Im więcej słońca, tym więcej energii wyprodukuje instalacja? Niekoniecznie, rzeczywistość jest znacznie bardziej złożona. Wysokie nasłonecznienie daje duży potencjał, ale wzrost temperatury modułów sprawia, że ich moc chwilowa zaczyna spadać. Warto zrozumieć, dlaczego tak się dzieje i jak można temu przeciwdziałać, zwłaszcza że na etapie projektu czy eksploatacji mamy sporo narzędzi, by ograniczyć straty.
Czym jest sprawność i dlaczego gorący moduł traci moc?
Sprawność panelu fotowoltaicznego określa, ile procent padającego na niego promieniowania słonecznego jest w stanie przetworzyć na energię elektryczną.
Każde ogniwo krzemowe reaguje na dwa czynniki jednocześnie: promieniowanie słoneczne i temperaturę. Promieniowanie zwiększa prąd, ale rosnąca temperatura obniża napięcie. Efekt końcowy to spadek mocy. Producent podaje tę zależność w karcie katalogowej jako współczynnik temperaturowy mocy Pmax. Najczęściej wynosi on od −0,30 do −0,45% na każdy 1°C powyżej 25°C. To liczby, które naprawdę przekładają się na Twoje rachunki.
Wyobraź sobie moduł 400 W o współczynniku −0,35%/°C. Jeżeli temperatura ogniwa wzrośnie z 25°C do 65°C, spadek wyniesie około 14%, a realna moc spadnie do 344 W. Co ciekawe, przy niskich temperaturach efekt działa w drugą stronę. Zimą, w mroźny i słoneczny dzień, moduły potrafią oddać więcej niż w warunkach laboratoryjnych STC. To tłumaczy nagłe skoki mocy, które czasem obserwujesz w lutym lub marcu.
Co to jest STC?
STC to standard branżowy wykorzystywany do oceny paneli fotowoltaicznych. Pozwala na ocenę mocy znamionowej (najwyższej teoretycznej wartości) modułu w kontrolowanych warunkach.
Trzeba też pamiętać, że temperatura ogniwa jest zwykle znacznie wyższa niż temperatura powietrza. W upalny dzień różnica potrafi sięgać kilkudziesięciu stopni. Dlatego teoria STC (1000 W/m², 25°C) w praktyce ma niewiele wspólnego z rzeczywistością.
Parametr NOCT – Jak oszacować temperaturę modułu?
Do obliczeń warto wykorzystać parametr NOCT (Normal Operating Cell Temperature), który producenci podają w specyfikacji. Na jego podstawie można policzyć przybliżoną temperaturę ogniwa:
T_ogniwa ≈ T_otoczenia + (NOCT − 20°C)/800 × G
G to aktualne nasłonecznienie w W/m². Dla przykładu, przy NOCT = 45°C i irradiancji 900 W/m², temperatura ogniwa przy 35°C w cieniu wyniesie około 63°C. W takim scenariuszu moduł traci mniej więcej 13% mocy. Natomiast przy chłodnej, słonecznej pogodzie, powiedzmy 10°C w otoczeniu i 700 W/m², temperatura ogniwa dochodzi do 33°C, a spadek to jedynie 3%.
Nie wolno zapominać o wietrze. Nawet lekki przewiew potrafi schłodzić moduł o kilka stopni, a silniejszy wiatr obniży temperaturę o kilkanaście. Różnica bywa tak wyraźna, że na wykresach uzysków można ją pomylić z awarią falownika. Moduły z niższym współczynnikiem temperaturowym (bliżej −0,30%/°C) mają realną przewagę w takich warunkach — to kilka procent dodatkowej energii w skali lata.
Co w projekcie wpływa na temperaturę?
Nie tylko pogoda decyduje o tym, jak mocno grzeją się moduły. Równie ważne są rozwiązania projektowe.
- Prześwit pod modułem — większy dystans oznacza lepszą wentylację. Różnica 5 cm przekłada się nawet na 2–4°C mniej na ogniwie.
- Kolor dachu — ciemne pokrycia bitumiczne mocno się nagrzewają, podczas gdy jasne membrany TPO/PVC odbijają część promieniowania. To sprzyja chłodzeniu, a przy bifacialach dodatkowo podbija uzysk.
- Układ paneli — instalacje wschód–zachód często działają dłużej w godzinach popołudniowych, ale pracują wtedy przy wyższej temperaturze. Klasyczne południe daje lepsze przewietrzenie, choć mniejsze rozłożenie mocy w czasie.
- Mocowanie — konstrukcje na krokwi chłodzą skuteczniej niż te „przyklejone” do blachy trapezowej.
- Wysokość stołu naziemnego — dodatkowe 20–30 cm nad gruntem może obniżyć temperaturę o kilka stopni.
Znam przykład instalacji na dachu pokrytym ciemnym EPDM. Prześwit wynosił zaledwie 7 cm i latem pojawiał się wyraźny spadek produkcji w godzinach popołudniowych. Po podniesieniu konstrukcji o kilka centymetrów temperatura ogniwa spadła o 3–5°C, a uzysk w najcieplejsze dni wzrósł o 1–2 punkty procentowe. Różnicy zimą nie widać, ale w rocznym bilansie poprawa jest zauważalna.
Jak ograniczyć straty i zwiększyć sprawność paneli fotowoltaicznych w praktyce?
Kilka prostych działań robi różnicę w sprawności paneli fotowoltaicznych:
1. Wybór modułów z lepszym współczynnikiem temperaturowym.
2. Większy prześwit w konstrukcji, który poprawia przewietrzenie.
3. Jasne powierzchnie dachowe i powłoki odbijające promieniowanie.
4. Montaż falownika w cieniu i zapewnienie mu dobrej wentylacji.
5. Grubsze przewody na długich odcinkach, co zmniejsza straty cieplne.
6. Monitoring temperatury modułów i szaf, aby szybko reagować.
7. Regularne mycie paneli fotowoltaicznych, które zapobiega powstawaniu hot-spotów.
8. Dobór układu wschód–zachód w sytuacjach, gdy profil zużycia energii tego wymaga.
Sprawność paneli fotowoltaicznych a wpływ temperatury i pory roku
W praktyce wystarczy poznać parametr NOCT, sprawdzić prognozowane napromienienie i policzyć orientacyjną temperaturę ogniwa. Kilka prostych działań projektowych może dać Ci dodatkowe procenty energii rocznie, bez zwiększania mocy zainstalowanej fotowoltaiki.
Temperatura nie jest tylko teorią z kart katalogowych. To realny czynnik, który przekłada się na rentowność inwestycji. Dobrze zaprojektowana instalacja paneli fotowoltaicznych pracuje stabilniej w najgorętszych miesiącach, co oznacza bardziej przewidywalne rachunki i dłuższą żywotność urządzeń. Jeśli planujesz nową instalację lub modernizację istniejącej, zapraszamy do współpracy z SM Project. Zajmujemy się nie tylko montowaniem fotowoltaiki, ale pomagamy również dobrać rozwiązania minimalizujące wpływ temperatury na sprawność systemu.
