Fotowoltaika na trackerach – kiedy warto w nią zainwestować?

5 /5
(Ocen: 3)
Przykładowa fotowoltaika na trackerach.

Zapewne wszyscy wiedzą już, że fotowoltaika pracuje najwydajniej będąc skierowaną na południe – dzięki temu czas ekspozycji na słońce jest najdłuższy. Nie każdy jednak pamięta, że promienie słoneczne, w zależności od pory roku czy dnia, padają na powierzchnię ziemi pod różnymi kątami, co ma wpływ na produkcję energii. Rozwiązaniem, które może kompensować związane z tym zjawiskiem różnice jest fotowoltaika na trackerach. Na czym polega ta opcja? I czy jest opłacalna?

Czym są trackery solarne?

Dla możliwie największych uzysków energii, panele fotowoltaiczne powinny być ustawione idealnie prostopadle do źródła promieniowania słonecznego. Ciągłe zachowanie takiego ułożenia, ze względu na zmiany pory dnia i roku, nie jest to jednak możliwe. Chyba, że skorzystamy z rozwiązania jakim tracker solarny.

Tracker solarny (nazywany też systemem nadążnym) to konstrukcja, która pozwala instalacji fotowoltaicznej śledzić ruch słońca i ustawiać się do niego w idealnym położeniu.

Aby osiągnąć taki efekt, stelaż na którym umieszczone są moduły fotowoltaiczne wyposaża się w siłowniki oraz elektronikę. Specjalny sterownik, korzystając z czujników oświetlenia bądź GPS, wyznacza optymalne w danym momencie ułożenie systemu fotowoltaicznego względem Słońca i przemieszcza konstrukcję zgodnie z nim. Systemu nadążne zwykle napędzane są przez silniki elektryczne, silniki krokowe bądź serwomechanizmy. Energia potrzebna do przesunięcia konstrukcji często pochodzi zaś nie skądinąd jak z paneli fotowoltaicznych obsługiwanych przez system. W zależności od zastosowanych rozwiązań, trackery solarne, mogą pochłonąć do ok. 10% rocznego uzysku z instalacji.

Choć rozwiązanie to jest stosunkowo mało rozpowszechnione w Polsce, na rynku bez większego problemu można znaleźć różne warianty i wielkości trackerów solarnych – zarówno dla małych instalacji (od 2-4 paneli), jak i do bardziej rozbudowanych (od ok. 10 do nawet 15 paneli fotowoltaicznych). Jeden system nadążny do fotowoltaiki obsłuży zatem instalację o mocy od ok. 0,6-1,3 kW do maksymalnie ok. 5 kW.

Sprawdź bezpłatnie oferty fotowoltaiki

Systemy nadążne – rodzaje

Instalacje fotowoltaiczne zwykle sprzężone są z jednym z dwóch rodzajów systemów nadążnych:

  • tracker jednoosiowy (single axis solar tracker) – jak sama nazwa wskazuje, w tym przypadku instalacja przesuwa się w tylko w jednej osi – pionowej lub poziomej. Uzyski z tego typu rozwiązania są nawet o ok. 20-30% większe niż w dla fotowoltaiki stacjonarnej.
  • tracker dwuosiowy (dual axis solar tracker) – to opcja, która pozwala na poruszanie paneli fotowoltaicznych w dwóch osiach, poziomej i pionowej, co w znacznym stopniu ułatwia ustawienie ich powierzchni prostopadle do osi padania promieni słonecznych. Większy zakres ruchu sprawia, że w tym przypadku, produkcja energii może się zwiększyć o nawet o 40%, w stosunku do tradycyjnej, statycznej konstrukcji.

Fotowoltaika na trackerach – zalety i wady

System nadążny i fotowoltaika choć posiada swoje zalety, nie jest też pozbawione wad. Jakie są plusy i minusy stosowania trackerów solarnych?

Zalety systemów nadążnych – fotowoltaika

  • Zwiększenie efektywności systemu fotowoltaicznego – według eksperymentów przeprowadzanych przez m.in. przez naukowców z Florida Atlantic University oraz organizację Florida Solar Center, korzystanie z trackerów solarnych zwiększa uzysk energii z fotowoltaiki o średnio 30%. Oczywiście wiele zależy od pory roku, lokalnego klimatu i szerokości geograficznej, które to wpływają na poziom nasłonecznienia.
  • Mniejsze ryzyko zabrudzenia – panele fotowoltaiczne na trackerach, dzięki regularnym zmianom pozycji są mniej podatne na zanieczyszczenia, takie jak np. kurz czy śnieg. Łatwiej też się czyszczą.
  • Wygodniejszy dostęp do paneli – w razie np. konieczności przeprowadzenia naprawy czy konserwacji, instalację fotowoltaiczną z trackerem łatwo można ustawić w wygodnym położeniu, co jest dużym ułatwieniem szczególnie w przypadku awarii paneli wewnątrz instalacji.

Wady systemów nadążnych – fotowoltaika

  • Koszty – niestety ceny trackerów solarnych wciąż są bardzo wysokie i sięgają od kilku do kilkunastu tysięcy złotych. Do tego należy doliczyć jeszcze koszty związane z montażem i uruchomieniem systemu. W efekcie, możemy spodziewać się kilkunasto – kilkudziesięcio procentowego wzrostu kosztów całej inwestycji w fotowoltaikę.
  • Większe ryzyko problemów mechanicznych – sama instalacja fotowoltaiczna nie posiada zbyt wielu elementów narażonych na awarie. Niestety, nie można tego samego powiedzieć o trackerach solarnych. Posiadają one ruchome elementy mechaniczne i elektronikę, które to wystawione na działanie czynników zewnętrznych, mogą psuć się nieco częściej niż miałoby to miejsce w przypadku statycznej fotowoltaiki na gruncie.

Odnosząc się do powyższych za i przeciw, można by rzecz, że fotowoltaika na trackerach posiada jedną bardzo dużą zaletę – większą wydajność, oraz jedną bardzo dużą wadę – wysokie koszty. Czy zatem system nadążny się opłaca? Jak kształtuje się cena fotowoltaiki na trackerach?

Instalacja fotowoltaiczna na trackerach – cena i opłacalność

Przejdźmy teraz do kwestii kosztów i opłacalności systemów nadążnych. Ceny trackerów solarnych, podobnie jak ma to miejsce w przypadku innych urządzeń fotowoltaicznych, mogą się różnić, w zależności od:

  • producenta,
  • wielkości – im większy i bardziej rozbudowany tracker (taki, który będzie w stanie unieść więcej paneli jednocześnie) tym wyższe koszty,
  • zastosowanej technologii – systemy nadążne mogą też różnić się pod względem m.in. napędu (i związanego z nim zużyciem energii), systemu sterowania czy też możliwości zmiany położenia (względem jednej lub dwóch osi).

W efekcie, szacunkowe ceny trackerów solarnych do fotowoltaiki mogą wyglądać następująco:

Przykładowy tracker solarny – cena

Wielkość 4 panele 8 paneli 10 paneli
Max. moc instalacji 1,2 kW 2,4 kW 3 kW
Rodzaj dwuosiowy dwuosiowy dwuosiowy
Cena ok. 6 – 10 tys. zł 9 – 14 tys. zł 11 – 16 tys. zł

Aby ustalić, czy fotowoltaika na trackerach się opłaca, załóżmy, że chcemy osiągnąć uzysk roczny wynoszący 4300 kWh. Pierwszy wariant przedstawia obliczenia dla statycznej instalacji fotowoltaicznej, zamontowanej w optymalny sposób (na podłożu o nachyleniu 35 stopni, zorientowanym na południe). Wariant drugi to instalacja fotowoltaiczna na trackerach, o identycznej mocy i specyfikacji technicznej.

Wariant I
(instalacja statyczna)
Wariant II
(instalacja na trackerach)
Moc instalacji 4,38 kWh 3,3 kWh
Roczny uzysk energii ok. 4300 kWh ok. 4.300 kWh
Cena brutto z montażem ok. 22.500 zł ok. 29.000 zł
Okres zwrotu z inwestycji* ok. 8 lat ok. 10 lat

* przy założeniu wzrostu cen prądu o 6% rocznie

W powyższej analizie uśredniliśmy poziom nasłonecznienia w Polsce do 1000 kWh/m2 oraz założyliśmy przeciętny, 30% wzrost efektywności dla fotowoltaiki na trackerach.

Dla zadanych parametrów, tradycyjna fotowoltaika na gruncie będzie musiała mieć moc ponad 4 kW. Finansowana wyłącznie ze środków własnych (a zatem bez uwzględnienia dofinansowania do fotowoltaiki 2020) zwróciłaby się zatem po ok. 8 latach. W przypadku fotowoltaiki z systemem nadążnym wymagana moc jest mniejsza o ok. 1 kW. Instalacja zwróci się po jednak ok. 10 latach, gdyż całkowity koszt takiego przedsięwzięcia jest o ok. 28% droższy niż standardowa konstrukcja ziemna.

Czy zatem warto inwestować w takie rozwiązania?

Kiedy fotowoltaika na trackerach ma sens?

Choć na pierwszy rzut oka może wydawać się, że system nadążny i fotowoltaika są mało opłacalne, odpowiedź na powyższe pytanie nie jest wcale oczywista.

Ostatecznie, fotowoltaika na trackerach jest dość często wykorzystywana na farmach fotowoltaicznych, czyli tam, gdzie szybki zwrot inwestycji jest jak najbardziej pożądany. Dlaczego zatem w pewnych przypadkach rozwiązanie to może mieć sens, a w innych mniej? Wszystko zależy od czynników zewnętrznych.

Trzeba pamiętać, że fotowoltaika na trackerach, o odpowiedniej porze roku i w optymalnych warunkach klimatycznych może osiągać więcej niż 30% dodatkowego uzysku, z tej samej powierzchni paneli. Jednocześnie w wielu przypadkach farmy fotowoltaiczne dzierżawią wykorzystywane grunty, co wiąże się z dodatkowymi kosztami. Wykorzystanie systemów nadążnych pozwala im więc zmaksymalizować ilość energii pozyskiwanej z danego obszaru.

W przypadku fotowoltaiki dla domu czy fotowoltaiki dla biznesu, gdzie minimalizacja powierzchni zajmowanej przez instalację nie odgrywa aż takiej roli, korzystanie z takich systemów może zatem nie mieć sensu. Jednak gdy zależy Wam na maksymalnych uzyskach z możliwie jak najmniejszego obszaru, opcja ta może być rozwiązaniem dla Was.

Sprawdź bezpłatnie oferty fotowoltaiki

Informacje o autorze

Emila Biernaciak

Ukończyła Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu. Interesuje się energetyką i finansami. Niespokojny duch, wciąż szukający nowej wiedzy i doświadczeń. Kobieta pracująca, która żadnej pracy się nie boi. Ogromna fanka motoryzacji, nowych technologii i Stephena Kinga.

Dodaj komentarz
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments