Temperatura a sprawność paneli fotowoltaicznych 2023

Panele fotowoltaiczne są jednym z najpopularniejszych rozwiązań w dziedzinie energii odnawialnej, pozwalającym na wykorzystanie energii słonecznej do produkcji prądu elektrycznego. Warto jednak wiedzieć, że sprawność paneli fotowoltaicznych zależy nie tylko od nasłonecznienia, ale także od temperatury powietrza. Ich wydajność, jest lepsza, gdy temperatura powietrza jest stosunkowo niska i nie przekracza 25°C. Jak sprawdzić zatem sprawność paneli fotowoltaicznych w różnych temperaturach? Pomogą w tym wskaźniki NOCT, STC oraz Pmax.

Co to jest sprawność paneli fotowoltaicznych?

Sprawność paneli fotowoltaicznych to najprościej mówiąc ich wydajność, czyli wskaźnik przetwarzania energii słonecznej w energię elektryczną. Nie jest to równoznaczne z ich mocą. Zdarza się, że sprawności paneli fotowoltaicznych o mocy 550 Wp bywa mniejsza niż paneli o mocy 350 Wp - moc zależy bowiem tylko i wyłącznie od wielkości panelu.

Warto nadmienić, że na sprawność paneli fotowoltaicznych wpływ ma wiele czynników - zarówno czynniki wewnętrzne (technologia, w jakiej zostały wykonane i solidność producenta), jak i zewnętrzne (warunki pogodowe, w tym również temperatura), a także sposób, w jaki zostały zainstalowane.

Od czego zależy wydajność paneli fotowoltaicznych?

Wydajność paneli fotowoltaicznych, czyli ich zdolność do przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną, zależy od wielu czynników. Warto je zrozumieć i przeanalizować, by finalnie dokonać świadomego wyboru paneli fotowoltaicznych i zoptymalizować ich wydajność. W przypadku sprawności paneli fotowoltaicznych należy wziąć również pod uwagę dwie grupy parametrów. Pierwszą stanowią parametry konstrukcyjne, z kolei drugą techniczne. Oto kilka kluczowych aspektów, które mają szczególny wpływ na wydajność paneli fotowoltaicznych.

·    Typ i jakość paneli: Istnieje wiele różnych rodzajów paneli fotowoltaicznych, takich jak monokrystaliczne, polikrystaliczne czy cienkowarstwowe. Każdy typ ma swoje unikatowe cechy i różni się wydajnością. Ważne jest, aby wybrać panele wysokiej jakości, czyli zazwyczaj monokrystaliczne, które zapewniają odpowiednią wydajność i trwałość.

·    Intensywność i kierunek światła słonecznego: Im większa intensywność światła słonecznego, tym większa wydajność paneli fotowoltaicznych. Dodatkowo, optymalne ustawienie paneli w kierunku ekspozycji na słońce (zwykle na południe) pozwala na maksymalne wykorzystanie energii słonecznej.

·    Temperatura: Paradoksalnie, wzrost temperatury powietrza może mieć negatywny wpływ na wydajność paneli fotowoltaicznych. Ogólnie rzecz biorąc, wydajność paneli maleje wraz ze wzrostem temperatury. Dlatego też ważne jest, aby brać pod uwagę temperaturę otoczenia podczas planowania instalacji fotowoltaicznej.

·    Czystość paneli: Zalegające na panelach kurz, pył, liście czy inne zanieczyszczenia mogą obniżyć wydajność instalacji. Pamiętajmy więc, że regularne czyszczenie paneli może pomóc w utrzymaniu ich optymalnej wydajności.

·    Technologia i innowacje: Postęp w technologii fotowoltaicznej wprowadza ciągle nowe rozwiązania, które sukcesywnie poprawiają wydajność paneli. Panele o wysokiej sprawności, optymalizatory mocy czy systemy śledzące ruch słońca mogą znacznie zwiększyć wydajność instalacji fotowoltaicznych.

Wpływ temperatury na sprawność paneli fotowoltaicznych

Wbrew pozorom, wysoka temperatura powietrza nie sprzyja wydajności pracy paneli PV. Na dworze może być np. 25°C, ale na dachu w słoneczny dzień jest to nawet 50°C. Uważa się, że średnio każdy stopień Celsjusza w upalny dzień obniża sprawność paneli fotowoltaicznych o 0,45%. Im zatem niższa temperatura na zewnątrz, tym lepiej dla wydajności produkcji energii.

Podstawowym wskaźnikiem, który może pomóc ocenić panele fotowoltaiczne pod tym kątem jest współczynnik strat temperaturowych Pmax. Pmax wskazuje, o ile spadnie sprawność paneli fotowoltaicznych powyżej temperatury 25°C wraz ze wzrostem temperatury o 1°C. Uważa się, że dobre panele fotowoltaiczne charakteryzuje wskaźnik Pmax < 0.42 %/°C.

Wpisz swój adres i otrzymaj darmową wycenę!

Czy panele fotowoltaiczne mogą się przegrzewać? Jaki wpływ ma na to temperatura?

Tak jak wspomnieliśmy już powyżej, temperatura powietrza ma istotny wpływ na wydajność paneli fotowoltaicznych, a gdy jest ona zbyt wysoka, może prowadzić do ich przegrzewania się. Podczas gdy panele słoneczne wykorzystują energię promieniowania słonecznego do generowania energii elektrycznej, część tej energii przekształca się w ciepło. Gdy temperatura paneli wzrasta, ich wydajność może spadać, co jest znane jako efekt temperaturowy. Dlatego też tak bardzo ważne jest, aby zapewnić odpowiednią wentylację i chłodzenie paneli, zwłaszcza w przypadku instalacji fotowoltaicznych na dachach o niewłaściwej ekspozycji słonecznej lub w miejscach o wysokich temperaturach otoczenia.

Istnieje kilka czynników, które mogą wpływać na temperaturę paneli fotowoltaicznych. Po pierwsze, ekspozycja na intensywne światło słoneczne bez odpowiedniego odprowadzania ciepła może powodować przegrzewanie się paneli. Wpływ na temperaturę ma również otoczenie, takie jak ciepłe powietrze, brak przepływu powietrza, obecność cieni, które mogą utrudniać odprowadzanie ciepła, oraz warunki atmosferyczne, takie jak upały.

W przypadku przegrzewania się paneli fotowoltaicznych istnieje ryzyko obniżenia wydajności i skrócenia ich żywotności. Dlatego zaleca się stosowanie odpowiednich rozwiązań technicznych, takich jak montaż paneli na konstrukcji umożliwiającej wentylację, zastosowanie odpowiednich materiałów izolacyjnych i chłodzących oraz częste monitorowanie temperatury paneli.

Temperatura paneli fotowoltaicznych NOCT oraz STC

Sprawność paneli fotowoltaicznych w rzeczywistej temperaturze w przeciętny, słoneczny dzień można obliczyć ze stosunku dwóch parametrów, które powinny znajdować się na ulotce od producenta. Są to:

• NOCT - nominalna temperatura pracy ogniwa (bardziej rzeczywista, bo mierzona przy 45°C)
• STC - testowa temperatura pracy ogniwa (mniej rzeczywista, bo mierzona przy 25°C).
  

Jak sprawdzić sprawność paneli fotowoltaicznych w ten sposób? Wystarczy podzielić NOCT przez STC. Dobre panele fotowoltaiczne mają wynik NOCT/STC w okolicach 75%, najlepsze w okolicach 80%.

Przykład:

Panele fotowoltaiczne LONGi LR4-72HPH-425M mają wskaźnik NOCT 317,4 Wp oraz STC 425 Wp. (317,4 : 425)= 74,68%.

Warunki STC i NOCT – kiedy zwracać na nie uwagę?

Jak już wiemy, podczas wyboru paneli fotowoltaicznych istotne jest zwrócenie uwagi na warunki STC, mimo że osiągnięcie wartości tych parametrów w rzeczywistości może być trudne. Istnieje kilka powodów, dla których warto kierować się jednak właśnie tymi warunkami.

Po pierwsze, w letnich miesiącach instalacja fotowoltaiczna może zbliżać się do warunków STC, czyli generować więcej energii niż wynikałoby to z warunków NOCT. Wybierając panele na podstawie wartości NOCT, istnieje ryzyko, że instalacja będzie przewymiarowana o znaczną część, a wyprodukowana energia nie będzie w pełni wykorzystana w określonym czasie.

Drugim powodem jest konieczność podania mocy nominalnej modułu PV (mocy w warunkach STC) przy zgłaszaniu instalacji fotowoltaicznej do zakładu energetycznego w dokumentacji przyłączeniowej. Jest to istotne, ponieważ suma mocy modułów fotowoltaicznych na dachu domu nie może przekroczyć mocy przyłączeniowej licznika energii w domu lub firmie.

Zrozumienie różnic wynikających z pomiarów w warunkach STC i NOCT jest bardzo ważne. Porównując bowiem dwa panele fotowoltaiczne o tej samej mocy nominalnej w warunkach STC, należy również porównać wartość tej mocy w warunkach NOCT. Czasami różnica między tymi wartościami może prowadzić do znaczącej straty lub zysku energii elektrycznej w całym okresie eksploatacji instalacji fotowoltaicznej.

Jak więc widzimy znajomość różnić wynikających z pomiarów w warunkach STC i NOCT jest bardzo przydatna, a uwzględnianie warunków STC oraz NOCT przy wyborze paneli fotowoltaicznych pozwala na bardziej precyzyjne dopasowanie instalacji do rzeczywistych warunków, zapewniając optymalne wykorzystanie energii słonecznej w długoterminowej perspektywie.

Sprawność paneli fotowoltaicznych w zimie

Choć mogłoby się wydawać, że sprawność paneli fotowoltaicznych w upalne dni będzie wyższa niż w zimie, nie jest to prawda. Niskie temperatury, nawet do -40°C, nie wywołują niekorzystnych efektów.

Sprawność paneli fotowoltaicznych w zimie ulega zmniejszeniu z dwóch innych powodów niż temperatura - jest to śnieg, który przykrywa panele PV oraz fakt, iż dni są krótsze i często (szczególnie w styczniu i w lutym) zdecydowanie mniej promieniowania słonecznego dociera do Ziemi.

Fotowoltaika w zimie. Co z zalegającym śniegiem?

Zimowe warunki pogodowe, takie jak obecność śniegu i niskie temperatury, mogą oczywiście wpływać na wydajność paneli fotowoltaicznych. Gromadzenie się śniegu na panelach może skutkować tymczasowym zmniejszeniem produkcji energii elektrycznej, ponieważ pokrywa śnieżna blokuje dostęp panelom do światła słonecznego.

Jednak nie należy wpadać w panikę, gdy panele pokryte są śniegiem. W większości przypadków śnieg na panelach fotowoltaicznych stopniowo się topi, zwłaszcza jeśli panele są odpowiednio ustawione i mają odpowiednie nachylenie. Zazwyczaj montowane są one pod odpowiednim kątem, około 10 cm od powierzchni dachu. Wszystko po to, by śnieg, pod wpływem grawitacji, sam spadał na ziemię. Dodatkowo, panelom fotowoltaicznym często towarzyszy tzw. "efekt smużki", gdzie stopiony śnieg z górnej części panelu spływa w dół, odsłaniając dolną część panelu.

Prawidłowa temperatura paneli fotowoltaicznych w praktyce

Jeśli chcesz mieć pewność, że Twoja fotowoltaika jest w pełni sprawna, to warto, na bieżąco monitorować, czy stała temperatura paneli fotowoltaicznych jest prawidłowa. Jeżeli nie jest, należy złożyć reklamację gwarancyjną.

Do takich codziennych pomiarów służą mierniki temperatury (najczęściej termopary), które mocuje się z tyłu paneli PV. W uśrednieniu przyjmuje się, że stała temperatura paneli fotowoltaicznych nie powinna przekraczać 85°C.

Co więcej, niekiedy instalacje fotowoltaiczne bada się również innymi urządzeniami, np. dronami, po to, aby wykryć tzw. hot-spoty, czyli miejsca, w których panele fotowoltaiczne się przegrzały lub przepaliły. Potrzebę takiego badania można zgłosić firmie fotowoltaicznej w ramach gwarancji serwisowej, gdy widzisz po wynikach, że sprawność paneli fotowoltaicznych szwankuje.

Najczęściej zadawane pytania

Czy temperatura ma wpływ na panele fotowoltaiczne?

Oczywiście, temperatura ma duży wpływ na wydajność paneli fotowoltaicznych. Wraz z jej wzrostem, moduły fotowoltaiczne mogą wykazywać pewne zmniejszenie swojej wydajności. Powodem tego jest zjawisko znane jako efekt temperaturowy. Kiedy panele słoneczne się nagrzewają, prowadzi to do wzrostu oporu wewnętrznego i spadku napięcia wyjściowego. W rezultacie, mniej energii jest przekazywane z paneli do systemu elektrycznego. Typowe panele fotowoltaiczne są zoptymalizowane do działania w standardowych warunkach laboratoryjnych, a ich wydajność maleje wraz z podwyższoną temperaturą.

Dlatego też, optymalne funkcjonowanie paneli fotowoltaicznych osiąga się w umiarkowanych temperaturach, a ich wydajność może różnić się w zależności od warunków otoczenia. Szacunki określają spadek efektywności produkcyjnej na poziomie od 0,3% do 0,4% na każdy stopień. W upalne dni, temperatura paneli może osiągnąć nawet 70-80 °C. Daje to wówczas spadek wydajności o ok. 15% rzeczywistej mocy.

Czy panele fotowoltaiczne mogą się nagrzewać?

Niestety, w wyniku ekspozycji na intensywne promieniowanie słoneczne panele fotowoltaiczne się nagrzewają. Głównym źródłem nagrzewania się paneli jest absorpcja energii słonecznej przez komórki fotowoltaiczne, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną. Nagrzewanie paneli może mieć niestety również wpływ na ich wydajność i efektywność.

Wzrost temperatury może spowodować zmniejszenie napięcia wyjściowego i wydajności systemu. Dlatego producenci paneli fotowoltaicznych zwykle określają tzw. temperaturę nocną, czyli temperaturę przy której panel osiąga swoje nominalne napięcie. Aby zminimalizować nagrzewanie paneli, stosuje się różne strategie, takie jak montaż paneli na konstrukcjach umożliwiających cyrkulację powietrza, wykorzystanie systemów chłodzenia, a także odpowiednie zaplanowanie układu paneli w celu uniknięcia zacienienia i minimalizacji absorpcji ciepła.

Co wpływa na wydajność paneli fotowoltaicznych?

Wydajność paneli fotowoltaicznych w dużej mierze zależy od tego, jak intensywne jest promieniowanie słoneczne. W przypadku intensywnego nasłonecznienia lepiej radzą sobie moduły monokrystaliczne. Warto jednak wiedzieć, że to nie jest jedyny czynnik, który wpływa na wydajność fotowoltaiki.

Innym ważnym aspektem jest temperatura. Wyższa temperatura może prowadzić do spadku wydajności paneli, zwłaszcza jeśli są niewłaściwie chłodzone. Dlatego istotne jest monitorowanie temperatury i odpowiednie zaplanowanie instalacji, aby uniknąć przegrzewania.

Znaczenie ma również czystość paneli. Zanieczyszczenia, takie jak kurz, liście czy ptasie odchody, mogą zmniejszać wydajność poprzez ograniczenie dostępu światła do komórek fotowoltaicznych. Regularne czyszczenie paneli znacznie pomaga utrzymać ich optymalną wydajność.

Należy również uwzględnić kąt nachylenia i azymut paneli w stosunku do kierunku promieniowania słonecznego. Optymalne dopasowanie paneli do kąta nachylenia i azymutu może zwiększyć wydajność poprzez maksymalne wykorzystanie światła słonecznego.

Wreszcie, jakość i sprawność paneli fotowoltaicznych mają ogromny wpływ na ich wydajność. Wybór wysokiej jakości paneli, które są dobrze wykonane i posiadają wysoką sprawność przekształcania światła słonecznego na energię elektryczną, może przyczynić się do osiągnięcia lepszych wyników.

Czy panele fotowoltaiczne mogą się zapalić?

Panele fotowoltaiczne są zazwyczaj bezpieczne i nie stwarzają ryzyka zapłonu. Jednakże jak każdy system produkujący prąd, mogą ulec zapaleniu.  Jakie czynniki zwiększają zatem ryzyko zapłonu? Jednym z nich bez dwóch zdań jest nieodpowiednie montowanie i instalowanie paneli.

Nieprawidłowe podłączenia elektryczne lub niewłaściwe mocowanie paneli mogą prowadzić do przegrzewania się kabli i wywoływać zagrożenie pożarowe. Dlatego ważne jest, aby instalację paneli fotowoltaicznych przeprowadzić zgodnie z odpowiednimi przepisami i normami oraz skorzystać z usług doświadczonego instalatora.

Innym czynnikiem ryzyka jest uszkodzenie mechaniczne paneli, chociażby w wyniku uderzenia pioruna lub nieprawidłowego obciążenia mechanicznego. W takich sytuacjach ważne jest, aby nie dotykać uszkodzonych paneli i skontaktować się z profesjonalnym serwisem, aby przeprowadzić naprawę.

Dodatkowo, nieprawidłowe podłączenie lub niewłaściwe użycie regulatora ładowania lub innych komponentów systemu fotowoltaicznego może prowadzić do ryzyka zapłonu.

Wpisz swój adres i otrzymaj darmową wycenę!