Czym jest wydajność paneli fotowoltaicznych? Jak się ją mierzy? Jakie czynniki mają na nią wpływ? Czy w Polsce opłaca się posiadanie instalacji fotowoltaicznej? Wyjaśniamy oraz dzielimy się naszą listą TOP5 najbardziej wydajnych paneli dostępnych na rynku.
Jak określić wydajność paneli fotowoltaicznych?
Wydajność jest miarą tego, ile energii słonecznej dany panel może przekształcić w użyteczną energię elektryczną. Parametrem, który wpływa na wydajność paneli fotowoltaicznych, jest sprawność. W praktyce oznacza to, że jeśli panel słoneczny ma 20% sprawności, to jest w stanie przetworzyć 20% padającego na niego światła słonecznego w energię elektryczną. Panele słoneczne o najwyższej wydajności mogą osiągnąć prawie 23% sprawności. Średnia sprawność paneli słonecznych wynosi 17 – 19%.
Jak sprawdzić wydajność paneli fotowoltaicznych?
Sprawność paneli fotowoltaicznych podawana jest przez producentów na kartach katalogowych produktów.
· wydajność roczna paneli słonecznych
Produkcja energii jest różna w zależności od pory roku. Najwyższe wartości osiągane są wiosną i latem. Na wiosenno-letnie miesiące przypada aż 80% całkowitego uzysku z instalacji fotowoltaicznej. Jest to efekt zmian w nasłonecznieniu, które zachodzą w ciągu poszczególnych miesięcy. Od stycznia do czerwca dzień systematycznie wydłuża się, możliwa jest więc coraz dłuższa ekspozycja na promienie słoneczne, a tym samym wytwarzanie większej ilości własnego prądu. W połowie roku następuje kulminacja- w czerwcu instalacja fotowoltaiczna produkuje największą ilość energii elektrycznej.
· wydajność paneli fotowoltaicznych zimą
Od lipca ilość promieni słonecznych docierających do paneli zaczyna maleć, co przekłada się na wynik wyprodukowanej energii. We wrześniu wytwarzana energia zaczyna skokowo się zmniejszać. W miesiącach jesiennych i zimowych instalacja fotowoltaiczna będzie pracowała, ale ze znacznie mniejszą wydajnością.
Czynniki wpływające na wydajność paneli słonecznych
Od 2010 roku wydajność paneli słonecznych stale rośnie o około 0,5% rocznie. Na wydajność ogniw słonecznych wpływa wiele czynników, m.in. ich konstrukcja (monokrystaliczne vs. polikrystaliczne), efektywność odbicia, a także technologia produkcji i rodzaj zastosowanych materiałów.
Panele monokrystaliczne są bardziej wydajne ze względu na ich jednolity skład. Osiągają też lepsze wyniki w mniej optymalnych warunkach, takich jak wysokie temperatury i słabe oświetlenie. Dają one najwięcej mocy, więc potrzebujesz mniej paneli do wytworzenia większej ilości energii. Ich sprawność to około 15% – 19%. Panele polikrystaliczne są zazwyczaj mniej wydajne ze względu na ich bardziej rozdrobniony skład. W rezultacie te panele zwykle kosztują mniej, ale również są mniej efektywne. Oznacza to, że musisz zastosować więcej ogniw, jeśli chcesz uzyskać taką samą moc. Ich sprawność to około 14%-16%.
Ważnym czynnikiem jest także efektywność odbicia. Zależy ona od tego, ile światła słonecznego jest odbijane z powrotem, a nie pochłaniane i używane. Im mniej odbić w ogniwach słonecznych, tym lepiej. Szkło, jeden z najważniejszych elementów panelu słonecznego, odbija bardzo małą część padającego na niego światła. Ten efekt można jeszcze spotęgować wykorzystując powłoki przeciwodblaskowe, mają je obecnie prawie wszystkie panele słoneczne dostępne na rynku.
Czynniki środowiskowe wpływające na wydajność ogniw słonecznych
· Nasłonecznienie (kWh/m²) mierzone jest ilością promieniowania słonecznego, które dociera na określoną powierzchnię w konkretnym czasie. Zwykle wartości podaje się w ujęciu rocznym. Polska jest równomiernie nasłoneczniona, w granicach 950 – 1160 kWh/m² na rok. Najwyższe wartości uzyskują mieszkańcy Polski południowej i południowo-wschodniej.
· Kąt nachylenia i orientacja paneli względem południa mają ogromne znaczenie dla wydajności instalacji. Idealnie ustawione panele fotowoltaiczne nachylone są pod kątem 35-38° oraz zwrócone są na południe, dzięki temu wyprodukują więcej energii i osiągną większą sprawność.
· Zacienienie z pobliskich budynków i drzew ma bardzo duży wpływ na wydajność paneli słonecznych. Najlepiej wybierać miejsca w ogóle nie zacienione. Jeżeli jednak na naszej instalacji będzie pojawiać się miejscami zacienienie, warto zwrócić uwagę na pewną cechę modułów fotowoltaicznych, a mianowicie na diody bocznikujące, które minimalizują starty z tym związane. Zazwyczaj panele fotowoltaiczne posiadają trzy diody bocznikujące połączone równolegle z łańcuchem 20-24 ogniw. Dzięki takiej budowie możliwa jest niezależna praca każdego z trzech fragmentów panelu. Jest to ważne w przypadku pojawienia się zacienień. Im większa liczba diod, tym uzysk energii z panelu fotowoltaicznego jest bardziej zmaksymalizowany. W momencie punktowego zacienienia, wyłącza się tylko jeden łańcuch, a nie cały panel. Posiadając moduły fotowoltaiczne z kilkoma diodami minimalizujesz więc straty.
Czynniki środowiskowe a wydajność paneli – czy warto myć panele?
· Brud, kurz, ptasie odchody, liście czy gruba warstwa śniegu na panelach również mogą zmniejszyć ich wydajność. W większości panele słoneczne są samoczyszczące. Deszcz może poprawić wydajność paneli już w kilka minut. Możesz też samodzielnie oczyścić panele. Jak sprawdzić, czy panele wymagają czyszczenia i jak się do tego zabrać przeczytasz tutaj- KLIK.
· Na sprawność panelu ma wpływ także temperatura. Wraz ze wzrostem temperatury, rosną też straty- 0,3% – 0,4% na stopień. Współczynnik temperaturowy Pmax (Maximum Power Point) informuje, jak duża jest strata sprawności, gdy temperatura modułu jest wyższa niż 25°C.
Upały i zachmurzenie negatywnie wpływają na efektywność paneli fotowoltaicznych, dlatego to niska temperatura jest dla paneli lepsza niż zbyt wysoka. Działa tutaj taka sama zasada jak w przypadku sprzętu elektronicznego – zwalniają, gdy zaczynają się przegrzewać. Warto więc tak umiejscowić instalację, aby zapewnić jej dobrą wentylację i przewiew.
Straty mocy na ogniwach fotowoltaicznych
· utrata mocy w czasie
Naturalne jest, że panele fotowoltaiczne wraz z upływem lat tracą na wydajności, jest to około 0,3% -0,5% w ogólnej wydajności rocznie. Największy spadek mocy (do poziomu 95-97% mocy początkowej) występuje w ciągu pierwszego roku. Dopuszczalny poziom utraty efektywności określony jest w gwarancji na uzysk. Standardowo, gwarancja na uzysk obejmuje 25 lat, natomiast w przypadku paneli podwójnie przeszklonych może być to nawet 30 lat.
· straty na inwerterze i przewodach
Przekazywanie i przetwarzanie energii elektrycznej za pośrednictwem inwertera i przewodów, powoduje, że część energii zamienia się na ciepło i jest tracona. To całkowicie normalne zjawisko.
W przewodach traci się średnio 1% mocy. Niedopasowanie prądowe modułów PV to kolejny 1%. Na falowniku traci się 3 – 7%. Im lepszy inwerter, tym mniejsze straty. Warto więc kupić sprzęt lepszej jakości.
TOP5 najbardziej wydajnych paneli dostępnych obecnie na rynku
Wielu producentów chciałoby pochwalić się najbardziej wydajnymi panelami PV na rynku. Nie każdy jednak zasługuje na to miano. W 2020 roku producentami najwydajniejszych paneli do użytku domowego byli: SunPower (linia paneli fotowoltaicznych premium SunPower), LG (Seria NeON 2 i NeON R), REC (seria Alpha), Solaria i Panasonic. Wszyscy osiągnęli wynik powyżej 20% wydajności.
Jak zwiększyć wydajność paneli fotowoltaicznych?
Masz wpływ na wydajność Twojej instalacji fotowoltaicznej. Aby domowa fotowoltaika działała przez długi czas wydajnie i bezproblemowo, wybierz sprzęt dobrej jakości od renomowanych producentów. Do montażu wykorzystaj sprawdzonych i rzetelnych instalatorów, którzy zamontują sprzęt zgodnie ze sztuką. Najlepszych instalatorów z Twojej okolicy znajdziesz w porównywarce ofert Doradcy Solarnego. Dobrze przemyśl też miejsce, w którym umieścisz instalację. Znajdź optymalną powierzchnię, żeby niepotrzebnie nie zacieniać swojej domowej elektrowni.
Artykuł powinien mieć datę jego napisania, żeby było wiadomo, czy informacje są aktualne, czy raczej archiwalne.