Odśnieżanie paneli fotowoltaicznych – czy i jak warto to robić?

Śnieg na panelach fotowoltaicznych – czy to problem?

Choć przez długi czas śnieżna zima była w Polsce rzadkością, nie da się ukryć, że w naszych warunkach klimatycznych opady śniegu mogą i będą się zdarzać. Co do zasady, śnieg na panelach fotowoltaicznych jest traktowany jako problem, ograniczający ich zdolności produkcyjne.

Według prawa Bougera-Lamberta, jak również wielu przeprowadzonych badań, 2-centymetrowa warstwa śniegu jest w stanie ograniczyć ilość promieni słonecznych docierających do modułu aż o 20%. Gdy grubość pokrywy śnieżnej wzrośnie do 10 centymetrów do modułu dociera jedynie maksymalnie 4% promieniowania słonecznego i to w zakresie fal, które nie są wykorzystywane w zjawisku fotowoltaicznym. Trzeba jednak dodać, że na ostateczny spadek wydajności modułów związany ze śniegiem wpływ mają również inne czynniki, takie jak np.: temperatura, prędkość i kierunek wiatru, ale także nachylenie i skierowanie paneli PV czy ich odległość od gruntu. Wniosek z badań przeprowadzonych na ten temat jest taki, że przy odpowiednio nachylonych modułach spadki produkcji są stosunkowo niskie. Dla kąta nachylenia 35 stopni, przy rocznych opadach śniegu na poziomie 150 cm, spadek wyniesie ok. 4% rocznie (przy kącie nachylenia 5 stopni wzrośnie już jednak do 6%). W przypadku małych, domowych instalacji fotowoltaicznych nie musi to być zatem wielki problem, jednak im większy system, tym straty będą dotkliwsze.

Kiedy panele fotowoltaiczne i śnieg to dobre połączenie?

Warto jednak dodać, że w kontekście paneli fotowoltaicznych śnieg nie zawsze musi być “tym złym”. Istnieje bowiem również tzw. albedo, czyli parametr określający zdolność odbijania promieni słonecznych przez daną powierzchnię. Współczynnik albedo śniegu jest bardzo wysoki i może wynosić nawet 85 – 94% (czyli nawet 85 – 94% promieni słonecznych padających na śnieg może zostać odbite i przyczyni się do zwiększenia produkcji).

Najlepsze efekty związane z odbiciem promieniowania słonecznego przez śnieg dotyczą oczywiście fotowoltaiki na gruncie lub na płaskich dachach (o wysokim kącie nachylenia). Szczególnym przypadkiem są zaś instalacje wykorzystujące moduły dwustronne (bifacialne). Dzięki aktywnej, tylnej stronie śnieg na froncie modułów bifacialnych może stopić się szybciej. Dwustronne moduły w znacznym stopniu ograniczają również straty związane z zalegającym śniegiem.

Czy można odśnieżać panele fotowoltaiczne?

Wokół kwestii usuwania śniegu z modułów PV narosło wiele mitów i niedomówień. Sprawa jest jednak prosta. Jeśli tylko zachodzi taka potrzeba, można odśnieżać panele fotowoltaiczne, w celu zmniejszenia strat związanych z zaleganiem śniegu na powierzchni modułów.

Choć nic nie stoi na przeszkodzie usunięcia zalegającego śniegu z paneli PV, wielu przypadkach prace tego typu wcale nie są konieczne. Elementy systemu fotowoltaicznego są bowiem tak przemyślane, by całość była jak najmniej obsługowa, również w kontekście odśnieżania.

W większości przypadków, panele fotowoltaiczne odśnieżą się same dzięki:

• odpowiedniemu kątowi nachylenia – w Polsce, dla optymalizacji produkcji w ciągu roku, panele montuje się pod dość dużym kątem, wynoszącym ok. 30 – 40 stopni. Jest to również kąt, który może posłużyć do samoczynnego usuwania się śniegu z powierzchni modułów, z pomocą grawitacji. Jeśli szukacie firmy, która profesjonalnie zamontuje Wam fotowoltaikę, sprawdźcie nasz ranking firm fotowoltaicznych.
• pracy samych modułów – podczas działania panele fotowoltaiczne nagrzewają się, co może ułatwiać zsuwanie się pokrywy śnieżnej. Działa ona wówczas jak izolator, który sprawia, że niemal cała energia promieni słonecznych służy do pozbycia się śniegu.
• specjalnym powłokom – przednia część modułów fotowoltaicznych jest wykonana ze szkła, co samo w sobie utrudnia osadzanie się śniegu. Producenci modułów PV dodatkowo pokrywają ich powierzchnię specjalnymi hydrofobowymi powłokami, których zadaniem spotęgowanie efektu ześlizgiwania się śnieżnych opadów.

Czym odśnieżać panele fotowoltaiczne? Jaki zestaw do odśnieżania paneli fotowoltaicznych?

Do odśnieżania paneli fotowoltaicznych najlepiej sprawdzą się np. zmiotki wyposażone w głowice z miękkim włosiem, gąbką, ewentualnie miękką gumą (należy pamiętać, że guma twardnieje pod wpływem niskiej temperatury – trzeba się zatem upewnić, że nasze narzędzie nie uszkodzi modułów). Wykluczone jest odśnieżanie paneli fotowoltaicznych za pomocą twardych lub ciężkich narzędzi – np. łopat do odśnieżania.

W zestawie do odśnieżania paneli fotowoltaicznych, oprócz delikatnych szczotek, powinien znaleźć się również odpowiedniej długości teleskopowy kij.

Bez względu na to, jakich użyjemy przyborów, należy zachować wysoką ostrożność i zadbać o to, by nie porysować powierzchni paneli fotowoltaicznych.

Uwaga! Przy odśnieżaniu paneli fotowoltaicznych nie wolno używać soli, żadnych detergentów czy środków chemicznych. Ich użycie może bowiem doprowadzić do odbarwienia się paneli fotowoltaicznych czy szybszej korozji metalowych elementów modułu i konstrukcji.

Jak odśnieżyć panele fotowoltaiczne?

Samo odśnieżanie nie jest trudnym zadaniem. Wystarczy przeciągnąć szczotką lub gąbką po powierzchni modułów, od góry do dołu. Należy robić to jednak delikatnie, nie dociskając narzędzia zbyt mocno. Istnieje bowiem ryzyko, że pod warstwą śniegu znajduje się lód, który może porysować moduły i uszkodzić warstwę antyrefleksyjną.

Ręczne usuwanie śniegu z modułów PV to oczywiście niejedyna metoda. Na rynku są dostępne specjalne roboty do czyszczenia paneli fotowoltaicznych, które latem myją panele PV, a zimą je odśnieżają. Przy czym trzeba mieć na uwadze, że o ile wiosną i latem, zabrudzenia na modułach mogą wygenerować istotne straty, o tyle zimą faktyczny uzysk może być niewielki. Ich koszt będzie może być zatem nieadekwatny do osiągniętych korzyści, szczególnie w przypadku niewielkich domowych instalacji PV.

Śnieg można również spróbować usunąć np. za pomocą dmuchawy do liści, która może albo zdmuchnąć sypki śnieg, albo przyspieszyć topnienie. Tu jednak znów pojawia się pytanie, o ekonomiczny aspekt takiego działania – może się okazać, że ilość energii zużytej do czyszczenia będzie mniejsza niż ilość energii uzyskanej dzięki niemu. Podobnie będzie w przypadku zastosowania np. systemu przeciwoblodzeniowego dedykowanemu modułom fotowoltaicznym.

W Internecie możecie również natknąć się na pomysły odśnieżania paneli fotowoltaicznych wodą. Czy to dobry pomysł?

Odśnieżanie paneli fotowoltaicznych wodą – czy to dobry pomysł?

Zacznijmy od tego, że istnieje naczelna zasada, zgodnie z którą:

• gorących modułów nie wolno polewać lodowatą wodą (np. w celu chłodzenia paneli fotowoltaicznych),
• zimnych modułów fotowoltaicznych nie wolno polewać gorącą czy nawet ciepłą wodą.

W obu przypadkach ryzykujemy uszkodzeniem modułu wywołanym szokiem termicznym. Odśnieżanie paneli fotowoltaicznych wodą nie ma zresztą większego sensu, ponieważ:

• jeśli występuje mróz, pozostałości wody mogą połączyć się z pozostałościami śniegu i zamarznąć, tworząc trudną do usunięcia warstwę lodu.
• jeśli mrozu nie ma, zalegający śnieg najprawdopodobniej już zaczął się topić, więc z jego usunięciem powinniśmy sobie poradzić bez polewania wodą.

Podgrzewanie paneli fotowoltaicznych jako sposób na odśnieżanie fotowoltaiki?

Osoby zastanawiające się jak skutecznie odśnieżyć fotowoltaikę dość często rozważają podgrzewanie paneli fotowoltaicznych, w celu usunięcia zalegającej warstwy lodu i śniegu. Jednak, czy jest to faktycznie dobry pomysł?

Zacznijmy od tego, że faktycznie w kilku miejscach na świecie faktycznie prowadzone są badania nad podgrzewaniem paneli fotowoltaicznych w celu usunięcia z nich śnieżnej pokrywy. Nad pomysłem pracuje m.in. norweska firma Innos czy badacze z University of Illinois w USA. W obu przypadkach, do generowania ciepła wykorzystuje się przepływ prądu przez ogniwo fotowoltaiczne.

Sprawa nie jest jednak wcale tak prosta, jak mogłaby się wydawać. Z koncepcją wiąże się bowiem kilka wyzwań:

• Relacja ewentualnych zysków wynikających z usunięcia śniegu, do kosztów energetycznych związanych z ogrzewaniem paneli fotowoltaicznych. Ogrzewanie paneli fotowoltaicznych wymaga dostarczenia energii elektrycznej do ogniwa – prąd musi płynąć z zewnątrz, bo zasłonięty śniegiem moduł go nie produkuje. Niestety, zimą uzyski są raczej niewielkie. Nie ma zatem pewności, bilans energetyczny i ekonomiczny całego procesu wyjdzie na plus. By zwiększyć zasadność wykorzystania tego rozwiązania, norweski zespół opracował specjalny system, który optymalizuje proces podgrzewania tak, by zużycie energii nie pochłonęło uzysków. Z kolei akademiccy badacze wykorzystują dodatkowo specjalną powłokę ułatwiającą zsuwanie się pokrywy śnieżnej. Jak na razie oba rozwiązania pozostają w fazie testów, co oznacza, że efekty nie są na tyle zadowalające, by miały zastosowanie komercyjne.
• Wpływ podgrzewania modułów na ich żywotność oraz gwarancję. Pozostaje jeszcze pytanie, czy i w jaki sposób podgrzewanie paneli fotowoltaicznych wpłynie na ich długoterminową wydajność. Ogniwa nie są bowiem przewidziane do generowania ciepła, lecz energii elektrycznej (choć faktycznie przy produkcji prądu w naturalny sposób produkowane jest również ciepło). Wszelkie ewentualne systemy podgrzewania paneli fotowoltaicznych musiałyby więc zostać skonsultowane z producentem urządzenia. W przeciwnym przypadku narażamy się na utratę gwarancji. Badacze z Norwegii, we współpracy m.in. z REC, JA Solar i LONGi, przeprowadzali testy w zakresie wpływu ogrzewania modułów na ich żywotność. I choć wykazały one, że opracowana metoda nie oddziałuje negatywnie na ogniwa, wciąż zaleca się ostrożność w tym zakresie.

Wynika z tego, że choć faktycznie, w podgrzewaniu paneli fotowoltaicznych może istnieć pewien potencjał na zwiększenie wydajności systemu fotowoltaicznego zimą, nie jest to rozwiązanie gotowe do szerszego zastosowania. Koncepcja na razie wciąż jest testowana przez specjalistyczne ośrodki. Podgrzewanie paneli fotowoltaicznych w domowych warunkach nie jest zatem zbyt rozsądne – szczególnieszczególnie że narażamy się w ten sposób na utratę gwarancji. Nie ma też pewności, że cały proces będzie opłacalny energetycznie.

Odśnieżanie paneli fotowoltaicznych na dachu – o czym pamiętać?

Odśnieżanie paneli fotowoltaicznych na gruncie jest raczej prostą sprawą – dostęp do urządzeń jest łatwy, a i kąt montażu paneli sprzyja usuwaniu nagromadzonych opadów. Sytuacja komplikuje się, gdy przychodzi do odśnieżenia paneli fotowoltaicznych na dachu. Podstawowym zagadnieniem jest kwestia bezpieczeństwa.

Poszycie dachowe, podobnie jak panele fotowoltaiczne, może być pokryty warstwą lodu i śniegu, który zwiększa ryzyko upadku. Jest ono tym wyższe, im większy będzie kąt nachylenia dachu.

Dlatego, jeśli planujemy samodzielnie odśnieżać panele fotowoltaiczne na dachu koniecznie zadbajmy o kwestie bezpieczeństwa. Najlepiej, jeśli będziemy posiadać szelki lub pasy chroniące nas przed upadkiem. Zalecane są również antypoślizgowe buty. Ostrożność należy zachować również wchodząc i schodząc z dachu.

Czy warto odśnieżać panele fotowoltaiczne?

Nie ma wątpliwości, że zalegający śnieg na panelach fotowoltaicznych prowadzi do pogorszenia i tak już małowydajnej pracy fotowoltaiki zimą. Jednak to, czy warto odśnieżać panele fotowoltaiczne zależy w dużej mierze od indywidualnych cech naszej instalacji.

Jeśli dysponujemy wolnostojącym systemem PV lub niskim carportem fotowoltaicznym i mamy łatwy dostęp do modułów, warto rozważyć ich odśnieżenie. Każda kilowatodzina energii ze słońca jest na wagę złota – szczególnie zimą, gdy prądu ze słońca jest mało.

Jednak, jeśli odśnieżenie fotowoltaiki będzie od nas wymagało nadmiernego wysiłku lub kosztów (nie mówiąc już o narażaniu bezpieczeństwa), lepiej sobie odpuścić takie prace. Szczególnie gdy nasz system został zamontowany w sposób ułatwiający samoczyszczenie (pod kątem ok. 30-40 stopni). Jeśli moduły zamontowano pod niewielkim kątem i śnieg długo zalega ich powierzchni, również przy słonecznej pogodzie można przemyśleć skorzystanie z usług profesjonalnej firmy.