Kiedy panele słoneczne działają najlepiej?

Panele fotowoltaiczne mają szerokie zastosowanie zarówno w gospodarstwach domowym jak i firmach. Sprawność paneli zależy od stopnia nasłonecznienia i to właśnie promienie słoneczne są potrzebne, aby instalacja przekształciła światło w energię elektryczną bądź cieplną. Proces ten nazywamy zjawiskiem fotowoltaicznym. Jak panele słoneczne zachowują się jednak zimą, kiedy słońca jest mniej a temperatura niższa? Czy upale lato to najlepszy okres do fotowoltaicznych “żniw”? Przeczytaj poniższy artykuł.

Co możemy wyczytać z tabliczki znamionowej paneli PV?

Na tabliczce znamionowej umieszczonej na modułach PV, znajdziemy parametr moc nominalna/moc znamionowa (Nominal Power). Określa on wydajność paneli w warunkach testowych (STC – Standard Test Conditions). Jakie to są warunki? Temperatura 25°C i nasłonecznienie 1000W/m2 oraz prędkość wiatru nie większa niż 1m/s. Na tabliczce znamionowej umieszczona jest również moc jaką panel wygeneruje w niezakłóconych warunkach przez 1 godz. ekspozycji na maksymalne promieniowanie słoneczne.

Niestety warunki testowe zdarzają się rzadko, a panele fotowoltaiczne muszą sprawnie pracować w różnych temperaturach i różnym nasłonecznieniu. Dlatego też na tabliczce umieszcza się również parametr (NOCT – Normal Operating Cell Temperature), który określa wysokość temperatury ogniw fotowoltaicznych w normalnych warunkach pracy. Za takie warunki przyjmuje się nasłonecznienie sięgające 800 W/m2, temperaturę otoczenia 20°C. Temperatura nagrzania ogniwa przy prędkości wiatru 1 m/s sięga wówczas 45°C.

Jak zimowa aura wpływa na pracę instalacji fotowoltaicznej?

Na pytanie, czy panel fotowoltaiczny działa zimą jasno musimy odpowiedzieć- TAK. Fotowoltaika to system działający przez cały rok. Do swej pracy potrzebują jedynie odpowiedniego natężenia światła, a wysokość temperatury otoczenia – niskie temperatury czy nawet mróz – nie wpływają negatywnie na funkcjonowanie systemu. Oczywistym jest jednak, że sprawność i wydajność instalacji fotowoltaicznych w miesiącach zimowych, kiedy dni są krótsze, a promieniowanie słoneczne ograniczone, jest mniejsza niż w miesiącach letnich. Wpływ mogą mieć też warunki pogodowe – zwłaszcza opady śniegu.

Warto wiedzieć, że instalacja fotowoltaiczna zachowuje sprawność do bardzo niskich temperatur, Nowoczesne panele są zdolne pracować efektywnie do temperatury powietrza rzędu -40°C. Szacuje się, że w okresie zimy panele produkują maksymalnie ⅔ mniej energii niż w miesiącach wiosenno-letnich. Nie wpływają na to jednak niskie temperatury, ale mniejsze nasłonecznienia i zalegający śnieg na powierzchni paneli. Nawet dwucentymetrowa warstwa zmniejsza przepuszczalność światła nawet o 80%, a przy 10 cm spada całkowicie. Wiele zależy więc od tego czy zima obfituje w opady deszczu, czy nie.

Oczywiście zaśnieżone moduły można oczyścić we własnym zakresie, choć zwykle nie jest to konieczne. Kąt nachylenia paneli fotowoltaicznych to najczęściej 30 lub 45°, a odległość od powierzchni dachu ok. 10 cm . Sprawia to, że warstwa śniegu ześlizguje się pod wpływem własnego ciężaru.

Wysoka temperatura, a sprawność paneli fotowoltaicznych

Mylny jest pogląd, że fotowoltaika wymaga ciągłego nasłonecznienia i bardzo wysokiej temperatury. Rzeczywistość jest zgoła inna. Panele PV wcale nie lubią bardzo wysokich temperatur powietrza ani agresywnego słońca. Zaobserwować możemy tu pewien paradoks: panele fotowoltaiczne potrzebują dużo słońca, ale już niekoniecznie wysokiej temperatury powietrza. Na szczęście w polskich warunkach klimatycznych dominują dni słoneczne, ale nie upalne.

W przypadku paneli wysokiej klasy przyjmuje się, że tracą one na mocy maksymalnej ok. 0,45%/°C. Górna granica, do której panele PV funkcjonują w miarę poprawnie, to  85-90°C (chodzi o temp. nagrzanego panela). Przy temperaturze powietrza wynoszącej około 40°C panele mogą nagrzać się nawet do 70°C, a sprawność może spaść nawet o 15%. Przy bardzo wysokich temperaturach otoczenia, czy montażu paneli w miejscach, w których wysoka temperatura występuje przez cały rok, stosuje się specjalne układy chłodzące ogniwa.