Jak pracuje fotowoltaika w różnych warunkach pogodowych

Decyzja o montażu paneli fotowoltaicznych najczęściej poprzedzona jest licznymi pytaniami “Czy to ma sens? Czy to się opłaca?”. Wiele wątpliwości wzbudza to, czy w Polsce są wystarczająco dobre warunki słoneczne do produkcji prądu z fotowoltaiki. Szacuje się, że w Polsce w ciągu roku jest tylko 66 dni słonecznych. Przez resztę roku przeplatają się różne warunki pogodowe, takie jak zachmurzenie częściowe lub całkowite, deszcz, burze, opady śniegu. Jak zatem działa instalacja fotowoltaiczna w różnych warunkach pogodowych?

Praca fotowoltaiki w pochmurny dzień

solar technician installing solar panel

Wbrew pozorom brak słońca na niebie nie sprawia, że fotowoltaika przestaje produkować prąd. W pochmurne dni część promieniowania przechodzi przez warstwę chmur i dociera do Ziemi. W takie dni panele fotowoltaiczne wykorzystują promieniowanie rozproszone i produkują energię elektryczną tylko nieznacznie gorzej niż w dni słoneczne. Według szacunków przy częściowym zachmurzeniu efektywność instalacji fotowoltaicznej spada do 60-80%, z kolei przy pełnym zachmurzeniu jest na poziomie do 25%. Wynika z tego, że w pochmurne dni fotowoltaika nie pracuje z pełną mocą, jednak wciąż generuje energię ze słońca.

Fotowoltaika a deszcz

white and blue solar panels

Pełne zachmurzenie często wiąże się z opadami deszczu. Powstaje pytanie czy zjawisko to wpływa dodatkowo na pracę instalacji fotowoltaicznej. Sam w sobie deszcz nie szkodzi panelom, ponieważ są one zabezpieczone grubą taflą szkła hartowanego, odpornego na działanie warunków atmosferycznych. Co więcej, deszcz może być zjawiskiem pozytywnym, ponieważ zmywa z paneli zabrudzenia, takie jak pył czy odchody ptaków, które pogarszają pracę instalacji. Należy jednak pamiętać, że przy długotrwałych opadach na panelach mogą osadzać się zanieczyszczenia zawarte w kroplach deszczu. Najlepiej kontrolować czystość paneli i w razie potrzeby usuwać ręcznie powstałe zanieczyszczenia.

Fotowoltaika zimą, czyli śnieg na panelach

Opady śniegu występują w Polsce coraz rzadziej, jednak decydując się na instalację fotowoltaiczną należy liczyć się z ich występowaniem. Śnieg charakteryzuje się wysokim współczynnikiem albedo, co oznacza, że znaczna część promieniowania zostaje odbita. Powoduje to, że jeśli śnieg zalega na panelach, to do ogniw dociera zaledwie ułamek promieniowania padającego. Badania pokazują, że warstwa śniegu o grubości 2-3 cm zmniejsza efektywność pracy fotowoltaiki o blisko 80%. Podstawowym sposobem zapobiegania zaleganiu śniegu na panelach jest montaż ich pod kątem 30-40 stopni, dzięki czemu śnieg zsuwa się samoczynnie. Jeżeli jednak śnieg zalegnie na panelach, należy go usunąć ręcznie. Dodatkowo śnieg może zawierać zanieczyszczenia, które, podobnie jak w przypadku deszczu, osadzają się na panelach i zmniejszają ich wydajność.

Temperatura a wydajność instalacji fotowoltaicznej

man installing solar panels

Temperatura otoczenia zmienia się na przestrzeni kolejnych pór roku. Zarówno zbyt wysokie temperatury, jak i silne mrozy mogą negatywnie wpływać na wydajność instalacji fotowoltaicznej. Przyjmuje się, że najbardziej optymalną temperaturą pracy fotowoltaiki jest 25°C. Nadmierna temperatura paneli sprawia, że dochodzi do spadku napięcia, a tym samym zmniejsza się ilość pozyskiwanej energii. Pokazuje to, że wbrew pozorom, pełne nasłonecznienie i upał nie są idealnymi warunkami pracy instalacji. Efekt ten może zostać spotęgowany, jeżeli panele zostaną zainstalowane na dachu o ciemnym pokryciu. Podobnie w przypadku mrozów – zbyt niska temperatura obniża uzysk energii elektrycznej. Niestety, jest to czynnik, na który człowiek nie ma większego wpływu.

Burza – wyładowania i grad

wood light landscape water

Burze mogą wpływać na fotowoltaikę na dwa sposoby: pierwszy to wyładowania atmosferyczne i ryzyko przepięć, i uszkodzenia elementów takich jak kable, a drugi to grad i możliwość uszkodzeń mechanicznych paneli. W pierwszym przypadku najlepszym sposobem zniwelowania zagrożenia jest zastosowanie w instalacji ograniczników przepięć oraz odgromienia. Z kolei w przypadku gradu, producenci paneli przewidzieli to zagrożenie i obecnie stosowane są warstwy szkła hartowanego, wytrzymujące gradobicie bryłami lodu o średnicy 2,5 cm. Większe kule gradowe zdarzają się niezwykle rzadko, jednakowoż praktyka pokazuje, że nawet bryły dwukrotnie większe były w stanie uszkodzić zaledwie pojedyncze elementy instalacji fotowoltaicznej.

Masz więcej pytań?