Panele fotowoltaiczne a drzewa - na co uważać?

Panele fotowoltaiczne a drzewa - dlaczego trzeba na nie uważać?

Drzewa, oprócz tego, że cieszą oko i zapewniają ochronę przed upałami, są jednym z narzędzi do walki ze zmianami klimatu. Mogą bowiem pochłaniać z atmosfery dwutlenek węgla i przekształcać go w tlen w procesie fotosyntezy.

Niestety, ludzkość emituje znacznie więcej gazów cieplarnianych, niż lasy na ziemi mogą przetworzyć. Co więcej, nawet gdybyśmy pokryli drzewami obszar około 1,7 mld akrów (czyli tyle, ile wynosi powierzchnia Stanów Zjednoczonych przez Alaskę i Hawaje), pochłonęłyby one rocznie około 3 mld ton dwutlenku węgla, co stanowi… zaledwie 10% światowej emisji. Same drzewa nie dadzą więc rady. Dlatego konieczne jest podejmowanie działań, które będą eliminować źródło problemu, czyli produkcję CO2.

Jednym ze sposobów, jest zastąpienie energii ze spalania paliw kopalnych, energią odnawialną - np. słoneczną. Prąd z fotowoltaiki jest obarczony dwudziestokrotnie mniejszym śladem węglowym niż prąd pochodzący z tradycyjnych elektrowni. Niestety, choć fotowoltaika pomaga drzewom, to one nie ułatwiają pracy fotowoltaice.

Na co warto zwrócić uwagę w temacie “panele fotowoltaiczne a drzewa”? Szczególne znaczenie mają dwie kwestie, które należy wziąć pod uwagę, jeśli planujemy fotowoltaikę w pobliżu drzew - cień oraz bezpieczeństwo instalacji.

Fotowoltaika a drzewa zacieniające instalację

Nie odkryjemy Ameryki stwierdzeniem, że drzewa mogą rzucać cień. Nie każdy musi jednak wiedzieć, jaki duży wpływ na efektywność i opłacalność fotowoltaiki ma zacienienie paneli fotowoltaicznych.

Energia w module powstaje dzięki temu, że krzem bombardowany jest fotonami, z których składa się promieniowanie słoneczne. Zasłonięcie modułów przez koronę drzew czy konary utrudnia docieranie światła do ich powierzchni - co oczywiście przekłada się na ilość wyprodukowanej energii. Już około 3% zacienienie powierzchni panelu fotowoltaicznego jest w stanie ograniczyć jego wydajność aż o 25%!

Warto przy tym pamiętać, że w kontekście fotowoltaiki, cień cieniowi nierówny. Ważna jest przede wszystkim intensywność:

• Silne zacienienie krzemowych modułów fotowoltaicznych (generujące ok. 20% różnicę pomiędzy oświetleniem poszczególnych ogniw) w znacznym stopniu wpływa na charakterystykę prądowo-napięciową, obniżając moc modułu. Dopiero takie zacienienie jest w stanie również uruchomić diodę bocznikującą.
• Słabe, rozproszone zacienienie tylko w nieznacznym stopniu wpływa na wydajność modułu fotowoltaicznego.

Znaczenie ma też wielkość zasłoniętego obszaru, długość występowania zacienienia oraz czas jego pojawiania się. Przejściowe zacienienia, pojawiające się na poszczególnym module w schyłkowych fazach produkcji są zdecydowanie mniej istotne, w porównaniu do zacienienia całego rzędu, w godzinach największej produkcji (czyli od ok. 10:00 do 14:00).

Wycinka drzew pod fotowoltaikę nie jest konieczna - sposoby na cień

By ograniczyć negatywny wpływ zacienienia na poziomie modułu, stosuje się tzw. diody bocznikujące, które pozwalają ominąć niedziałające ogniwa i ograniczyć straty. Ze względu na koszty, moduły najczęściej są wyposażone w 3 diody bocznikujące. Poniżej możecie zobaczyć, jak działają.

Opracowanie: enerad.pl

Obecnie większość modułów jest także podzielona pośrodku, na dwie części, dzięki czemu zacienienie podłużne nie wyłącza ⅓ modułu a tylko ⅙ modułu, z kolei zacienienie poprzeczne wyłącza jedynie jego połowę.

Zacienienie jednego modułu, przekłada się też na pracę pozostałych. Szczególnie jeśli nasza instalacja zbudowana jest szeregowo - w takim przypadku wszystkie dostosują pracę do mocy najsłabszego. By uniknąć związanych z tym problemów, można:

• zastosować optymalizatory mocy, które będą wyszukiwały punkt mocy maksymalnej oddzielnie dla każdego modułu, co poprawi jego wydajność i ograniczy wpływ zacienionego panela na pracę pozostałych,
• zdecydować się na równoległe łączenie paneli fotowoltaicznych z wykorzystaniem np. mikroinwerterów. Dzięki temu, każdy z nich będzie mógł pracować jak oddzielna mini instalacja, co oznacza, że nie będą miały wpływ na uzyski pozostałych, nawet w przypadku zacienienia.

Szerzej na ten temat pisaliśmy w naszym artykule: Łączenie paneli fotowoltaicznych - w jaki sposób?

Fotowoltaika a drzewa - uwaga na wichury!

Ryzyko zacienienia to jednak nie wszystko. Pod uwagę warto wziąć również bezpośrednie bezpieczeństwo instalacji fotowoltaicznej.

W Polsce coraz częściej można zaobserwować niebezpieczne zjawiska atmosferyczne - wichury, a niekiedy nawet tornada. W temacie fotowoltaiki, wiatr stwarza nie tylko bezpośrednie ryzyko (zerwania instalacji), ale również ryzyko pośrednie - uszkodzenia modułów i konstrukcji przez oderwane gałęzie czy nawet przewrócone drzewo. Dlatego, jeśli na naszej nieruchomości w niedalekiej odległości od fotowoltaiki znajdują się drzewa, warto zadbać o regularne usuwanie suchych i spróchniałych konarów. Jeśli to możliwe, warto też zachować bezpieczną odległość na wypadek np. przechylenia drzewa.

Wróćmy jednak do zacienienia, które zdecydowanie częściej stanowi problem. Jak właściwie zaplanować instalację, by go uniknąć?

Fotowoltaika - odległość od drzew. Ile odstępu należy zachować?

Jak widać, w przypadku fotowoltaiki odległość od drzew ma niebagatelne znaczenie. Oszacowanie ryzyka zacienienia nie jest niestety wcale proste. Wszystko dlatego, że promienie słońca padają na ziemię pod różnym kątem w zależności od pory dnia i roku - a to właśnie od nich zależy kierunek ułożenia i długość cieni.

Aby ustalić, jaka będzie bezpieczna odległość fotowoltaiki od drzew trzeba dokonać obliczeń, uwzględniających wysokość drzewa oraz kierunek i kąt padania promieni słonecznych, co może być dość żmudne i czasochłonne.

Dlatego, specjaliści - projektanci instalacji fotowoltaicznych wykorzystują do tego celu specjalne oprogramowanie. Po wprowadzeniu danych na temat otoczenia planowanego miejsca instalacji, aplikacja sama ustali, czy i jak często będzie występowało zacienie.

Poniżej znajdziecie przykładowe wizualizacje zacienienia uwzględniające drzewo o wysokości ok. 9 metrów zlokalizowane przy domu o całkowitej wysokości (do kalenicy) 5,8 metra. Obie wizualizacje zostały wyliczone przez program dla godziny 7 rano.

Przykładowe zacienienie modułów przez drzewo - 31 marca. Źródło: sunnydesignweb.com

Przykładowe zacienienie modułów przez drzewo - 27 czerwca. Źródło: sunnydesignweb.com

Ustalenie optymalnej odległości fotowoltaiki od drzew najlepiej będzie zatem pozostawić ekspertom. Dzięki specjalnym narzędziom będą oni w stanie ocenić ryzyko wystąpienia zacienienia o każdej porze dnia i roku, a w razie potrzeby pomogą znaleźć optymalne rozwiązanie na cień.

Fotowoltaika a drzewa sąsiada. Co można zrobić?

Jeśli zarówno fotowoltaika jak i drzewa należą do nas, sytuacja jest prosta. Co, jednak gdy problem jest złożony tzw. nasza jest fotowoltaika a drzewa sąsiada?

Jeśli instalacja jeszcze nie powstała, a istnieje ryzyko, że drzewa sąsiada będą zacieniać fotowoltaikę warto zastanowić się, czy istnieje inna, lepsza lokalizacja dla naszej instalacji. Warto wziąć pod uwagę fakt, że przydomowa elektrownia fotowoltaiczna to inwestycja na lata i nawet jeśli dziś sąsiad wykazuje chęć współpracy i zrozumienie, nie jest pewne, że za 15 lat będziemy mieli do czynienia dokładnie z tym samym sąsiadem i tym samym nastawieniem. Zamiast montować fotowoltaikę na dachu domu z ryzykiem zacienienia, być może lepiej byłoby zainwestować w instalację fotowoltaiczną na gruncie. Jeśli nie posiadamy garażu, szczególnie ciekawym rozwiązaniem może być tzw. carport fotowoltaiczny, który pełni rolę wiaty na samochód oraz konstrukcji pod panele.

Gdy, w temacie “fotowoltaika a drzewa sąsiada” jesteśmy postawieni pod ścianą (tj. nie mamy innej opcji montażu), warto spróbować porozumieć się i uregulować kwestię drzew z ich właścicielem. W zależności od stopnia zacienienia, możemy go poprosić np. o przycinanie korony drzewa lub też nawet jego wycinkę. Ustalenia warto udokumentować - np. w formie pisemnej umowy, tak by później nie było wątpliwości co do ich zakresu.

Pamiętajcie jednak, że o ile drzewa sąsiada nie utrudniają Wam w znacznym stopniu korzystania z nieruchomości lub też nie zasłaniają nadmiernie działki (normy dostępności do słońca określa rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie), do niczego nie będziecie mogli go zmusić, nawet na drodze sądowej.

Co można zrobić, gdy drzewa sąsiada zacieniają fotowoltaikę, która już istnieje?

Może się zdarzyć, że z różnych względów nie mieliśmy wpływu na usytuowania instalacji fotowoltaicznej, a porozumienie nie wchodzi w grę. Co zrobić, gdy drzewa sąsiada zacieniają fotowoltaikę, która już jest zamontowana?

Drzewa sąsiada zacieniające fotowoltaikę - droga sądowa

Zła wiadomość jest taka, że jeśli chodzi wyłącznie o zacienienie fotowoltaiki, raczej nie mamy zbyt wielkiego pola do popisu. Nie istnieją bowiem żadne przepisy bezpośrednio regulujące m.in. odległość drzew od działki czy też od instalacji fotowoltaicznych.

Co nie oznacza, że jesteśmy całkowicie bezradni. Jeśli polubowne próby rozwiązania problemu nie dają efektów, a drzewa sąsiada faktycznie i w znacznym stopniu utrudniają nam życie, można zwrócić się do sądu o rozstrzygnięcie sporu. Punktem odniesienia może być m.in. art 144 Kodeksu Cywilnego, który dotyczy czynników wpływających na nieruchomość - orzecznictwo Sądu Najwyższego przyjmuje, że na jego podstawie można dochodzić roszczeń związanych ze zmniejszeniem nasłonecznienia nieruchomości (dla zainteresowanych, pogląd takich znajduje się m.in. w wyroku Sądu Najwyższego z 22 czerwca 1972 r., III CRN 126/72).

Kodeks Cywilny zakłada również, że można przyciąć gałęzie drzew, które przechodzą na naszą działkę (po uprzednim, bezskutecznym wezwaniu właściciela drzew do wykonania tego obowiązku).

Droga sądowa jest jednak długa i uciążliwa. Co więcej, nie ma pewności, że wyrok będzie dla nas satysfakcjonujący.

Przeniesienie lub optymalizacja pracy instalacji

Gdy nie uśmiecha nam się sądowe rozwiązanie problemu, możemy próbować rozwiązać problem zacienienia fotowoltaiki przez drzewa sąsiada na własną rękę. W zależności od tego, jak bardzo zasłonięta jest instalacja, możemy rozważyć:

• demontaż i ponowny montaż fotowoltaiki - przy czym jest to opcja dość kosztowna. W zależności od firmy, wielkości instalacji, miejsca montażu, będziemy musieli zapłacić ok. 2-3 tysiące za przeniesienie systemu w inne miejsce. Przed podjęciem takiej decyzji warto zatem przeliczyć, w jaki sposób ten dodatkowy koszt wpłynie na opłacalność fotowoltaiki.
• skorzystanie z optymalizacji - jak już wspominaliśmy wcześniej, istnieją sposoby na poprawę wydajności fotowoltaiki, w przypadku zacienienia. Dla istniejącego systemu najlepszych wyjściem będą optymalizatory - wystarczy, że dołożycie urządzenia do tych modułów, które są zasłaniane. Dzięki temu ich spadki wydajności nie będą odbijały się na produkcji całej instalacji.

Fotowoltaika w lesie. Czy to ma sens?

Omawiając temat “fotowoltaika a drzewa” nie sposób pominąć wątku fotowoltaiki w lesie. Czy instalacja fotowoltaiczna umiejscowiona w okolicach lub nawet w lesie ma sens? Odpowiedź na to pytanie, nie jest oczywista - wszystko zależy bowiem od indywidualnych warunków. Co trzeba wziąć pod uwagę?

• Cień - ten temat wyczerpująco omówiliśmy w akapitach powyżej, jak również w naszym artykule “Panele fotowoltaiczne – praca w cieniu przestanie być problemem!”. W dużym skrócie - przed podjęciem decyzji o montażu instalacji fotowoltaicznej w lesie, koniecznie należy się upewnić czy drzewa nie będą w znacznym stopniu wpływać na produkcję energii. Uwaga! Warto zrobić symulację zacienienia również na lata przyszłe, by upewnić się, że problem nie zaistnieje również, gdy drzewa urosną.
• Zabrudzenia - zalegające liście (szczególnie mokre), uciążliwe “dowody obecności” ptaków, pyłki zanieczyszczające powierzchnię modułów, a nawet odkładanie się lepkich, żywicznych substancji na modułach (w przypadku drzew iglastych) to problemy, z którymi można się borykać częściej niż inni, decydując się na montaż fotowoltaiki w lesie. Oznacza to ni mniej, ni więcej, że mycie paneli fotowoltaicznych w tym przypadku może być potrzebne częściej.
• Ryzyko uszkodzeń - przy czym problemem mogą być nie tylko te wywołane przez np. oderwaną gałąź, ale również będące skutkiem dzikich zwierząt - mowa tu np. o przegryzaniu kabli przez drobne gryzonie czy uszkodzenie konstrukcji wolnostojącej przez dużą zwierzynę.

Ocenę możliwości montażowych w takich trudnych przypadkach najlepiej pozostawić specjalistom, np. tym z naszego rankingu firm fotowoltaicznych. Dzięki temu będziemy mieć pewność, że będzie ona działać wydajnie i przez lata.