Ogniwa fotowoltaiczne, czyli podstawowy element instalacji fotowoltaicznej, produkują energię elektryczną w momencie, gdy pada na nie światło słoneczne. W związku z tym każdego rodzaju zacienienie powoduje spadek wydajności systemu. W naszym artykule przedstawiliśmy najważniejsze informacje dotyczące wpływu cienia na działanie fotowoltaiki.
Potencjalne zacienienie paneli fotowoltaicznych
Fotowoltaika to technologia, która opiera swoje działanie na energii słonecznej. Oznacza to, że do produkcji prądu potrzebne są jej promienie słoneczne. Odpowiadając zatem na pytanie, czy panele fotowoltaiczne działają w cieniu, można by się spodziewać odpowiedzi przeczącej. Jednakże wpływ na produkcję energii elektrycznej ma przede wszystkim to, jaki jest stopień zacienienia, jakie są miejsce i sposób padania cienia, odległość instalacji od obiektu rzucającego cień, a nawet pora roku (zimą zacienienie paneli fotowoltaicznych będzie większe niż latem). Wśród źródeł zakłóceń ekspozycji paneli fotowoltaicznych na promienie słoneczne wymienić można następujące rodzaje zacienienia:
Samozacienienie – to sytuacja, która powstaje w efekcie błędu popełnionego na etapie projektowania bądź wykonywania instalacji fotowoltaicznej. W przypadku zbyt bliskiego ułożenia względem siebie panele fotowoltaiczne rzucają cień, który może powodować realne spadki wydajności systemu. Jest to zacienienie o charakterze trwałym, niezależnym od pory roku.
Bliskie obiekty – zalicza się do nich elementy konstrukcyjne dachu, kominy, anteny oraz drzewa, a także infrastrukturę znajdującą się w pobliżu. Cień padający przemieszcza się po panelu wraz z upływem dnia, w związku z czym powoduje zakłócenia przemijające.
Dalekie obiekty – rodzaj zacienienia, który występuje w momencie, gdy słońce schodzi nisko nad horyzont, powodując padanie cienia na wszystkie panele fotowoltaiczne.
Zanieczyszczenia – potencjalnym źródłem zacienienia paneli, powodującym straty wydajności, są wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia, takie jak liście, pył, ptasie odchody, a nawet śnieg. Zanieczyszczenia warto co pewien czas usuwać. Dowiedz się więcej na ten temat: Mycie paneli fotowoltaicznych – czym czyścić panele słoneczne?
Wpływ zacienienia paneli fotowoltaicznych na ich wydajność
Warto wiedzieć, że zacienienie paneli fotowoltaicznych nie oznacza zupełnego zaprzestania działania instalacji, ponieważ ogniwa fotowoltaiczne mogą korzystać ze światła rozproszonego, czyli pośredniego promieniowania. Jednakże skutkiem takiego działania jest również utrata wydajności – panele nie są bowiem w stanie działać ze swoją pełną mocą, a zatem nie wytwarzają tyle energii elektrycznej, ile mogłyby w momencie pełnego nasłonecznienia. Spadek mocy może być na tyle duży, że cała inwestycja przestaje być opłacalna.
Wpływ na wydajność instalacji w przypadku występowania zacienienia można jednak w różny sposób regulować. Istotne jest przede wszystkim położenie panelu względem potencjalnego źródła cienia. Celem redukcji negatywnego wpływu zacienienia stosuje się również coraz częściej panele w z diodami bocznikowymi. Zwykłe panele fotowoltaiczne są połączone szeregowo i składają się zazwyczaj z od 60 do 72 ogniw połączonych szeregowo. Z kolei moduły wyposażone w diody bocznikujące wykorzystują od 20 do 24 ogniw połączonych równolegle, w których każdy element działa osobno i niezależnie, co umożliwia przepływ prądu pomijając zacienione ogniwo. Diody bocznikujące włączają się w momencie, gdy na podłączony do nich fragment panelu zaczyna padać cień. Zastosowanie tego rozwiązania w przypadku wyboru najpopularniejszego modelu modułu 3-diodowego sprawia, że panel traci moc o 33,3%. Pozostałe dwa elementy pracują bowiem niezależnie od niego. Należy jednak wiedzieć, że zastosowanie tego rodzaju rozwiązania ma również swoje ograniczenia.
Co należy uwzględnić przy projektowaniu instalacji fotowoltaicznej?
Decydując się na inwestycję w instalację fotowoltaiczną warto wybrać firmę, która odpowiednio przygotuje projekt systemu uwzględniając wszystkie potencjalne zacienienia, a także zrealizuje go w prawidłowy sposób. Konieczne trzeba zwrócić uwagę na to, czy na panele słoneczne nie będzie rzucany cień przez znajdujące się w pobliżu budynki, drzewa, kominy lub inne obiekty – cień padający na ogniwo obniża bowiem znacząco moc promieniowania słonecznego, co w efekcie prowadzi do spadku wydajności instalacji.
Bardzo ważne jest także to, aby panele fotowoltaiczne były skierowane w odpowiednim kierunku, najlepiej południowym, a jeśli nie ma takiej możliwości to południowo-wschodnim lub południowo zachodnim. Nie jest opłacalne instalowanie paneli w kierunku północnym, ponieważ ilość docierającego do nich światła będzie zdecydowanie zbyt mała.
Za optymalny pod względem wydajności uznaje się także nachylenie paneli pod kątem 35 stopni. Należy wiedzieć, że w ciągu roku kąt padania promieni słonecznych jest inny, jednak biorąc pod uwagę średnią uzysk energii elektrycznej jest najwyższy właśnie wtedy, gdy panele zostaną zainstalowane pod takim kątem nachylenia.
Jak uniknąć nadmiernego zacienienia instalacji fotowoltaicznej?
Dla zagwarantowania opłacalności inwestycji niezwykle ważne jest zaprojektowanie instalacji i montaż paneli fotowoltaicznych w prawidłowy sposób. Należy:
- unikać miejsc zacienionych – jeśli na dach pada dużo cienia, być może lepszym rozwiązaniem okaże się montaż paneli fotowoltaicznych na gruncie;
- skierować panele fotowoltaiczne w odpowiednim kierunku, – południowym, a jeśli nie ma takiej możliwości to południowo-wschodnim lub południowo-zachodnim;
- zainstalować moduły pod optymalnym kątem – za taki uznaje się kąt nachylenia 35 stopni.
W firmie Nexenergy stawiamy na rozwiązania dopasowane do potrzeb klientów, a każde działania poprzedzamy odpowiednim audytem. Uwzględniamy w nim warunki panujące w miejscu wykonania inwestycji. Na jego podstawie tworzymy indywidualny projekt instalacji, a także zajmujemy się jej montażem w odpowiedni sposób. Dzięki naszym działaniom zapewniona jest wysoka efektywność systemu przez długie lata. Skontaktuj się z nami, aby poznać pełną ofertę!
