Wiele osób zastanawia się, jaka jest rzeczywista wydajność fotowoltaiki w ciągu roku. Czy fotowoltaika działa tylko w lecie? Co tak naprawdę wpływa na wydajność systemu fotowoltaicznego? W tym artykule rozwiewamy wszelkie wątpliwości.
Co wpływa na wydajność fotowoltaiki?
Wydajność fotowoltaiki oznacza ilość energii elektrycznej produkowanej przez moduły z absorbowanego światła słonecznego. Jest to proporcja pomiędzy wygenerowaną energią elektryczną a energią światła słonecznego padającym na panele. Im wyższa wydajność, tym więcej światła słonecznego jest przekształcane w energię elektryczną. Wydajność jest ważnym wskaźnikiem efektywności systemu fotowoltaicznego i zależy od wielu czynników.
Nasłonecznienie a wydajność fotowoltaiki
Nasłonecznienie ma kluczowe znaczenie dla efektywnej pracy fotowoltaiki. Im więcej słońca pada na kolektory słoneczne, tym więcej energii są one w stanie wygenerować. W okresie wiosenno-letnim, charakteryzującym się długimi dniami i intensywnym nasłonecznieniem, produkcja energii osiąga swoje maksimum. Natomiast jesienią i zimą, kiedy dni są krótsze, wydajność fotowoltaiki maleje. Wówczas rozwiązaniem są akumulatory do magazynowania energii, które umożliwiają gromadzenie nadwyżek energii wyprodukowanej w słoneczne dni w celu późniejszego wykorzystania w czasie największego zapotrzebowania, np. zimą.
Temperatura a wydajność fotowoltaiki
Chociaż nasłonecznienie jest niezbędne dla produkcji energii fotowoltaicznej, wzrost temperatury powietrza może mieć negatywny wpływ na wydajność systemu. Wbrew pozorom wysoka temperatura nie sprzyja efektywnemu działaniu ogniw, a panele fotowoltaiczne najlepiej pracują w umiarkowanej oraz niskiej temperaturze.
Popularne jest przekonanie, że fotowoltaika najlepiej sprawdza się w gorących krajach. Jest to mit, ponieważ wzrost temperatury powoduje nagrzewanie się krzemu w panelach, co prowadzi do obniżenia napięcia i efektywności energetycznej. Szacuje się, że przy wzroście temperatury powyżej 25°C wydajność paneli zmniejsza się o 0,3-0,4% za każdy dodatkowy stopień, co oznacza stratę nawet do 15% mocy w gorącym klimacie. Jeśli chcesz poznać więcej mitów na temat fotowoltaiki, sprawdź nasz artykuł Czy fotowoltaika się opłaca? Obalamy mity na temat fotowoltaiki!
Aby zaradzić utracie energii, ważne jest odpowiednie rozmieszczenie i wentylacja paneli, co pomaga w utrzymaniu odpowiedniej temperatury modułów. Dodatkowo wybierając panele, warto upewnić się, że posiadają one niski współczynnik strat temperatury. Panele o lepszych parametrach w tym aspekcie są bardziej odporne na wysokie temperatury, co pozwala na zachowanie wyższej efektywności nawet w upalne dni.
Zacienienie i zabrudzenie paneli fotowoltaicznych
Nawet niewielkie zacienienie może znacząco obniżyć wydajność instalacji fotowoltaicznej. Badania przeprowadzone przez SDM Institute of Technology w Indiach wskazują, że panele zasłonięte w 25% przez cień mogą tracić do 60% swojej wydajności. Dlatego ważne jest, aby podczas projektowania instalacji uwzględnić potencjalne źródła cienia, takie jak drzewa czy budynki oraz dobrać odpowiednie rozwiązanie.
W sytuacjach, gdy uniknięcie cienia jest niemożliwe, stosuje się technologie takie jak diody bocznikujące, optymalizatory mocy, czy mikroinwertery, które zmniejszają negatywny wpływ zacienienia.
Zabrudzenia takie jak kurz, liście czy ptasie odchody również wpływają na efektywność instalacji, blokując dostęp światła do modułów. Najczęściej panele czyszczą się samoistnie, np. w czasie deszczu, jednak w niektórych przypadkach konieczne może być dodatkowe czyszczenie, aby zapewnić optymalną pracę systemu fotowoltaicznego.
Sprawność i moc fotowoltaiki
Nie można zapomnieć, że na wydajność fotowoltaiki wpływa także sprawność i moc modułów. Sprawność to procentowa relacja między ilością wyprodukowanej energii elektrycznej a ilością energii słonecznej dostarczonej do ogniw. Natomiast moc odnosi się do maksymalnej ilości energii, jaką instalacja jest w stanie wyprodukować w optymalnych warunkach.
Zanim zdecydujesz się na określoną moc systemu, koniecznie ustal roczne zużycie prądu w Twoim domu. Jeśli okaże się, że moc modułów będzie niewystarczająca, istnieje możliwość zwiększenia jej poprzez rozbudowę systemu. Jednak wiąże się to z dodatkowymi kosztami, dlatego warto dokładnie przemyśleć wszystkie aspekty instalacji przed jej realizacją.
Wykorzystanie nowoczesnych technologii, takich jak ogniwa perowskitowe, również zwiększa efektywność instalacji fotowoltaicznych. Inną skuteczną metodą jest zastosowanie trackerów solarnych, które automatycznie dostosowują kąt nachylenia paneli zależnie od położenia słońca. Takie ustawienie zwiększa ilość pochłanianego światła i w konsekwencji ilość wytwarzanej energii.
Jak obliczyć moc fotowoltaiki? — przykład
Poniżej wyjaśniamy, jak obliczyć moc fotowoltaiki dla gospodarstwa domowego. Jeśli chcesz, abyśmy ocenili zapotrzebowanie energetyczne dla Twojego domu, zapraszamy do kontaktu.
-
- Określ roczne zużycie energii
Zacznij od sprawdzenia rachunków, aby określić roczne zużycie energii w kWh w Twoim domu.
Przykład: 3500 kWh rocznego zużycia
-
- Do wyniku dodaj zapas mocy
Pomnóż zużycie energii przez 1,3 (130%), aby uwzględnić przyszłe zmniejszenie wydajności i potencjalne zwiększenie zużycia.
Obliczenie: 3500 kWh x 1,3 = 4550 kWh
-
- Uwzględnij przyszłe potrzeby energetyczne
Jeśli planujesz zakup nowych urządzeń, dodaj ich przewidywane zużycie energii.
Zużycie przykładowych urządzeń wygląda następująco: 1 kWp dla płyty indukcyjnej, 0,5 kWp dla klimatyzacji, 1 kWp dla grzałki 2 KW.
-
- Zsumuj wszystkie wartości
Dodaj moc potrzebną dla nowych urządzeń do obliczonej wcześniej mocy. W poniższym przykładzie dodajemy moc potrzebną dla płyty indukcyjnej.
Obliczenie: 4550 kWh + 1000 kWh = 5550 kWh
-
- Przekształć jednostki
Podziel otrzymaną wartość przez 1000, aby przekształcić kWh na kWp.
Obliczenie: 5550 / 1000 = 5,55 kWp
-
- W ten sposób otrzymasz przybliżoną moc instalacji fotowoltaicznej, która powinna spełnić Twoje bieżące i przyszłe potrzeby energetyczne.
Odpowiedni montaż paneli fotowoltaicznych
Ustawienie paneli PV jest kluczowe dla wydajności fotowoltaiki. Ważne, aby panele były ustawione w odpowiednim kierunku (zazwyczaj na południe) i pod właściwym kątem, który zależy od szerokości geograficznej miejsca instalacji. Profesjonalny montaż zmniejszy ryzyko wystąpienia awarii oraz problemów technicznych w przyszłości, przekładając się na niezawodność systemu.
Szczegóły dotyczące odpowiedniego ustawienia paneli znajdziesz w artykule Gdzie zamontować panele fotowoltaiczne?.
Produkcja energii z fotowoltaiki w poszczególnych miesiącach
Jak już wspomnieliśmy latem, gdy dni są dłuższe i bardziej nasłonecznione, panele fotowoltaiczne wytwarzają więcej energii, co pozwala na zgromadzenie nadwyżek na późniejsze wykorzystanie. Zimą wydajność instalacji jest mniejsza ze względu na krótsze dni i ograniczone nasłonecznienie.
Przybliżona produkcja energii w ciągu roku
Aby zobrazować, jak wygląda produkcja energii fotowoltaicznej w poszczególnych miesiącach, wykonaliśmy symulację wykorzystując dane zgromadzone przez lata naszej działalności. Wykres dotyczy instalacji o mocy 5,74 kW, która składa się z 14 paneli o mocy 410 watów każdy. Użyte panele to Astroenergy 410W BF z inwerterem Sofar Solar 6.6KTL-X.
W polskich warunkach produkcja energii fotowoltaicznej osiąga szczyt w miesiącach wiosenno-letnich, gdy dni są długie i słoneczne. Najwięcej prądu panele produkują od kwietnia do września, kiedy to panują optymalne warunki około 25°C i bezchmurne niebo. Chociaż w pozostałych miesiącach produkcja maleje, system nadal działa. Jego konstrukcja pozwala na skuteczne wykorzystanie godzin słonecznych, nawet gdy dni są krótkie. Dzięki temu fotowoltaika jest wartościowym źródłem energii przez cały rok, umożliwiając gromadzenie realnych oszczędności.
Więcej informacji na temat wydajności fotowoltaiki w okresie zimowym znajdziesz w artykule Fotowoltaika zimą — jak działa?.
Podsumowanie — Czy fotowoltaika w Polsce się opłaca?
Na koniec nasuwa się pytanie, czy fotowoltaika w Polsce się opłaca? Odpowiedź jest zdecydowanie twierdząca. Pomimo zmiennej pogody i krótkich dni zimą, fotowoltaika zapewnia długoterminowe oszczędności na rachunkach za energię. Dzięki rządowym dotacjom i programom wsparcia, instalacje stają się coraz bardziej przystępne. Jeśli rozważasz wdrożenie fotowoltaiki w Twoim domu lub firmie, skontaktuj się z nami, aby uzyskać szczegółowe informacje.
