Wydajność paneli fotowoltaicznych

Przydomowa elektrownia słoneczna 

Jak wynika z licznych statystyk, zestaw fotowoltaiczny o mocy 1kWp może wyprodukować w polskich warunkach klimatycznych, w skali roku około 900-1000 kWh. To z kolei oznacza, że przeciętne gospodarstwo domowe, które rocznie zużywa w skali roku 4000-5000 kWh, powinno zamontować instalację o mocy co najmniej 5 kWp. Specjaliści zalecają montaż takiej instalacji, która będzie w stanie wyprodukować o 20 procent więcej energii, niż wynosi zapotrzebowanie. 

Moc fotowoltaiki to jednak nie wszystko. Na ilość wyprodukowanego prądu przez elektrownie słoneczną wpływ ma również: lokalizacja, warunki klimatyczne (szczególnie temperatura), kąt nachylenia paneli do płaszczyzny poziomej, a także strona świata na którą są skierowane moduły fotowoltaiczne. 

Okazuje się, że fotowoltaika nie działa najlepiej w wysokich temperaturach. Najbardziej optymalną temperaturą jest 25 stopni Celsjusza. Dlaczego? Jeśli temperatura jest niższa, to mniejsza ilość fotonów dociera do ogniw. Z kolei przy bardzo wysokich temperaturach, ogniwa fotowoltaiczne mogą ulec zniszczeniu. Wystarczy, że jedno z ogniw będzie uszkodzone, to cały panel fotowoltaiczny nie działa, tak jak powinien. 

Zapotrzebowanie na energię 

Jak już wcześniej zostało wspomniane, aby dobrać moc fotowoltaiki, należy wiedzieć, ile energii elektrycznej w skali roku, zużywa dane gospodarstwo domowe. Aby to obliczyć, wystarczy zebrać dane ze wszystkich rachunków za prąd z całego roku. 

Oczywiście należy wziąć pod uwagę, czy w najbliższych miesiącach zapotrzebowanie ulegnie zwiększeniu. Może ono się zwiększyć z uwagi na np. zmianę ogrzewania na ogrzewanie elektryczne, zwiększenie liczby domowników czy zakup nowego energochłonnego urządzenia (np. klimatyzatora). 

Z całą pewnością nieco trudniej jest określić zapotrzebowanie w przypadku dopiero powstającego budynku mieszkalnego. W takiej sytuacji zużycie energii szacuje się, a bierze się pod uwagę liczbę domowników oraz ilość i rodzaj urządzeń elektrycznych. 

W tym miejscu warto podkreślić, że instalację fotowoltaiczną można rozbudować, jeśli okaże się niewystarczająca. Wiąże się to jednak z dodatkowymi kosztami. 

Sprawność paneli fotowoltaicznych 

To parametr określający, ile energii słonecznej może zostać przekształcone w energię elektryczną. Sprawność paneli jest sprawdzana w warunkach testowych STC. Obecnie panele monokrystaliczne cechują się sprawnością na poziomie nawet 22 procent, a polikrystaliczne w granicach 16-18 procent. 

Wydajność ogniw a czas eksploatacji 

Omawiając wydajność ogniw PV należy także wspomnieć o spadku wydajności wraz z okresem eksploatacji. Wynika z naturalnego procesu degradacji. Obecnie produkowane panele fotowoltaiczne tracą 0,3-0,5 procent mocy nominalnej w skali roku. 

Ogniwa PV największy spadek wydajności notują w pierwszym roku ich eksploatacji. Taki spadek może wynieść nawet 5 procent. Po pierwszych trzech latach użytkowania tempo strat mocy bardzo mocno wyhamowuje.  Producenci modułów fotowoltaicznych oferują co najmniej 25-letnią gwarancję na uzysk.  

Żywotność paneli fotowoltaicznych 

W przypadku poprzednich generacji paneli ich żywotność była określana na 25 lat. Panele nowszych generacji powstają z lepszych materiałów, ponadto coraz lepsze są także procesy technologiczne. To przekłada się na ich większą żywotność oraz generalnie na lepsze parametry techniczne. 

Takie ogniwa jednak są montowane od niedawna, zatem trudno tak naprawdę jednoznacznie określić ich jaka jest ich żywotność. Niezależne testy jednak wskazują, że żywotność modułów fotowoltaicznych może wynieść nawet 40 lat. 

Co powoduje zmniejszenie wydajności paneli fotowoltaicznych? 

• wysoka temperatura

Wydajność spada, gdy temperatura modułów jest wyższa niż 25 stopni Celsjusza. Straty wynoszą wówczas około 0,4 procent za każdy stopień. Przykładowo, jeśli temperatura powietrza wynosi powyżej 40 stopni Celsjusza, to panele mogą się nagrzać nawet do 65 stopni Celsjusza. To z kolei powoduje spadek mocy wynoszący nawet kilkanaście procent. 
Wybierając panele warto zwrócić uwagę na wartość Pmax - im niższa wartość, tym lepiej.  Wskaźnik ten informuje o tym, jaka jest strata wydajności względem odchyleń od warunków testowych STS. 

Mniejszą wydajność instalacji fotowoltaicznej może powodować także nieodpowiednia wentylacja i brak przewiewu. 

• zacienienie i zabrudzenie paneli

Każde nawet z pozoru niewielkie zacienienie może spowodować nawet wyłączenie całego modułu lub jego części. Im więcej cienia, tym mniejsza ilość energii będzie w stanie wytworzyć elektrownia słoneczna. 
Podobnie sytuacja wygląda w przypadku mocnego zabrudzenia paneli. Eksperci zalecają ich mycie dwa razy w roku. 

• błędy wykonawcze 

Straty, które pojawiają się na inwerterze czy przewodach są nieuniknione, ale można je znacznie zmniejszyć. Ponadto mogą być one znaczne, jeśli wystąpią błędy wykonawcze. 

Podsumowanie:

1. Instalacja fotowoltaiczna o mocy 1kWp może rocznie wyprodukować 900-1000 kWh. 
2. Sprawność paneli fotowoltaicznych wynosi od 16 do 22 procent. 
3. Wraz z okresem eksploatacji wydajność ogniw fotowoltaicznych spada - to naturalne zjawisko degradacji. 
4. Na wydajność instalacji niekorzystnie wpływa m.in. bardzo wysoka temperatura. 
    

Dziękujemy za oddanie głosu