Czy fotowoltaika działa w zimie?
Odpowiedź na to pytanie jest prosta: oczywiście! Instalacja fotowoltaiczna dla domu czy firmy to system zaprojektowany w taki sposób, by mógł pracować przez cały rok. Przy czym trzeba mieć na uwadze, że wraz ze zmianami pór roku, zmienia się długość dnia i nasłonecznienie, co ma przełożenie na wydajność instalacji.
Jak radzą sobie panele fotowoltaiczne zimą, a jak latem?
Choć faktycznie, panele fotowoltaiczne do efektywnej pracy potrzebują słońca, nie oznacza to, że im go więcej tym lepiej. Zbyt duża ilość promieniowania słonecznego może bowiem negatywnie wpływać na wydajność i żywotność paneli fotowoltaicznych - nadmierne starzenie to problem urządzeń pracujących np. na pustyni.
Podobnie sprawa ma się z wysokimi temperaturami. W przypadku większości paneli dopuszczalny zakres temperatur, w których mogą pracować jest bardzo szeroki i wynosi od ok. -40 do 85 stopni Celsjusza. Są to jednak wartości graniczne. Najlepsze warunki do pracy paneli wyznaczają dwa parametry:
- NOCT (Normal Operating Cell Temperature),
- STC (Standard Test Conditions).
Zgodnie z nimi, optymalne warunki do pracy paneli fotowoltaicznych to temperatura w granicach ok. 20-25 stopni Celsjusza i nasłonecznienie sięgające 800-1000 W/m2.
Każdy stopień powyżej 25 stopni Celsjusza, przyczynia się do nadmiernego grzania się paneli i obniża ich wydajność o ok. 0,3-0,5%. Przy temperaturach sięgających ok. 40. stopni, panel osiąga temperaturę aż 70 stopni i traci nawet 15% swojej wyjściowej wydajności. Dzieje się tak, gdyż wysoka temperatura wywołuje drgania w strukturze kryształów krzemu, co zaburza przepływ elektronów - a tym samym, generowanie energii.
Niższe temperatury (nawet kilkunastostopniowe mrozy) charakterystyczne dla zimowych miesięcy, są zdecydowanie lepsze dla fotowoltaiki niż wysokie temperatury. Dzięki nim panele się nie przegrzewają, a ruch elektronów jest sprawniejszy, a co za tym idzie - uzysk energii jest większy. Od września do marca zmieniają się jednak inne warunki, które mają wpływ na uzysk energii. O czym mowa?
Wydajność paneli fotowoltaicznych w zimie
Nie ma co ukrywać, że zimą uzysk z fotowoltaiki jest zdecydowanie mniejszy niż latem. W miesiącach takich maj czy czerwiec, instalacja o mocy 1 kWp może wyprodukować nawet ok. 160-180 kWh energii. Zimą, potencjalny uzysk spada do kilkudziesięciu kilowatogodzin na miesiąc. Najgorzej jest w grudniu i styczniu, kiedy to panele mają szansę wyprodukować ok. 20-30 kWh.
Średnie nasłonecznienie w środkowej Polsce w 2016 roku wg. danych Photovoltaic Geographical Information System
Skąd takie pogorszenie wyników, skoro niskie temperatury sprzyjają fotowoltaice? Wpływ na wydajność paneli fotowoltaicznych zimą ma przede wszystkim:
- wspomniane już wcześniej nasłonecznienie, które w miesiącach zimowych jest nawet 6-8 razy mniejsze niż w miesiącach letnich. Główna przyczyna takiego stanu rzeczy jest długość dnia. Latem, dzień liczy sobie około 17 godzin. Zimą - zaledwie 7-8 godzin.
- zachmurzenie - które jesienią i zimą jest statystycznie wyższe. Od listopada do lutego średnie zachmurzenie może przekroczyć 80%. Latem i wiosną, współczynnik zachmurzenia jest niższy i wynosi ok. 60-70% (najlepiej pod tym względem wypada w kwiecień i wrzesień). Dla fotowoltaiki najgorsze jest całkowite zachmurzenie, choć nawet wtedy nie traci ona całkowicie produkcyjnych możliwości. Spadają one jednak do 10-20%. Jest tak, gdyż panele są w stanie korzystać z tzw. światła rozproszonego.
- zalegający śnieg i lód - nawet niewielka (ok. 2 cm) warstwa śniegu zalegająca na modułach fotowoltaicznych jest w stanie ograniczyć ich pracę o ok. 80%. Zwykle nie jest to jednak problemem, bo są one montowane pod kątem ok. 38 stopni, co zwiększa ich uzysk latem, a zimą ułatwia zsuwanie się czap śniegu. Co ciekawe, śnieg może przynieść korzyści właścicielom instalacji fotowoltaicznych, gdyż odbija promienie słoneczne, a tym samym może zwiększać uzysk urządzeń. Najwięcej korzyści z tego mogą mieć jednak głównie właściciele fotowoltaiki na gruncie, wyposażonej w dwustronne panele fotowoltaiczne.
Niższe uzyski z fotowoltaiki zimą to nie problem!
Choć faktycznie, zimowe miesiące z różnych względów nie są najlepsze dla instalacji fotowoltaicznych, Ci, którzy zdecydują się na ich montaż nie muszą się obawiać niedoborów prądu. Rozwiązaniem ich problemów jest bowiem system prosumencki: net-metering (dla instalacji zgłoszonych do sieci przed 1 kwietnia 2022 roku) i net-billing.
W net-meteringu, Prosument, który korzysta z mikroinstalacji fotowoltaicznej i ma podpisaną umowę z dystrybutorem sieci energetycznej, może w miesiącach zimowych korzystać z energii wyprodukowanej latem. Zasada ta dotyczy zarówno osób fizycznych, jak i właścicieli fotowoltaika dla firm. Jak konkretnie działa to rozwiązanie?
Podłączenie fotowoltaiki do sieci sprawia, że sieć energetyczna stanowi swego rodzaju “wirtualny magazyn”, gdzie natrafiają nadwyżki prądu wyprodukowanego latem. Są one rozliczane i można je później odzyskać w stosunku:
- 1:0,8 dla instalacji fotowoltaicznych o mocy do 10 kW - oznacza to, że trafi do nas 80% wytworzonych nadwyżek;
- 1:0,7 dla instalacji o mocy powyżej 10 kW, ale nie większych niż 50 kW - tu zwrot energii wynosi 70% nadprodukcji.
Na wykorzystanie rozliczonych nadwyżek mamy aż 12 miesięcy.
W net-billingu zasada jest podobna, jednak rozliczenia dokonuje się w ujęciu wartościowym. W tym przypadku prosument również odsyła energię do sieci, jednak ta zostaje przeliczona zgodnie z rynkowym kursem energii. Uzyskane w ten sposób środki są zapisane na indywidualnym koncie i stanowią tzw. depozyt prosumencki. Może on zostać wykorzystany przez 12 miesięcy, dzięki czemu, energia wyprodukowana latem dostarcza środków na pokrycie wydatków za energię zużytą w zimie.
Fotowoltaika zimą - jak poprawić wydajność paneli?
O ile na pewne kwestie (takie jak np. ilość zachmurzenia) nie mamy większego wpływu, nie jest tak, że nie można zrobić niczego, by fotowoltaika zimą mogła pracować efektywniej. Jakie mamy możliwości?
Odśnieżanie paneli fotowoltaicznych
Ostatnimi czasy śnieg nie stanowił w Polsce większego problemu - wręcz przeciwnie, raczej go brakowało. Nie zmienia to jednak faktu, jeśli opady się pojawią, mogą stanowić spore zagrożenie dla produkcji energii. Już około 10 cm śniegu sprawi, że panele praktycznie przestaną działać.
Jak już wspominaliśmy, panele fotowoltaiczne powinny czyścić się same. Pomaga w tym nie tylko ich nachylenie, a także stosowanie specjalnych hydrofobowych powłok czy specyfika pracy urządzeń, które nagrzewając się, rozpuszczają zmarzlinę.
Może jednak zdarzyć się tak, że mimo wszystko śnieg wciąż zalegał na ich powierzchni. Wówczas warto rozważyć odśnieżenie paneli fotowoltaicznych. Jak się do tego zabrać? Przede wszystkim - ostrożnie! Szczególnie, jeśli mowa o instalacji dachowej. W takim wypadku, po wcześniejszym skalkulowaniu korzyści, rozsądniejszym wyjściem może okazać się skorzystanie z usług profesjonalnej firmy.
Jeśli mamy możliwość przeprowadzić takie prace samodzielnie, pamiętajmy by robić to delikatnie np. miękką szczotką, aby nie porysować lub nie uszkodzić paneli. Śnieg można usunąć też wodą (nie ciepłą!), o ile temperatury na zewnątrz są dodatnie.
“Śledzenie” słońca zimą, czyli fotowoltaika na trackerach
Jak wynika z badań przeprowadzonych m.in. na Politechnice Białostockiej, problem mniejszych uzysków zimą można też rozwiązać korzystając z systemów nadążnych, czyli tzw. trackerów solarnych.
Są to urządzenia, które za pomocą czujników lub modułów GPS ustalają optymalną pozycję instalacji w stosunku do padania promieni słonecznych i ustawiają ją zgodnie z koordynatami.
Przeprowadzone eksperymenty dowiodły, że dzięki nim całoroczny uzysk może być nawet o 40% większy. Jeśli chodzi zaś o miesiące zimowe, ilość wyprodukowanej energii w badanym okresie zwiększyła się aż o 86%, w porównaniu do paneli nieruchomych.
Rozwiązania nadążne mogą jednak wiązać się z dość dużymi wydatkami, dlatego warto dobrze przeliczyć jego opłacalność w naszym wypadku.
Montaż fotowoltaiki zimą - warto?
Zatem, skoro fotowoltaika zimą działa mniej wydajnie, czy warto inwestować w nią w tym okresie?
Zdecydowanie! Jak już podkreślaliśmy, dzięki systemowi opustów fotowoltaika to system całoroczny, w który warto zainwestować bez względu na porę.
Oto kilka argumentów za inwestycją w fotowoltaikę przed zimą:
- Mniejsze kolejki i szybsza realizacja - w branży fotowoltaicznej wzmożony ruch rozpoczyna się już od wiosny. To właśnie w letnich miesiącach większość ludzi przypomina sobie o korzyściach płynących z fotowoltaiki, przez co czas oczekiwania na realizację zlecenia w tym terminie się wydłuża. Jeśli na montaż instalacji fotowoltaicznej zdecydujesz się przed zimą, masz szansę na sprawniejszą obsługę.
- Instalacja będzie gotowa przed najwydajniejszą porą roku - nie można zapominać, że inwestycja w fotowoltaikę to wymagające czasu, wieloetapowe przedsięwzięcie. Obejmuje ono: znalezienie najlepszego wykonawcy (w tym celu sprawdź nasz ranking firm fotowoltaicznych), przeprowadzenie audytu fotowoltaicznego, przygotowanie projektu, prace montażowe czy podłączenie fotowoltaiki do sieci. Zaczynając projekt dopiero na wiosnę ryzykujemy, że stracimy te najwydajniejsze miesiące.
- Możesz natrafić na promocje na fotowoltaikę - sporo firm fotowoltaicznych przygotowuje specjalne oferty na zimowe miesiące. Od listopada do stycznia możesz więc zdobyć instalację taniej lub ze specjalnymi bonusami.
Jak wygląda instalacja paneli fotowoltaicznych zimą?
Omawiając temat fotowoltaiki zimą, warto zadać sobie pytanie, czy montaż instalacji w tym okresie wiąże się ze specjalnymi wymaganiami?
Dla Ciebie, jako inwestora - nie. Jedyna różnica jest taka, że jak już wspominaliśmy, Twoja instalacja ma szansę trafić na Twoją posesję szybciej niż miałoby to miejsce wiosną lub latem. Oczywiście, wszystko zależy od warunków atmosferycznych, które jesienią i zimą nie zawsze nas rozpieszczają.
Mimo tego, niższe temperatury czy śnieg zalegający na dachu dla profesjonalnych monterów wyposażonych w odpowiednie narzędzia i środki ochrony osobistej (m.in. szelki, odzież zimową, rękawice) nie powinny stanowić żadnego problemu. Pora roku nie ma zatem specjalnego wpływu na samą procedurę montażu fotowoltaiki. Zimą instalatorzy muszą jedynie bardziej zwracać uwagę na kwestie własnego bezpieczeństwa.
Na skorzystanie z ekologicznych źródeł energii każdy czas jest dobry. Choć fotowoltaika zimą może działać mniej wydajniej, wciąż stanowi opłacalną inwestycję - wszystko dzięki systemowi opustów. Za jego sprawą, z czystej energii ze słońca możemy się cieszyć, bez względu na porę roku.
Nie liczmy na dobre uzyski zimą -a co istotniejsze – na pokrycie zimowego zapotrzebowania…… Jakkolwiek w dni słoneczne i mroźne ale gdy instalacja nie jest zaśnieżona to z 10kWp chwilowe moce dobijają do nawet 5 kW i uzysk dzienny 22- 41 kW……. przynajmniej na mojej i około połowy lutego. Tak więc było by całkiem nieźle – jeżeli mielibyśmy słoneczną pogodę przez większość zimy……. Niestety tak nie jest i powiem żeby się nie łudzić, że będzie lepiej. Ocieplenie klimatu będzie powodowało ….. wzrost zachmurzenia i opadów …… czyli w konsekwencji nieuchronne ochłodzenie…… – paranoja ? – nie . Sprawa wynika z pojemności cieplnej światowego oceanu – jak się juz rozgrzeje to „długo trzyma ciepło” i paruje znacznie . W okresie ochłodzenia – jest tak samo tylko ocean „długo trzyma zimno”. Zwiększone parowanie przyczynia sie do wzrostu wilgotności atmosfery i przez to do wzrostu ilości opadów deszczu czy śniegu. Kwestie klimatu rozpatrywać należy w kontekście czasu geologicznego – czyli minimum ostatnich 50 – 100 tysięcy lat a nie ostatnich 200 lat od kiedy wynaleźliśmy termometr…. Klimatoociepleniowi „guru” opowiadaja o klimacie w zakresie najdalej od poczatku ery przemysłowej i jak ognia unikaja dyskusji na temat trendów klimatycznych z przed tych 200 lat. Dlaczego ? – bo klimat ociepla sie od co najmniej 20 tysięcy lat a średnia długość cyklu ocieplenie/ochłodzenie trwa w ostatnim megaglacjale około 50-60 tys lat…… Klimat jest cyklicznie zmienny czy się to komu podoba czy nie a „człowieki” nie maja na te cykle istotnego wpływu albowiem wymuszenia naturalne są od 1 tys – do ponad 3 tys razy większe od tego co tworzy człowiek…… Skąd mi to wyszło ? – ano wystarczy porównać emisję energii i „skutki gazowe ” w przeliczeniu na 1 m2 powierzchni ziemi szacowane na 0,3W/m2 – do różnicy pochłaniania promieniowania słonecznego miedzy sniegiem i lodem a tonią wodną które wynisi około 1000 W/m2 albowiem woda pochłania promieniowanie znacznie silniej jak śnieg czy lód. Ten naturalny 1000 w/m2 podzielic na człowiecze oddziaływanie 0,3W/m2 = 3333,333…… – czyli natura daje w zaokrągleniu 3333 razy większy efekt cieplarniany jak „człowieki” z całą swoja cywilizacją…… Wszelakie dalsze obliczenia wpływu cywilizacyjnego na klimat sa na granicy błędu statystycznego. Amen. Mamy do czynienia z propagandą która w konsekwencji zniszczy gospodarke Unii Europejskiej ku uciesze wszystkich innych a w szczególnosci Chin i Indii które przejmują nasza produkcję ….
Ale się zagadałem…… podsumowując:
– słoneczka zimą nie należy się spodziewać za dużo – podobnie zresztą jak latem….. czyli perspektywa długookresowa dla PV – „taka sobie”. Ale spoko – te procesy trwaja znacznie dłużej jak czas istnienia naszej cywilizacji więc nie bardzo mamy sie czym martwić. Trzeba tylko pilnowac aby nasi „rządcy” co ich od czasu do czasu wybieramy nie uczynili jakiej szkody na co wg. mnie sie zanosi i trzeba pogonić to klimatycznie zakręcone towarzystwo.