominalna + przyrost 2

W przykładzie sprawność wynosi 100%, więc pierwszy przyrost jest zerowy i moc nominalna zostaje przy 7,4. Drugi przyrost to 962 ÷ 0,70 ÷ 1000 = 1,374 — i stąd końcowe 8,77 kWp. Innymi słowy: prawie półtora kilowatopika w tej instalacji istnieje wyłącznie po to, żeby pokryć stratę na różnicy między ceną sprzedaży a ceną odkupu.

Na dachu ustawionym mniej korzystnie do głosu dochodzi pierwszy przyrost. Przy tym samym zużyciu i sprawności 85% (wschód–zachód, nachylenie 26–45°) wynosi on 18%, co podnosi moc nominalną do 8,73 kWp. Drugi przyrost jest wtedy paradoksalnie mniejszy — 1,17 zamiast 1,37 — bo bilans liczy się od mocy nominalnej policzonej ze sprawnością, a ta jest niższa, więc do sieci trafia mniej energii. Suma i tak wychodzi wyżej: 9,90 kWp zamiast 8,77, czyli 22 moduły zamiast 20. Dwie oferty na „dom zużywający 7,4 MWh” mogą więc różnić się o dwa moduły i żadna z nich nie jest błędna — różnią się danymi o dachu.

Dlaczego kolejność działań wygląda dziwnie — i dlaczego tak zostaje

Uważny czytelnik zauważy, że moc nominalna liczona jest dwukrotnie, a oba przyrosty powstają według zupełnie różnych wzorów. Z punktu widzenia czystości zapisu można by to skrócić: dwa pierwsze kroki składają się po prostu w zużycie ÷ sprawność, czyli poprawne wymiarowanie.

Mimo to przepisaliśmy ten fragment dosłownie, krok po kroku. Powód jest handlowy, nie techniczny: to jest liczba, którą firmy znają. Widnieje w ofertach podpisanych z klientami, w arkuszach handlowców i w rozmowach, które toczyły się rok temu. Refaktoryzacja, która przesuwa wynik o trzy setne kilowatopika, jest z punktu widzenia matematyki nieistotna, a z punktu widzenia zaufania do narzędzia — nie. Kalkulator, który daje inne liczby niż poprzednie narzędzie firmy, musi tłumaczyć się z każdej różnicy.

Przy przenoszeniu algorytmu, na którym ktoś zbudował swoją sprzedaż, zgodność z oryginałem jest cechą funkcjonalną. Poprawiać wolno tylko to, co da się nazwać błędem — i to nazwawszy je wprost.

Od kilowatopików do sztuk

Moc docelowa to liczba, której nie da się zamówić. Zamówić da się dwadzieścia modułów i jeden falownik — i tym kalkulator się kończy.

Panele przeliczane są z mocy pojedynczego modułu, zaokrągleniem w górę:

liczba sztuk = ceil(moc docelowa [kWp] × 1000 ÷ moc modułu [Wp])

Przy 8,77 kWp i module 450 Wp wychodzi ceil(19,49) = 20 sztuk, czyli dokładnie 9,00 kWp zainstalowane. Moc modułu pochodzi z atrybutu systemowego przy produkcie — tego samego, który kategoria dostaje razem ze znacznikiem „panele fotowoltaiczne”, a z którego kalkulator konstrukcji czyta wymiary.

Falownik dobiera się inaczej — po zakresie mocy instalacji wpisanym przy konkretnym produkcie, a nie po porównaniu mocy znamionowej AC z wynikiem. Przewymiarowanie DC/AC jest decyzją konstrukcyjną zależną od modelu, więc ustala ją ten, kto ten model zna. Produkt bez wpisanego zakresu nie jest podpowiadany wcale.

Cena kompletu, nie cena sztuki

Wycena podpowiedzi idzie przez ten sam mechanizm, którym sklep liczy cenę w koszyku — i co ważne, z ilością całego kompletu. To nie jest szczegół księgowy: progi rabatów ilościowych liczą się od realnej liczby sztuk, więc dwadzieścia paneli może wpaść w zupełnie inny próg niż jeden. Kafel pokazuje cenę kompletu, a nie cenę jednostkową pomnożoną przez ilość.

Przy panelach kafel ma dodatkowo stepper. Zmiana ilości przelicza jednocześnie cenę i pokrycie mocy — „20 szt. · 9,00 kWp” — więc dopasowanie liczby modułów do tego, co realnie mieści się na dachu, przestaje być wyborem w ciemno. Stepper jest ograniczony stanem magazynowym, a gdy na komplet brakuje sztuk, pozycja zostaje na końcu listy z plakietką w rodzaju „na stanie 8 z 14 szt.”. Handlowiec widzi to od razu, a nie po złożeniu zamówienia.

Odsiew działa tak samo jak przy pompach ciepła w kalkulatorze mocy cieplnej: brak na stanie i niezgodna liczba faz usuwają pozycję całkowicie (nie da się tego kupić ani podłączyć), a brak opisanych faz po stronie firmy tylko przesuwa ją za produkty zgodne. Kolejność w grupie rozstrzygają: zgodność faz, pełne pokrycie ilości, status bestsellera, niższa cena kompletu, a na końcu — przy panelach — mocniejszy moduł, bo zajmuje mniej dachu za te same pieniądze.

Czego ten kalkulator nie liczy

Granice narzędzia są równie ważne jak jego wzory, bo przesądzają o tym, kiedy wolno na nim polegać:

• Zacienienia. Komin, drzewo i sąsiedni budynek nie wchodzą do rachunku. Sprawność połaci opisuje geometrię, nie otoczenie.
• Kilku połaci naraz. Kalkulacja opisuje jedną orientację; instalacja rozdzielona na dwa dachy o różnym azymucie wymaga dwóch kalkulacji albo przyjęcia wartości uśrednionej.
• Magazynu energii. Bufor zmienia autokonsumpcję, a więc cały bilans — ale w tej wersji wchodzi wyłącznie przez ręcznie ustawiony procent autokonsumpcji.
• Degradacji modułów i zmian taryf w czasie. Rachunek jest roczny i statyczny; to wymiarowanie, nie analiza opłacalności w horyzoncie dwudziestu lat.
• Mocy przyłączeniowej i warunków operatora. Liczba faz służy wyłącznie do filtrowania urządzeń, a nie do sprawdzenia, czy operator wyda warunki.

Żadne z tych ograniczeń nie jest przypadkowe. Każde dokładanie kolejnego wymiaru — kilku połaci, profilu zużycia godzinowego, symulacji magazynu — zamieniłoby narzędzie handlowe w narzędzie projektowe, czyli w coś, czego instalator nie wypełni przy kliencie na kuchennym stole.

Autokonsumpcja, czyli pole, które najbardziej zmienia wynik

Ze wszystkich danych wejściowych to procent autokonsumpcji jest najbardziej niedoceniany. Wchodzi bezpośrednio do bilansu: im więcej energii klient zużywa na bieżąco, tym mniej trafia do sieci, tym mniejsza strata na różnicy cen i tym mniejszy drugi przyrost mocy.

W przykładzie z artykułu 35% autokonsumpcji dokłada do instalacji 1,37 kWp. Przy 50% oddane do sieci spada do 3,7 MWh, dopłata do 740 zł, a przyrost do 1,06 kWp — czyli o jeden moduł mniej. Klient, który przeniesie pranie i grzanie wody na godziny południowe albo dołoży pompę ciepła, realnie zmienia wymaganą moc instalacji. To jest argument sprzedażowy, nie ciekawostka, i dlatego pole jest edytowalne zamiast schowane w stałej.

Skąd wiadomo, że to liczy dobrze

Kalkulator energii ma test regresyjny na 45 przypadkach, a jego wartości oczekiwane pochodzą wprost z zapisanych ofert systemu źródłowego. Jest to możliwe dlatego, że wynik zależy tu wyłącznie od dwóch cen taryfy i od parametrów podanych w formularzu — w przeciwieństwie do kalkulatora cieplnego, gdzie korekty słowników zmieniały się po zapisaniu ofert i historyczne wyniki przestały być wzorcem.

Testy obejmują same oferty, oba przeliczniki rachunek ↔ zużycie oraz pełną macierz sprawności, łącznie z przypadkami brzegowymi: brakiem kierunku, nachyleniem spoza przedziałów i trybem parametrów dokładnych.

Najczęstsze pytania

Dlaczego wynik jest wyższy niż z prostego dzielenia zużycia przez uzysk?

Bo poza stratą na sprawności połaci kalkulator pokrywa też stratę finansową na rozliczeniu z siecią. Energia oddana jest sprzedawana taniej, niż potem odkupywana; różnica przeliczona z powrotem na moc daje drugi przyrost. W przykładzie z artykułu to 1,37 z 8,77 kWp.

Podaję rachunek czy zużycie?

To, co klient ma pod ręką. Oba pola są jedną wartością liczoną w dwie strony po cenie zakupu z wybranej taryfy. Zużycie z faktury rozliczeniowej jest dokładniejsze, bo rachunek miesięczny bywa prognozą, a nie odbiciem realnego poboru.

Co wpisać przy instalacji gruntowej albo na trackerach?

Zostawić kierunek niewskazany — wtedy sprawność wynosi 100%, bo połać nie ogranicza uzysku. Nachylenie w takim przypadku nie jest potrzebne.

Skąd wziąć procent autokonsumpcji?

Z profilu zużycia klienta. Gospodarstwo z domownikami pracującymi poza domem będzie miało go niżej, dom z pompą ciepła, klimatyzacją albo ładowarką samochodową — wyraźnie wyżej. Pole zmienia wynik na tyle mocno, że warto o to zapytać, zamiast zostawiać wartość domyślną.

Dlaczego kalkulator nie uwzględnia zacienienia?

Bo zacienienie wymaga danych o otoczeniu, których nie da się zebrać w formularzu wypełnianym przy kliencie. Wynik opisuje potencjał połaci o danej geometrii; korektę na komin czy drzewo instalator wprowadza świadomie, obniżając nachylenie lub kierunek, albo przyjmując ostrożniejszy scenariusz.

Dlaczego liczba paneli jest zaokrąglana w górę?

Bo modułu nie da się kupić w połowie, a instalacja poniżej mocy docelowej nie pokrywa bilansu, dla którego ta moc została policzona. Przy 8,77 kWp i module 450 Wp wychodzi 20 sztuk, czyli 9,00 kWp — stepper na kaflu pozwala zejść niżej, jeśli tyle nie mieści się na dachu.

Czy mogę używać kalkulatora dla firm, a nie tylko dla domów?

Tak — taryfy mają osobne ceny dla odbiorcy biznesowego, a różnica między ceną zakupu a ceną odkupu jest tam zwykle większa, więc drugi przyrost mocy wypada wyraźniej. Warto tylko pamiętać, że pozostałe ograniczenia (jedna połać, brak magazynu, brak profilu godzinowego) przy instalacjach przemysłowych ważą więcej.

Czy klient sklepu widzi rozbicie obliczeń?

Nie. Widzi wynik, bilans i podpowiedziane produkty. Rozbicie na składniki i wagi parametrów są przycinane po stronie API, nie tylko ukrywane w interfejsie — więc nie ma ich także w odpowiedzi serwera.

Co, jeśli żaden falownik z mojego katalogu nie pasuje?

Lista będzie pusta i dostaniesz o tym komunikat — inny niż przy braku oznaczonej kategorii. To zwykle znaczy jedno z dwóch: albo wynik wykracza poza zakresy wpisane przy produktach, albo zakresów po prostu nikt nie uzupełnił. Cisza katalogu jest tu informacją, a nie awarią.

Czy kalkulacja da się zapisać i wrócić do niej później?

Tak. Każdy klient ma w sklepie własną listę kalkulacji; wczytanie przywraca formularz, kolejny zapis nadpisuje ten sam rekord. Firma widzi w panelu kalkulacje wszystkich klientów — z tymi samymi danymi i tym samym wynikiem.

Trzy kalkulatory OZE opisaliśmy osobno, bo każdy odpowiada na inne pytanie: konstrukcja pod panele, moc cieplna budynku i ten. To, co je łączy — i dlaczego narzędzie branżowe ma sens tylko na działającej platformie sprzedaży — jest w tekście o dedykowanych narzędziach w B2B. Całość w kontekście branży: vendispace dla OZE.