Choć panele słoneczne są coraz popularniejsze w polskich gospodarstwach domowych w ostatnich latach, wciąż panuje przekonanie, że skuteczność i wydajność instalacji zależy przede wszystkim od wysokiej temperatury powietrza. Nic bardziej mylnego – wysoka temperatura w żaden sposób nie przyspiesza działania paneli fotowoltaicznych i nie wpływa na to, ile produkują energii. Od czego więc zależą sprawność i wydajność instalacji? Czy sprawność i wydajność to w tym przypadku to samo? O tym w dzisiejszym artykule.

Czym jest sprawność paneli słonecznych?

Sprawność paneli fotowoltaicznych to zdolność przetwarzania promieni słonecznych w energię elektryczną. Gdy wybierasz panele, które zainstalujesz w swoim gospodarstwie domowym, sprawność informuje Cię o tym, jaka jest możliwa moc pojedynczego modułu i ilość wytwarzanej przez niego energii. Im wyższa sprawność, tym lepsze efekty osiągnie dany moduł.

Czym więc jest wydajność paneli słonecznych? Wydajność instalacji to ilość energii słonecznej, którą dana instalacja zamieniła w energię elektryczną. Sprawność panelu wpływa więc na wydajność całej instalacji fotowoltaicznej. Wydajność modułów uzależniona jest od sprawności i parametrów poszczególnych ogniw, a także od sposobu ich montażu oraz uzysku energetycznego wynikającego z warunków atmosferycznych panujących w Polsce.

Co wpływa na sprawność paneli słonecznych?

Jeśli chodzi o materiały, z których wykonuje się panele fotowoltaiczne, zwykle wyróżniamy trzy typy: panele monokrystaliczne, polikrystaliczne i amorficzne (więcej o typach paneli przeczytasz tu). Materiał, z którego wykonane są moduły, a także sama ich struktura mają ogromy wpływ na sprawność instalacji. Największą sprawnością charakteryzują się ogniwa monokrystaliczne (18-22%), najmniejszą – amorficzne. Na sprawność i żywotność instalacji fotowoltaicznej wpływają też:

• sposób i jakość łączenia ogniw z innymi elementami instalacji;
• warunki atmosferyczne i poziom nasłonecznienia;
• rodzaj zastosowanej powłoki antyrefleksyjnej;
• technologie, które zmniejszają zacienienie paneli (np. technologia MWT Back Contact).

Wracając do wpływu temperatury powietrza na sprawność paneli fotowoltaicznych, nie wpływa ona znacząco na ilość pozyskiwanej energii. Wysoka temperatura powietrza ma jednak bezpośredni wpływ na temperaturę samych paneli słonecznych. Dobrej jakości panele powinny pracować w zakresie od -40 do 85 stopni Celsjusza. Warto wspomnieć, że krzem, który znajduje się w modułach, pod wpływem bardzo wysokich temperatur mocno się nagrzewa, co może powodować gwałtowny spadek napięcia modułów, a co za tym idzie – do obniżenia ich wydajności. Okazuje się więc, że wydajność instalacji jest wyższa w okresie jesienno-zimowym, gdy temperatura powietrza jest niska, a nasłonecznienie utrzymuje się na stałym poziomie. Jeśli decydujesz się na zakup paneli fotowoltaicznych, upewnij się, że wybrane panele posiadają niski współczynnik strat temperaturowych – najważniejszy wskaźnik to Maximum Power Point, określający poziom strat w wydajności i sprawności modułów panelu, gdy temperatura wzrasta powyżej 25 stopni. Średnio takie straty wynoszą od 0,3 do 0,4%.

Czy wydajność i sprawność paneli słonecznych zmieniają się w ciągu roku?

Tak – wydajność instalacji fotowoltaicznej jest mocno powiązana z ilością energii słonecznej, która ma zostać zamieniona w energię elektryczną. Jako że nasłonecznienie jest podstawową wielkością, która charakteryzuje promieniowanie słoneczne, to właśnie poziom nasłonecznienia podaje się jako istotny czynnik wpływający na wydajność ogniw. W Polsce nasłonecznienie jest w miarę równomierne, nie odnotowuje się u nas wyjątkowo niskich wartości nasłonecznienia (średni przedział to 1050-1160 kWh/m2/rok). Co za tym idzie, fotowoltaika w Polsce jest instalacją w zupełności całoroczną – pochmurna pogoda i chłodne dni nie obniżają wydajności paneli. Wprost przeciwnie, to upał i susza jej nie służą. Ogromny wpływ na wydajność instalacji fotowoltaicznej zimą ma za to zainteresowanie ze strony właściciela – warunkiem wydajnego działania instalacji jest swobodny dostęp do promieni słonecznych, dlatego kluczowe jest odśnieżania, czyszczenie powierzchni i usuwania liści z paneli.

Czym jest wskaźnik Standard Test Conditions (STC)?

Standard Test Conditions to warunki, które określają nominalną wartość paneli fotowoltaicznych. W trakcie badań w laboratorium panele poddaje się promieniowaniu słonecznemu 1000 W/m2 w temperaturze 25 stopni Celsjusza przy współczynniku gęstości atmosfery 1,5 AM. Testy pozwalają określić maksymalną moc modułów fotowoltaicznych, a także ich odporność na zmiany temperatur. W Polsce, ze względu na trudność osiągnięcia takich warunków, stosuje się też wskaźnik Normal Operating Cell Temperature o nieco niższym nasłonecznieniu i temperaturze otoczenia 20 stopni Celsjusza. Warto tu zwrócić uwagę na nominalną i rzeczywistą moc paneli – moc nominalna, czyli znamionowa, to ilość prądu, jaki panele są w stanie wyprodukować.

A co z żywotnością paneli fotowoltaicznych?

To właśnie żywotność i wydajność instalacji fotowoltaicznych powodują, że coraz więcej gospodarstw domowych inwestuje w panele słoneczne. Dotychczas producenci gwarantowali żywotność ogniw fotowoltaicznych na poziomie minimum 25 lat. Technologia idzie jednak do przodu, panele słoneczne produkowane są z nowszych materiałów i przy zastosowaniu coraz bardziej innowacyjnych procesów technologicznych. Dzięki temu żywotność i parametry paneli fotowoltaicznych cały czas ulegają poprawie. Eksperci szacują, że najwyższej jakości panele słoneczne mają żywotność na poziomie nawet do 40 lat.