Energia słoneczna – jak opłacalna jest fotowoltaika w Polsce

Fotowoltaika w Polsce. Promieniowanie słoneczne to podstawowe źródło energii na naszej planecie. Na Ziemię w postaci promieni słonecznych w ciągu jednego roku dociera 20 tysięcy razy więcej energii. Niż potrzebne jest ludzkości do zaspokojenia wszystkich jej potrzeb. Z rosnącym sukcesem kraje na całym świecie przestawiają się na Odnawialne Źródła Energii. Zauważając pozytywny wpływ tej technologii na ich ekonomię i gospodarkę energetyczną.

Fotowoltaika w Polsce to technologia, którą ludzie coraz częściej doceniają jako skuteczną i powszechną metodę uzyskania odnawialnej, czystej energii ze Słońca. Jak jednak prezentuje się opłacalność pozyskania energii. Jaką zapewniają instalacje PV, elektrownie słoneczne oraz warunki atmosferyczne i klimat w Polsce?

Technologia PV – moc paneli słonecznych a promieniowanie słoneczne

Fotowoltaika (PV) to technologia wykorzystująca proces bezpośredniej przemiany energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną, zachodzącej w ogniwach fotowoltaicznych. Czyli podstawowych elementów modułów słonecznych.

Moc ogniwa fotowoltaicznego (czyli ilość pozyskanej energii) jest bezpośrednio powiązana z intensywnością promieniowania słonecznego na obszarze, gdzie znajduje się instalacja PV. Ogniwa solarne produkują największą ilość energii. Gdy znajdują się w bezpośrednim świetle Słońca, ułożone pod odpowiednim kątem zapewniającym kąt padania promieni słonecznych jak najbliższy prostopadłego (90°) do powierzchni. Natężenie promieniowania można wykorzystać maksymalnie wtedy. Gdy najbardziej intensywne światło słoneczne (południowe, w godz. 11-14) pada na powierzchnię modułu PV pod kątem prostym.

Moc modułu w promieniowaniu bezpośrednim – kąt padania promieni słonecznych

Fotowoltaika w Polsce – kąt padania promieni słonecznych na powierzchnię paneli ma ogromny wpływ na działanie i sprawność fotowoltaiki. Informacje te należy uwzględnić już na etapie projektu instalacji PV. Jeśli naszym celem jest naprawdę zaoszczędzić oraz czerpać pełne korzyści z systemu fotowoltaiki, to jego montaż należy przeprowadzić na południowej stronie dachu. Który posiada 35 stopni kąta nachylenia. Gdy nasz dach nie zapewnia takiej możliwości, czasem bardziej opłaca się zamontować panele fotowoltaiczne na konstrukcji umieszczonej pod odpowiednim kątem na gruncie lub ścianie budynku.

W procesie produkcji modułu fotowoltaicznego definiowana jest jego moc szczytowa, czyli ilość produkowanej energii dla promieniowania o mocy 1000 watów / m² przy pracy ogniwa w temperaturze 25°C. Wartość jaką osiąga „moc szczytowa” danego panelu PV opisuje się w jednostkach Wp – czyli ‘Watt Peak’. W warunkach geograficznych, jakie zapewnia Polska. Przyjmujemy średnią wartość natężenia promieniowania słonecznego około 1000W/m2. Jest to więc standardowa optymalna wartość. Do której przystosowuje się nowo powstające technologie. Najwyższe natężenie promieniowania w Polsce zanotowano na Kasprowym Wierchu (ok. 1200 W/m²), a także w pasie nadmorskim (ok. 1050 W/m²).

Moc paneli w promieniowaniu rozproszonym – technologia pozwala zwiększyć uzysk i sprawność

Uwzględnijmy jednak dodatkowo takie zmienne czynniki jak zacienienie i rozproszenie światła, które sprawiają, że ilość zyskanej mocy spada. Jest to jeden z najczęściej poruszanych argumentów w dyskusji na temat opłacalności instalacji PV w Polsce. Uzupełniając średnie dane o te czynniki. Możemy przyjąć, że najczęściej natężenie promieniowania słonecznego w Polsce zawiera się w wartości 600-800 W/m².

W ciągu bezchmurnego dnia w Polsce instalacja PV dostaje do swojej dyspozycji wspomniany pełen potencjał wytwarzanej energii ok. 1000W/m² – a na energię tę składa się w 80-90% promieniowanie bezpośrednie. Przy większym zachmurzeniu i gęstych opadach do powierzchni ziemi dociera głównie promieniowanie rozproszone o intensywności zaledwie 100–200W/m². Udział promieniowania rozproszonego w napromieniowaniu całkowitym dla Polski waha się od około 47% w lecie do 70% w miesiącach zimowych.

W świetle powyższych informacji. Duży plus dla sprzętu PV wykorzystywanego w Polsce zapewni zwrócenie uwagi na podzespoły wyspecjalizowane w pozyskiwaniu mocy w warunkach zacienienia, a także światła odbitego i rozproszonego.

Dobrym przykładem takiego sprzętu są panele słoneczne BiFacial (bifacjalne), których przejrzyste ogniwa produkują energię zarówno po nasłonecznionej stronie płytki, jak i w jej warstwie dolnej. Która przetwarza głównie promieniowanie odbite i rozproszone.

Zobacz moduły PV BiFacial oferowane przez Panele-Sloneczne.com oraz sprawdź ich dostępność :

Warunki atmosferyczne i klimat w Polsce a sprawność fotowoltaiki

Jednymi z najistotniejszych wielkości wskazujących na potencjał produkcji energii pochodzącymi z promieniowania słonecznego dla Polski są usłonecznienie oraz nasłonecznienie – a także panujące w kraju przez większość czasu warunki pogodowe. Takie jak zachmurzenie czy temperatura powietrza.

Usłonecznienie to średnia ilość godzin słonecznych w danym okresie. Dla którego analizujemy eksploatację instalacji słonecznej. Wartość usłonecznienia zależna jest od długości dnia. Stopnia zachmurzenia i przeźroczystości atmosfery. Średnie roczne wartości usłonecznienia dla Polski zawierają się w znakomitej większości w charakteryzującym Europę Środkową zakresie 1600-1800 h/rok. Co stanowi lepszy wynik, niż zakres obejmujący sporą część terytorium Niemiec czy Wysp Brytyjskich (1200-1600 h/rok).

Nasłonecznienie określa z kolei łączną wartość energii promieniowania słonecznego padającego na daną powierzchnię w danym czasie. Najczęściej interpretuje się je jako natężenie promieniowania słonecznego padającego na obszar metra kwadratowego w ciągu roku. Nasłonecznienie jest dlatego najczęściej opisywane w kWh/m² na rok. Dla Polski zawiera się w zakresie od 1050–1150 kWh/m²/rok (również optymalnym, charakterystycznym dla obszaru Europy Środkowej). Na obszarze naszego kraju nie zostały zaobserwowane skrajnie niskie wartości nasłonecznienia. Oznacza to, że instalacje fotowoltaiczne w Polsce będą wykazywać wymierne korzyści. Oraz tylko nieznaczne różnice w uzysku mocy, niezależnie od ich dokładnej lokalizacji na obszarze kraju.

Więcej na temat wpływu warunków atmosferycznych i klimatycznych na sprawność działania instalacji fotowoltaicznej we wcześniejszym wpisie na naszym Blogu :

https://u329689.stronazen.pl/twoja-instalacja-pv/jak-warunki-atmosferyczne-wplywaja-na-sprawnosc-instalacji-fotowoltaiki/

Podsumowanie – czy warto inwestować w fotowoltaikę w Polsce?

Ilość dostępnej fotowoltaiki w Polscei energii słonecznej jest niemal na tym samym poziomie co w Niemczech, czyli kraju będącym globalnym liderem produkcji energii elektrycznej z fotowoltaiki. W Wielkiej Brytanii, gdzie nasłonecznienie jest nawet w 25% niższe niż w Polsce, zbudowano ponad 1000 MW instalacji PV do 2012 roku, podczas gdy Polska w tym czasie posiadała jedynie około 2 MW mocy zainstalowanej.

Widać więc, że kraje znane jako pionierskie i rozwojowe pod względem wykorzystania fotowoltaika w Polsce. Jako źródła odnawialnej energii, w których łączna moc zainstalowana sprzętu bije światowe rekordy – znajdują się w obszarach o identycznych, a nawet trudniejszych warunkach atmosferycznych niż Polska. Fotowoltaika stanowi atrakcyjne i powszechne źródło odnawialnej, czystej energii na całym świecie. W Polsce zauważamy ogromny skok popularności tej metody pozyskiwania mocy. zwłaszcza na przestrzeni ostatnich kilku lat. Pojawiły się dotacje i programy rządowe i komercyjne ułatwiające inwestycje w fotowoltaikę, a przy tym, jak zaprezentowaliśmy w tym wpisie – oraz wbrew obiegowej opinii – Polska posiada tak naprawdę dobre i stabilne warunki dla wydajnej pracy ogniw solarnych.

Gdy zastosujemy staranny projekt instalacji PV (kąt padania oraz intensywność promieniowania) wraz z odpowiednim doborem urządzeń (wysoka sprawność w zacienieniu i rozproszonym świetle) – fotowoltaika w Polsce nie tylko się opłaca. Produkcja energii ze Słońca ze względu na swoją powszechność może wręcz stać się ekonomicznym (i ekologicznym) fundamentem nowego polskiego systemu energetycznego, przestawiającego się w nadchodzących latach na układ rozproszony i znacznie większy stopień użycia Odnawialnych Źródeł Energii.

Czas pokaże, jak wykorzystamy te dane nam przez Naturę szanse.