Podczas planowania inwestycji w fotowoltaikę wybór odpowiedniego rodzaju panelu słonecznego czy falownika to tylko połowa sukcesu. Nawet jeśli zainwestujemy w najwyższej klasy wysokowydajne moduły, musimy wziąć pod uwagę również szereg innych czynników, wpływających na efektywność całego systemu OZE. Dzięki temu już na etapie projektu będzie można podjąć kroki w celu zoptymalizowania m.in. maksymalnej mocy instalacji fotowoltaicznej. Wskazujemy najważniejsze czynniki, które mają wpływ na wydajność PV.
Efektywność instalacji fotowoltaicznej – podstawowe informacje
Ogniwo słoneczne to urządzenie, które zamienia światło słoneczne na energię elektryczną. Ilość światła słonecznego, które można przekształcić w energię elektryczną, zależy od wydajności poszczególnych komponentów instalacji fotowoltaicznej. Ich parametry w ciągu ostatnich lat znacznie się poprawiły, a koszt całego systemu znacznie spadł, czyniąc inwestycję w ten rodzaj odnawialnych źródeł energii bardzo opłacalną. Wciąż jednak wiele osób nie wie, że na wydajność fotowoltaiki w ciągu roku wpływa nie tylko liczba słonecznych dni. Czynników, które należy wziąć pod uwagę jest więcej.
Wydajność paneli fotowoltaicznych a warunki pogodowe
Zmienne warunki pogodowe mogą znacząco wpłynąć na pracę instalacji fotowoltaicznej. Mowa tutaj nie tylko o tym, czy w danej lokalizacji jest dużo słonecznych, czy pochmurnych dni. Ogniwa słoneczne działają optymalnie w określonych temperaturach. Istnieje błędne przekonanie, że wysokie temperatury zwiększają wydajność paneli słonecznych. Wręcz przeciwnie – mogą zmniejszyć efektywność, a nawet uszkodzić cały system solarny. Temperatura wpływa na sprawność ogniwa fotowoltaicznego ze względu na wewnętrzną charakterystykę materiału półprzewodnikowego. Wydajność paneli słonecznych wzrasta wraz ze spadkiem temperatury, a maleje w wysokich temperaturach, gdy spada napięcie między ogniwami.
Dlatego też ogólna zasada mówi, że ogniwa słoneczne działają lepiej w zimnym niż w gorącym klimacie. Optymalne (przyjmowane w laboratoriach) warunki pracy dla poszczególnych modułów to 25˚C przy nasłonecznieniu na poziomie 1000 W/m². Jeśli temperatura ogniwa wzrośnie powyżej wspomnianej wartości, jego moc wyjściowa spada o ok. 0,25% dla ogniw amorficznych i ok. 0,4-0,5% dla ogniw krystalicznych za każdy stopień. Łatwo obliczyć, że w upalne letnie dni panel fotowoltaiczny, który osiąga temperaturę 65˚C lub więcej, będzie wytwarzać nawet do 25% mniej energii.
Efektywność instalacji PV a zacienienie
Całkowite lub częściowe ograniczenie dopływu promieni słońca znacząco oddziałuje na zdolność wytwarzania energii przez fotowoltaikę. Nawet cień na małej części danego modułu może mieć zaskakująco duży wpływ na wydajność całej instalacji. Poszczególne ogniwa w panelu są zwykle połączone szeregowo – wystarczy więc, że na jeden z nich będzie padał cień, by maksymalna moc instalacji fotowoltaicznej została obniżona. Aby tego uniknąć, już na etapie planowania inwestycji oraz wyboru lokalizacji należy sprawdzić, czy ogniw nie będzie zasłaniać żaden budynek, słup, wysokie drzewo, komin itp. Można również uwzględnić w projekcie zastosowanie np. specjalnych optymalizatorów mocy lub diod obejściowych.
Orientacja dachu i jej znaczenie dla wydajności paneli fotowoltaicznych
W naszej szerokości geograficznej najlepszą praktyką jest ustawienie paneli słonecznych na południe. Dzięki temu można wychwycić maksymalną ilość światła słonecznego. Ponadto ogniwa powinny być nachylone pod kątem od 30 do 40 stopni – w takim ustawieniu wytwarza się najwięcej energii. Na dachach płaskich stosowane są specjalne stelaże do montażu PV, aby zapewnić ogniwom optymalne położenie. W zaawansowanych instalacjach kąt nachylenia paneli może być aktywnie dostosowywany do zmieniających się pór roku oraz liczby godzin słonecznych, co przekłada się na poziom wydajności fotowoltaiki w ciągu roku.
Jakość komponentów wykorzystanych w instalacji fotowoltaicznej
Efektywność całego systemu PV jest zależna także od wszystkich podzespołów, które się na niego składają. Mowa tutaj zarówno o panelach słonecznych czy inwerterze, jak i kablach, łączących poszczególne komponenty. Dlatego warto zlecać projekt instalacji doświadczonych ekspertom, którzy podpowiedzą, które parametry techniczne ogniw fotowoltaicznych będą miały największe znaczenie dla wydajności całej instalacji. Ważne będzie również to, jak szybko postępuje degradacja określonych modułów PV, co powoduje spadek efektywności systemu OZE.
Czystość powierzchni paneli słonecznych
Zanieczyszczone środowisko, opady deszczu, zwierzęce odchody, śnieg czy kurz to kilka czynników, które mogą odgrywać rolę w zmniejszaniu efektywność instalacji fotowoltaicznych. Dlatego coraz szersze grono osób regularnie zleca prace konserwacyjne, mające na celu usunięcie z powierzchni ogniw wszelkiego brudu. W większości lokalizacji to zimą jest najwięcej zanieczyszczeń, więc czyszczenie warto zaplanować na wiosnę. Takie działanie może sprawić, że panele wytworzą nawet do 5% więcej energii elektrycznej w skali roku w porównaniu do instalacji, która nie jest czyszczona. Odpowiednia konserwacja pozwala również wykryć na wczesnym etapie wszelkie usterki.
