Jednym z najczęstszych mitów dotyczących fotowoltaiki jest przekonanie, że panele słoneczne nie działają zimą lub ich wydajność jest tak niska, że nie warto inwestować w takie rozwiązanie w polskim klimacie. W tym artykule obalamy mity i przedstawiamy fakty dotyczące działania paneli fotowoltaicznych w sezonie zimowym.
Prawda o działaniu paneli w niskich temperaturach
Zacznijmy od najważniejszej informacji: panele słoneczne działają przez cały rok, również zimą. Panele fotowoltaiczne wykorzystują promieniowanie słoneczne (fotony), a nie ciepło, do generowania energii elektrycznej. Oznacza to, że mogą produkować energię nawet w mroźne, ale słoneczne dni.
Co ciekawe, wbrew powszechnym przekonaniom, niskie temperatury mogą nawet poprawić wydajność paneli słonecznych. Panele fotowoltaiczne są testowane w standardowych warunkach testowych (STC), które zakładają temperaturę ogniwa 25°C. Każdy wzrost temperatury powyżej tej wartości powoduje spadek wydajności.
Warto wiedzieć
Typowy współczynnik temperaturowy paneli monokrystalicznych wynosi około -0,35% do -0,45% na każdy stopień Celsjusza powyżej 25°C. Oznacza to, że w upalne letnie dni, gdy temperatura paneli może osiągać nawet 60-70°C, ich wydajność może spaść o 12-20%.
Czynniki wpływające na produkcję energii zimą
Chociaż panele słoneczne działają zimą, trzeba przyznać, że całkowita produkcja energii w tym okresie jest niższa niż latem. Wynika to z kilku czynników:
1. Krótszy dzień i mniejsze nasłonecznienie
Głównym powodem niższej produkcji energii zimą jest krótszy dzień i niższy kąt padania promieni słonecznych. W grudniu dzień trwa w Polsce około 8 godzin, podczas gdy w czerwcu – około 16 godzin. Oznacza to, że panele otrzymują znacznie mniej światła słonecznego w ciągu dnia.
Ponadto, zimą słońce znajduje się niżej nad horyzontem, co oznacza, że promienie słoneczne przechodzą przez grubszą warstwę atmosfery i tracą więcej energii, zanim dotrą do powierzchni paneli.
2. Pokrywa śnieżna
Istotnym czynnikiem ograniczającym wydajność paneli zimą może być zalegający na nich śnieg. Ciężki, mokry śnieg może całkowicie zakryć powierzchnię paneli, uniemożliwiając dostęp światła słonecznego i tym samym produkcję energii.
Warto jednak zauważyć, że panele słoneczne zazwyczaj montowane są pod kątem (w Polsce optymalny kąt to około 30-40 stopni), co sprzyja samoczynnemu zsuwaniu się śniegu. Ponadto, ciemna powierzchnia paneli nagrzewa się nawet przy słabym nasłonecznieniu, co również pomaga w topnieniu śniegu.
Wskazówka
W przypadku zalegania grubej warstwy śniegu na panelach, można rozważyć delikatne usunięcie go za pomocą miękkiej szczotki z długim uchwytem. Należy jednak zachować ostrożność, aby nie zarysować powierzchni paneli.
3. Zachmurzenie
Zimą w Polsce często występuje większe zachmurzenie niż latem, co również wpływa na ilość promieniowania słonecznego docierającego do paneli. Panele fotowoltaiczne mogą generować energię również w dni pochmurne, ale ich wydajność jest wtedy znacznie niższa - zazwyczaj spadek wynosi od 40% do 80% w porównaniu do dni słonecznych.
Przykładowe dane produkcyjne z instalacji w Polsce
Aby lepiej zobrazować sezonowość produkcji energii z fotowoltaiki w polskich warunkach, poniżej przedstawiamy średnią miesięczną produkcję energii z instalacji o mocy 10 kWp, zlokalizowanej w centralnej Polsce:
| Miesiąc | Średnia produkcja [kWh] | % rocznej produkcji |
|---|---|---|
| Styczeń | 310 | 3% |
| Luty | 490 | 5% |
| Marzec | 890 | 9% |
| Kwiecień | 1120 | 11% |
| Maj | 1350 | 14% |
| Czerwiec | 1380 | 14% |
| Lipiec | 1360 | 14% |
| Sierpień | 1230 | 12% |
| Wrzesień | 870 | 9% |
| Październik | 540 | 5% |
| Listopad | 260 | 3% |
| Grudzień | 200 | 2% |
| ROCZNIE | 10000 | 100% |
Jak widać z powyższych danych, produkcja energii w okresie zimowym (grudzień-luty) stanowi około 10% całorocznej produkcji, podczas gdy w okresie letnim (czerwiec-sierpień) jest to około 40%. Mimo to, nawet zimowa produkcja energii ma znaczenie dla całorocznego bilansu energetycznego i opłacalności instalacji.
Jak zwiększyć wydajność paneli zimą?
Istnieje kilka sposobów na zwiększenie efektywności instalacji fotowoltaicznej w okresie zimowym:
1. Optymalne ustawienie paneli
Jeśli zależy nam na zwiększeniu produkcji energii zimą, można rozważyć montaż paneli pod większym kątem (około 50-60 stopni zamiast standardowych 30-40). Zwiększy to ilość energii produkowanej zimą, gdy słońce jest nisko nad horyzontem, choć może nieznacznie zmniejszyć produkcję letnią.
2. Dobór odpowiednich paneli
Niektóre rodzaje paneli fotowoltaicznych, jak np. panele z krzemu monokrystalicznego typu N, charakteryzują się lepszą wydajnością przy słabym nasłonecznieniu, co jest korzystne w warunkach zimowych. Warto to wziąć pod uwagę przy wyborze technologii dla swojej instalacji.
3. Utrzymanie paneli w czystości
Regularne usuwanie śniegu i zabrudzeń z powierzchni paneli może znacząco poprawić ich wydajność zimą. Należy jednak robić to ostrożnie, aby nie uszkodzić paneli.
4. System śledzenia słońca
W przypadku większych instalacji, można rozważyć zastosowanie systemów śledzących pozycję słońca (trackerów), które obracają panele w kierunku słońca w ciągu dnia. Takie systemy mogą zwiększyć roczną produkcję energii o 20-30%, szczególnie w okresach o niskim nasłonecznieniu.
Podsumowanie
Panele słoneczne zdecydowanie działają zimą, choć ich wydajność jest niższa niż w okresie letnim. W polskich warunkach klimatycznych produkcja energii z fotowoltaiki zimą stanowi około 10-15% rocznej produkcji. Niższe temperatury mogą nawet poprawić sprawność paneli, o ile mają one dostęp do światła słonecznego.
Przy projektowaniu instalacji fotowoltaicznej warto wziąć pod uwagę sezonowość produkcji energii i zastosować odpowiednie rozwiązania, aby zoptymalizować działanie systemu w ciągu całego roku. Warto również pamiętać, że dzięki systemowi net-billingu lub magazynom energii, nadwyżki energii wyprodukowane latem mogą być "przechowane" i wykorzystane zimą.
W firmie Stromi zawsze doradzamy naszym klientom optymalne rozwiązania dopasowane do ich indywidualnych potrzeb i warunków lokalnych. Jeśli masz pytania dotyczące działania fotowoltaiki zimą lub planujesz instalację i chcesz dowiedzieć się więcej, skontaktuj się z naszymi specjalistami.
