Jak warunki atmosferyczne wpływają na sprawność instalacji fotowoltaiki?

Instalacja fotowoltaiczna pozyskuje energię ze słońca, przetwarzając ją na prąd wykorzystywany w gospodarstwie domowym lub rolnym czy firmie. Poza optymalną mocą instalacji PV i jej właściwym montażem na sprawność instalacji fotowoltaicznej w zakresie pozyskiwania energii wpływają też warunki atmosferyczne m.in. ekspozycja względem słońca.

No właśnie, jak czynniki pogodowe wpływają na wydajność paneli słonecznych w twojej instalacji PV? Jakie proste oraz innowacyjne metody możesz zastosować, aby zwiększyć sprawność twojej instalacji PV?

Pogoda a fotowoltaika. Czy warunki atmosferyczne mają wpływ na instalację fotowoltaiczną?

Jednym z czynników, który ma bezpośredni wpływ na efektywność instalacji fotowoltaicznej, jest dostęp do słońca. Właśnie dlatego najwięcej energii słonecznej udaje się pozyskać w okresie letnim, od maja do września. Wówczas nasłonecznienie jest nawet siedem razy większe niż jesienią czy zimą.

Dobrze ukazuje to przykład mikroinstalacji o mocy 3,20 kWp. Taka przydomowa instalacja solarna w miesiącach letnich produkuje ok. 380 kWh w ciągu miesiąca, podczas gdy w styczniu zaledwie 70 kWh.

Oczywiście nie oznacza to, że panele fotowoltaiczne zimą nie przynoszą żadnych korzyści. W okresie letnim instalacja bazująca na odpowiednich wyliczeniach z reguły produkuje nadwyżki energii, oddając ją do sieci energetycznej. Magazynowana w ten sposób energia jest do odebrania w miesiącach zimowych, kiedy zapotrzebowanie gospodarstwa jest wyższe niż ilość energii produkowanej przez instalację PV.

Nadwyżka energii jest odbierana w formie tzw. opustów. W przypadku instalacji fotowoltaicznej o mocy poniżej 10 kWp można uzyskać 0,8 kWh za każdą 1 kWh oddaną do sieci. Więcej na ten temat we wcześniejszym wpisie na naszym Blogu 

Fotowoltaika a zachmurzenie

Panele fotowoltaiczne generują energię w dni słoneczne i pochmurne, wykorzystując tzw. promieniowanie rozproszone. Oczywiście ma ono wpływ na pracę ogniw fotowoltaicznych, które produkują mniej energii niż w pełnym słońcu. Częściowe zachmurzenie zmniejsza efektywność modułów w zakresie od 60 do 80% pierwotnej mocy. W przypadku całkowitego zachmurzenia efektywność paneli PV sięga maksymalnie 10-20%, a instalacja w ogóle nie produkuje energii po zmroku.

Efektywność można zwiększyć przez panele fotowoltaiczne z powłoką antyrefleksyjną ARC glass (ang. Anti Reflective Coating Glass). Zwiększają one wydajność konwersji modułu nawet o 5%.

Fotowoltaika a temperatura

Wbrew temu, co wydaje się oczywiste, wzrost temperatury powietrza wcale nie przekłada się na sprawność paneli. Powoduje on wzrost temperatury modułów fotowoltaicznych. A to oznacza spadek napięcia na panelu, wskutek czego wytwarza on mniej energii. Dlatego też wyższa temperatura powietrza oznacza spadek wydajności paneli.

Tymczasem panele będą mieć wysoką sprawność w zimny, słoneczny dzień. Wówczas duża ilość promieniowania pozwoli wytworzyć prąd, a niska temperatura ograniczy ich nagrzewanie.

Fotowoltaika a wiatr

Na panele fotowoltaiczne oddziałuje również wiatr, którego prędkość jest uzależniona od lokalizacji montażu. Przed oddaniem paneli do użytku przechodzą one szereg testów, również w zakresie oddziałującego na nie wiatru. Dlatego panele wykazują dużą odporność na silne podmuchy wiatru, nawet do 130 km/h.

Fotowoltaika a deszcz

Deszcz często towarzyszy zachmurzeniu, a więc nie sprzyja produkowaniu energii przez panele fotowoltaiczne. Dodatkowo opady zawierają w sobie związki chemiczne, które zanieczyszczają ogniwa. Z drugiej strony, intensywne opady deszczu pomagają wyczyścić panele z osadzającego się na nich smogu, pyłków i innych zanieczyszczeń. Mimo wszystko, zwłaszcza po długich opadach, warto rozważyć czyszczenie paneli fotowoltaicznych.

Fotowoltaika a grad

Ogniwa fotowoltaiczne są delikatne i kruche, ale producenci zabezpieczają je nawet 4-centymetrową warstwą szkła hartowanego. Dzięki temu wykazują one większa odporność na warunki atmosferyczne, zwłaszcza opady gradu.

Panele przechodzą w tym zakresie także odpowiednie testy i powinny spełniać międzynarodowe standardy IEC 61215. Taki panel jest odporny na kule gradu o średnicy 25 mm, które spadają z prędkością 23 m/s.

Fotowoltaika a śnieg

Warstwa śniegu zalegająca na panelach obniża ich wydajność. Śnieg ogranicza dostęp promieniowania słonecznego, a inwerter rozpoznaje to jako zachmurzenie.

Rozwiązaniem problemu jest właściwy montaż konstrukcji wsporczej, optymalnie pod kątem 35 stopni, kiedy śnieg będzie sam zsuwał się z paneli. Jeśli mimo to warstwa grubego śniegi nadal zalega na panelach, trzeba go delikatnie usunąć ręcznie.

Fotowoltaika a warunki atmosferyczne – o czym jeszcze pamiętać?

Nie ulega więc wątpliwości, że między instalacją fotowoltaiczną a warunkami atmosferycznymi występuje wiele zależności. Właśnie od warunków atmosferycznych zależy sprawność instalacji PV. W strefie klimatycznej, w której leży Polska, panele najwięcej energii generują latem, znacznie mniej zimą, kiedy niebo jest zachmurzone.

Najważniejsze jednak, że w ujęciu rocznym korzyści dla inwestora są bezsprzeczne. Z różną wydajnością panele wytwarzają bowiem energię niezależnie od panujących warunków atmosferycznych, w tym w temperaturze od -40 do +85 stopni Celsjusza. Energia wytworzona latem, którą panele produkują z nadwyżką, jest oddawana do sieci energetycznej i może być odbierana zimą, kiedy panele nie wytwarzają wystarczająco dużo energii, aby sprostać zapotrzebowaniu gospodarstwa.

Oczywiście przy wyborze paneli należy brać pod uwagę działanie sił zewnętrznych, w tym zmiennej w naszym klimacie temperatury, ale też wiatru, deszczu czy śniegu. Dlatego też powinny być to panele z atestami i certyfikatami, które potwierdzają największą odporność na warunki atmosferyczne.

Innowacyjne metody wykorzystania pogody do zwiększenia sprawności instalacji fotowoltaicznej

Źródła

fotografia : iStock