kW, kWp i kWh w instalacjach fotowoltaicznych i magazynach energii – czym są i czym się różnią?

Osoby planujące montaż fotowoltaiki lub magazynu energii szybko spotykają się z oznaczeniami kW, kWp i kWh. Pomimo tego, że skróty te wyglądają podobnie, dotyczą one różnych zagadnień: jeden określa moc urządzenia, drugi moc znamionową paneli fotowoltaicznych, a trzeci ilość energii wyprodukowanej, zużytej albo zgromadzonej w magazynie.

Zrozumienie tych różnic pomaga prawidłowo odczytać ofertę wykonawcy, dane techniczne falownika i modułów, rachunek za energię czy wyniki prezentowane w aplikacji do monitorowania instalacji. Ma też duże znaczenie przy wyborze magazynu energii – jego pojemność w kWh i moc w kW to dwa odrębne parametry, które powinny odpowiadać potrzebom budynku.

W dalszej części przystępnie wyjaśniamy, czym są kW, kWp i kWh w instalacjach PV i magazynach energii, gdzie można spotkać te jednostki oraz jak prawidłowo interpretować je w przypadku domowej fotowoltaiki, instalacji dla firmy, magazynu energii i farmy fotowoltaicznej.

Zapraszamy do czytania!

kW, kWp i kWh – najważniejsze różnice w skrócie

Wyjaśnienie czym są kW, kWp i kWh najlepiej rozpocząć od wskazania różnic pomiędzy nimi. W dalszej części artykułu znajdziesz szersze informacje na temat poszczególnych jednostek.

Najprościej rzecz ujmując można powiedzieć, że kW oraz kWp dotyczą mocy, natomiast kWh określa ilość energii. Każda z tych jednostek opisuje jednak nieco inny element systemu.

Możemy zobrazować tę różnicę na przykładzie instalacji fotowoltaicznej z magazynem energii:

• panele tworzą instalację o mocy 8 kWp;
• falownik może mieć moc wyjściową 8 kW;
• w słoneczny dzień instalacja może wyprodukować np. 35 kWh energii;
• współpracujący z nią magazyn może mieć 10 kWh pojemności i 5 kW mocy.

Nie należy zatem stosować tych oznaczeń zamiennie. Instalacja o mocy 8 kWp nie produkuje automatycznie 8 kWh energii w każdej godzinie. Rzeczywista produkcja zmienia się wraz z nasłonecznieniem, porą dnia, temperaturą modułów oraz pozostałymi warunkami pracy systemu.

kWh, kW i kWp – porównanie jednostek

Co oznacza kW, czyli kilowat?

Kilowat, oznaczany jako kW, jest jednostką mocy w układzie SI i oznacza 1000 watów mocy, zaś jeden wat (1 W) to moc, przy której praca wykonana w ciągu jednej sekundy (1 s) jest równa jednemu dżulowi (1 J).

Mówiąc prościej, moc wyrażona w watach pokazuje, z jaką intensywnością urządzenie w danej chwili pobiera, wytwarza albo przekazuje energię.

Dla przykładu czajnik o mocy 2 kW podczas pracy potrzebuje około 2 kW mocy. Jeżeli będzie działał bez przerwy przez godzinę, zużyje 2 kWh energii. Zagotowanie wody trwa jednak znacznie krócej, dlatego rzeczywiste zużycie będzie odpowiednio mniejsze.

Jeśli jesteś właścicielem pojazdu mechanicznego, możesz znaleźć informacje o mocy maksymalnej silnika Twojego auta (lub innego pojazdu) w dowodzie rejestracyjnym – jest ona tam wyrażona właśnie w kilowatach (kW).

Warto zapamiętać prostą zasadę:

• kW mówi, jak duża moc jest potrzebna lub dostępna w danym momencie,
• kWh mówi, ile energii zużyto lub wyprodukowano w określonym czasie.

Co oznacza kilowatopik (kWp) w instalacji PV?

Kilowatopik, oznaczany jako kWp, służy do określania znamionowej mocy szczytowej modułu fotowoltaicznego albo całej instalacji PV. Litera „p” pochodzi od angielskiego słowa peak, czyli „szczyt”.

Moc pojedynczego modułu najczęściej podaje się w Wp, czyli watopikach i ustala się ją na podstawie badań wydajności ogniw w standardowych warunkach testowych (STC). Moc całej instalacji przedstawia się natomiast w kWp. Oblicza się ją przez zsumowanie mocy wszystkich zamontowanych modułów.

Przykładowo 20 paneli o mocy 450 Wp każdy tworzy instalację o łącznej mocy 9000 Wp, czyli 9 kWp.

Wartość 9 kWp nie określa rocznej ani dziennej produkcji energii, a jedynie informuje o mocy znamionowej modułów ustalonej w ujednoliconych warunkach pomiarowych.

Jak ustala się kWp w instalacji fotowoltaicznej – kilka słów o STC

Produkcja energii z paneli zależy od nasłonecznienia, temperatury i wielu innych czynników. Aby można było rzetelnie porównywać moduły różnych producentów, ich znamionową moc szczytową (kWp) ustala się się w jednakowych, laboratoryjnych warunkach testowych, określanych skrótem STC.

Standardowe warunki testowe obejmują:

• natężenie promieniowania słonecznego 1000 W/m²,
• temperaturę ogniwa wynoszącą 25°C,
• współczynnik masy optycznej atmosfery AM 1,5,

Moc podana w Wp lub kWp nie jest więc gwarantowaną, stałą mocą pracy instalacji. To wartość odniesienia, która pozwala porównywać moduły oraz określić znamionową moc całego pakietu ogniw fotowoltaicznych, składających się na tę część instalacji PV.

Co oznacza kWh? – czyli kilowatogodzina

Kilowatogodzina, oznaczana jako kWh, jest jednostką energii i informuje, ile energii urządzenie zużyło albo instalacja wyprodukowała w określonym czasie.

Podstawową zależność można zapisać następująco:

Energia w kWh = moc w kW × czas pracy w godzinach

Jeżeli urządzenie o mocy 1 kW pracuje przez 1 godzinę (1 h), zużyje 1 kWh energii. To samo urządzenie działające przez dwie godziny zużyje 2 kWh.

Inne przykłady:

• odkurzacz o mocy 2 kW działający przez 30 minut zużyje 1 kWh energii,
• grzejnik o mocy 2 kW pracujący przez 3 godziny zużyje 6 kWh energii elektrycznej,
• instalacja fotowoltaiczna pracująca przez 4 godziny ze średnią mocą 5 kW wyprodukuje 20 kWh energii.

W praktyce moc fotowoltaiki stale się zmienia, dlatego produkcja nie jest obliczana na podstawie jednej chwilowej wartości. Falownik i licznik sumują energię wytworzoną w ciągu całego dnia, miesiąca lub roku.

Gdzie spotkamy kWh – kilowatogodziny?

Kilowatogodziny możemy znaleźć między innymi:

• na rachunku za energię elektryczną,
• na liczniku energii,
• w aplikacji do monitorowania fotowoltaiki,
• w raportach dotyczących dziennej, miesięcznej i rocznej produkcji energii z PV,
• w danych dotyczących energii pobranej z sieci i do niej oddanej,
• w specyfikacji powerbanków, magazynów energii, zasilaczy UPS i wielu innych.

Jeżeli na rachunku widnieje roczne zużycie wynoszące 5000 kWh, oznacza to, że w danym okresie budynek zużył łącznie właśnie taką ilość energii. Informacja ta stanowi jeden z podstawowych punktów wyjścia przy doborze mocy instalacji fotowoltaicznej.

W kWh określa się również pojemność magazynu energii. Magazyn o pojemności 10 kWh może przechować określoną ilość energii, ale nie oznacza to automatycznie, że potrafi dostarczyć 10 kW mocy. O tym decyduje osobny parametr podawany w kW.

Właściwy dobór fotowoltaiki i magazynu wymaga więc analizy kilku wartości jednocześnie.

Jak przeliczyć kWp na kWh w instalacji PV i magazynach energii?

Wiele osób nas o to pyta, lecz mamy niestety stosunkowo złe wieści – nie istnieje jeden stały przelicznik, który pozwalałby zamienić kWp na kWh bez dodatkowych informacji. Wynika to z faktu, że obie jednostki opisują coś innego – tak jak opisywaliśmy wcześniej:

• kWp określa znamionową moc szczytową instalacji fotowoltaicznej;
• kWh określa ilość energii wyprodukowanej w określonym czasie.

Aby oszacować produkcję energii, trzeba znać nie tylko moc instalacji, lecz także przewidywany uzysk energii z każdego kilowatopika. W polskich warunkach często przyjmuje się, że prawidłowo zaprojektowana instalacja może wyprodukować około 1000 kWh energii rocznie z każdego 1 kWp mocy. Jest to wartość orientacyjna, a nie gwarantowany wynik.

Uproszczony wzór do przeliczenia kWp na kWh wygląda następująco:

Roczna produkcja energii = moc instalacji w kWp × roczny uzysk z 1 kWp

Korzystając z niego, możemy oszacować ile zysku przyniesie nam przykładowo instalacja o mocy 8 kWp. Przy założeniu, że przewidywany uzysk wynosi 1000 kWh z każdego 1 kilowatopika (kWp), szacowana roczna produkcja wyniesie:

8 kWp × 1000 kWh/kWp = 8000 kWh rocznie

W zależności od lokalizacji, sposobu montażu i warunków pracy rzeczywisty uzysk może być niższy albo wyższy, dlatego nie należy przyjmować że 1 kWp jest równy 1000 kWh.

Wiele firm w branży fotowoltaicznej błędnie przyjmuje, że instalacja PV o mocy 1 kWp może wyprodukować w Polsce około 1000 kWh energii rocznie – owszem, jest to możliwe, ale tylko jeżeli pracuje w sprzyjających warunkach.

kW i kWh w magazynie energii – moc a pojemność urządzenia

W przypadku magazynów energii występują jednocześnie jednostki kW i kWh. Opisują one dwa różne parametry urządzenia:

• pojemność w kWh mówi, ile energii magazyn może przechować;
• moc w kW mówi, jak szybko magazyn może przyjąć lub oddać energię.

Można to porównać do zbiornika na wodę. Pojemność zbiornika określa, ile wody się w nim zmieści, natomiast średnica odpływu decyduje o tym, jak szybko można ją wykorzystać. Duży zbiornik nie musi mieć dużego odpływu – podobnie magazyn o dużej pojemności nie zawsze oferuje wysoką moc rozładowania.

Typowy domowy magazyn energii ma zazwyczaj:

• pojemność 10 kWh,
• moc ładowania 5 kW,
• moc rozładowania 5 kW.

Te trzy parametry oznaczają, że magazyn może skumulować 10 kWh energii, ale w jednej chwili dostarczy nam maksymalnie 5 kW mocy. Jeżeli domowe urządzenia potrzebują łącznie 7 kW – np. gdy włączymy jednocześnie telewizor, pralkę, zmywarkę, czajnik i odkurzacz, magazyn nie będzie w stanie pokryć samodzielnie całego zapotrzebowania = brakująca część energii będzie musiała pochodzić z bieżącej produkcji fotowoltaiki lub z sieci.

Jakie są najczęstsze pomyłki dotyczące jednostek: kW, kWp i kWh?

Podobne oznaczenia sprawiają, że jednostki bywają stosowane zamiennie. Poniżej przedstawiamy najczęściej spotykane błędy.

kW, kWp i kWh – podsumowanie

Choć oznaczenia kW, kWp i kWh wyglądają podobnie, każda jednostka opisuje inny parametr:

• kW określa moc urządzenia lub systemu w danej chwili;
• kWp określa znamionową moc szczytową modułów fotowoltaicznych;
• kWh określa ilość energii wyprodukowanej, zużytej lub zgromadzonej;
• MWp, MWh i GWh stosuje się przy większych instalacjach oraz farmach fotowoltaicznych.

Zrozumienie tych różnic ułatwia ocenę ofert, dobór instalacji i interpretację danych wyświetlanych przez falownik. Pozwala również uniknąć pomyłek przy wyborze magazynu energii, gdzie zarówno pojemność w kWh, jak i moc w kW mają duże znaczenie.

Jeżeli planujesz instalację fotowoltaiczną, magazyn energii albo farmę fotowoltaiczną, skontaktuj się z firmą Budrys. Na podstawie zużycia energii, warunków montażowych i planowanego zastosowania dobierzemy parametry systemu do potrzeb Twojego domu, firmy lub inwestycji.

kWp, kWh, kW w instalacji fotowoltaicznej – FAQ

Autor publikacji: