Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 10 kW, 5 kW, 3 kW?

Ile powinna wyprodukować instalacja fotowoltaiczna? To zależy

Pytanie “Ile powinna wyprodukować instalacja fotowoltaiczna?” bardzo często pojawia się na różnego rodzaju forach i grupach wsparcia. Co ciekawe, zadają je nie tylko osoby, które dopiero wkroczyły w prosumencki świat, ale również Ci, którzy korzystają z instalacji PV dłuższy czas.

Źródło: facebook. com

Porównywanie swoich wyników z innymi, może nas uspokoić lub też przeciwnie, wzbudzić w nas obawy. Czasami – niesłusznie. Bo instalacje fotowoltaiczne, choć uniwersalne, nigdy nie są jednakowe. Mogą się różnić naprawdę ogromną ilością szczegółów, np.:

• podzespołami – wpływ na produkcję będzie miała nie tylko marka (falownika, modułów), ale też konkretna seria czy nawet wariant oprogramowania (w przypadku inwerterów),
• warunkami montażowymi, m.in. orientacją względem słońca, kątem nachylenia,
• warunkami otoczenia – nasłonecznieniem regionu, skutecznością chłodzenia,
• innymi czynnikami – np. stopniem zabrudzenia, wiekiem instalacji etc.

Jeśli chcecie dowiedzieć się więcej na temat czynników wpływających na pracę instalacji PV, zachęcamy do zapoznania się z naszym artykułem “Wydajność fotowoltaiki w ciągu roku – jak wygląda?”

Jak zatem można sprawdzić, ile prądu powinna wyprodukować instalacja fotowoltaiczna? Odpowiedź na to pytanie może dostarczyć Wam kalkulator produkcji dla fotowoltaiki, opracowany przez Unię Europejską.

PVGIS: kalkulator produkcji – fotowoltaika. Narzędzie, które musisz znać!

Bez względu na to, czy dopiero rozważacie montaż instalacji fotowoltaicznej, czy już posiadacie panele PV na dachu, powinniście bliżej zaznajomić się z kalkulatorem produkcji z fotowoltaiki PVGIS.

PVGIS (ang. Photovoltaic Geographical Information System) dostarcza informacji o promieniowaniu słonecznym i wydajności systemu fotowoltaicznego (PV) dla dowolnej lokalizacji w Europie i Afryce, a także dużej części Azji i Ameryki. To zatem połączenie kalkulatora nasłonecznienia oraz kalkulatora produkcji fotowoltaiki. PVGIS jest dostępny w języku angielskim, francuskim, włoskim, hiszpańskim i niemieckim. Narzędzie opracowano z inicjatywy Komisji Unii Europejskiej, a korzystanie z niego jest całkowicie darmowe.

Dane na temat nasłonecznienia i temperatur, służące do obliczenia uzysków pochodzą z wieloletnich badań przeprowadzanych z wykorzystaniem wysokiej jakości czujników pomiarowych, a także z informacji uzyskanych przez geostacjonarne satelity pomiarowe. Oprócz tego, wykorzystywane są także m.in. najnowsze modele pogodowe. Dzięki temu, kalkulacje opracowane przez PVGIS mogą stanowić wiarygodny punkt odniesienia dla osób, które chcą wiedzieć, ile powinna wyprodukować elektrownia fotowoltaiczna.

Narzędzie jest dostępne na tej stronie.

Kalkulator produkcji fotowoltaiki PVGIS jest dość prosty w obsłudze. Pewnym utrudnieniem może być jedynie fakt, że nie jest on dostępny w języku polskim. Dobra wiadomość jest jednak taka, że każda funkcja ma swój dokładny opis. Jeśli macie problem z językami obcymi, wystarczy kliknąć nazwę funkcji, a wyświetli się okno z wyjaśnieniami, które można przetłumaczyć za pomocą translatora. Dla ułatwienia przygotowaliśmy jeszcze dla Was wskazówki dotyczące najważniejszych opcji. Poniższy opis dotyczy PVGIS w wersji 5.2.

PVGIS – kalkulator nasłonecznienia i produkcji z paneli fotowoltaicznych. Jak działa?

Aby obliczyć, ile wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna, w pierwszej kolejności należy wybrać lokalizację, dla której chcemy dokonać wyliczeń. Możemy to zrobić na kilka sposobów:

• wybierając właściwą lokalizację na mapie (klikając właściwy punkt na mapie),
• wpisując adres w okno znajdujące się w lewym dolnym oknie,
• podając szerokość i długość geograficzną.

Po wybraniu lokalizacji, uaktywnią się pola po prawej stronie. Za ich pomocą będzie można skonfigurować parametry naszej instalacji fotowoltaicznej i obliczyć produkcję. Jak się za to zabrać? Oto proces krok po kroku.

1. Wybieramy bazę danych nasłonecznienia (Solar radiation database) – domyślnie, dla Polski ustawiona jest baza PVGIS – SARAH2. Do wyboru jest jednak również PVGIS SARAH oraz najnowsze rozwiązanie opracowane przez Europejskie Centrum Średnioterminowych Prognoz Pogody: PVGIS – ERA5. Najlepiej wybrać opcję domyślną lub wariant opracowany przez ECŚPP.

2. Określamy technologię instalacji PV (PV technology) – tu do wyboru mamy krzem krystaliczny (opcja domyślna, ponieważ obecnie rynek PV jest zdominowany przez krzemowe moduły), CdTe (panele cienkowarstwowe z tellurkiem kadmu), CIS (panele cienkowarstwowe z miedzią, indem i selenem) oraz nieokreślone (wybranie tej opcji spowoduje, że kalkulator automatycznie wyliczy 8% strat w produkcji z tytułu temperatur).

3. Wpisujemy moc systemu (Installed peak PV power [kWp]) – następny krok to określenie maksymalnej mocy systemu, zgodnie z kartami katalogowymi.

4. Wpisujemy szacowane straty w uzyskach (System loss [%]) – żaden system PV nie działa ze 100% sprawnością, m.in. ze względu na straty związane z przesyłem w przewodach, wydajnością falownika czy zabrudzeniami na modułach. Kalkulator ma ustawioną domyślną wartość na poziomie 14% (standardowy wynik, przeciętnej instalacji), jednak jeśli macie pewność, że Wasza instalacja jest maksymalnie zoptymalizowana pod kątem ograniczenia strat, możecie wpisać własną wartość.

Po uzupełnieniu tych pól przechodzimy do wyboru parametrów związanych z montażem:

• pozycji montażu (mounting position) – mamy opcję fotowoltaiki wolnostojącej (Free-standing) oraz zamontowanej na dachu lub zintegrowanej z budynkiem (Roof added/Building integrated).
• kąta nachylenia (slope) i ułożenia względem słońca (azimuth) – dane te powinniśmy posiadać np. w projekcie instalacji fotowoltaicznej.

Te dane wystarczą, aby kalkulator produkcji fotowoltaiki PVGIS obliczył, ile powinna wyprodukować elektrownia fotowoltaiczna. W celu przeprowadzenia kalkulacji, należy wcisnąć przycisk “Visualize results”. Gdy to zrobimy, w dolnej części strony pojawi się na wykres słupkowy z miesięczną produkcją dla opisanej instalacji fotowoltaicznej. Po lewej stronie znajdziecie również podsumowanie, wraz z szacowaną roczną produkcją.

To tyle, jeśli chodzi o uproszczoną instrukcję kalkulatora produkcji fotowoltaiki PVGIS. Teraz na kilku przykładach pokażemy Wam, jak to wygląda w praktyce. Z pomocą narzędzia, obliczymy, ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 10 kW, 5 kW oraz 3 kW.

Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 10 kW?

Według kalkulatora produkcji fotowoltaiki PVGIS, fotowoltaika o mocy 10 kW w ciągu roku wyprodukuje 10.673 kWh prądu ze słońca, przy założeniu, że została zamontowana w dolnośląskim, na gruncie, w optymalnej pozycji.

Jak obliczyliśmy ten wyniki? Na potrzeby kalkulacji wykorzystaliśmy bazę danych PVGIS – SARAH2. Instalacja składa się z 22 modułów krzemowych o mocy 450 Wp, co daje jej moc dokładnie 9,9 kW. Obliczone straty wynoszą 14%. Ponieważ instalacja została umieszczona na gruncie, firma wykonawcza zadbała o optymalizację kąta nachylenia (w tym przypadku wyniósł on 40 stopnie) oraz azymutu (-2 stopni).

Poniżej znajdziecie wykres słupkowy z miesięcznymi uzyskami oraz podsumowanie z rocznym uzyskiem. Tak wysoki wynik wynika m.in. z optymalnego zamontowania całego systemu, ale również wysokiego nasłonecznienia w regionie. W dolnośląskim wynosi ono 1.340 kWh/m2 rocznie.

Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 10 kW dziennie?

Instalacja fotowoltaiczna 10 kW, w najlepszym miesiącu (maj) jest w stanie wyprodukować dziennie średnio ok. 40,5 kWh energii. Najgorzej będzie zaś radzić sobie w grudniu – wtedy średnia dzienna produkcja z fotowoltaiki 10 kW nie wyniesie więcej niż 12,5 kWh. Wyniki te są ściśle powiązane z nasłonecznieniem w poszczególnych miesiącach, ale także z profilem temperatur, a także długością dnia.

Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 5 kW?

Według kalkulatora produkcji PVGIS, instalacja fotowoltaiczna 5 kW zamontowana na dachu budynku w województwie mazowieckim jest w stanie wyprodukować 5.061 kWh energii.

Źródło: re.jrc.ec.europa.eu

Instalacja ma moc 4,940 kW i jest złożona z modułów krzemowych o mocy jednostkowej 380 Wp. Straty w instalacji obliczono na 15%. Tym razem, system jest zamontowany na dachu spadzistym, w województwie mazowieckim. Kąt nachylenia połaci dachowych wynosi 40 stopni, natomiast azymut wynosi 10 stopni.

Roczne nasłonecznienie dla regionu wynosi 1335 kWh/m2.

Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 5 kW dziennie?

Instalacja fotowoltaiczna 5 kW, zamontowana na dachu, w województwie mazowieckim w najlepszym miesiącu (maj) jest w stanie wyprodukować dziennie średnio ok. 19 kWh energii. Ten sam system w grudniu dostarczy przeciętnie niecałe 6 kWh energii.

Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 3 kW?

Według PVGIS instalacja PV o mocy 3 kW o nieoptymalnym ułożeniu (nachylenie modułów: 10 stopni, azymut: -15 stopni) wyprodukuje rocznie 2.989,95 kWh. Przeciętne roczne nasłonecznienie wyniesie w tym przypadku ok. 1.179 kWh/m2. Ten wynik może wydawać się mało imponujący, szczególnie w porównaniu z poprzednimi instalacjami. Jest on jednak wprost związany z niesprzyjającym kątem nachylenia oraz azymutem.

Jako przykład posłużyła nam elektrownia fotowoltaiczna o mocy dokładnie 3,24 kWh, składająca się z 8 modułów o mocy 405 Wp każdy. Została zamontowana w kujawsko-pomorskim, na dachu o spadku 10 stopni. Azymut ustalono na -15 stopni, natomiast straty w instalacji to ok. 13%.

re.jrc.ec.europa.eu

Powyższą instalację fotowoltaiczną o mocy 3,24 kW wybrałam do obliczeń nie przypadkowo. Dokładnie takim systemem PV dysponuję ja sama. Relację z instalacji paneli fotowoltaicznych możecie zobaczyć w naszym artykule: https://enerad.pl/aktualnosci/instalacja-paneli-fotowoltaicznych-nasza-relacja-z-zakladania/.

Ile prądu wyprodukuje elektrownia fotowoltaiczna 3 kW dziennie?

Według kalkulatora produkcji fotowoltaiki PVGIS, instalacja 3,24 kW zamontowana w kujawsko-pomorskim, nawet przy niekorzystnej konfiguracji jest w stanie wyprodukować dziennie średnio ok. 14,5 kWh energii (w najlepszym miesiącu roku – czerwcu). W grudniu dzienna produkcja z instalacji PV 3,24 kW nie przekroczy średnio ok. 1,5 kWh.

Instalacja fotowoltaiczna 3 kW – ile prądu wyprodukuje elektrownia? Porównanie danych z kalkulatora z rzeczywistym uzyskiem

Choć modele i algorytmy wykorzystywane w kalkulatorze produkcji fotowoltaiki PVGIS zostały opracowane starannie, na podstawie wieloletnich analiz, nie oznacza to, że są nieomylne. Pogoda w poszczególnych latach może dość mocno odbiegać od tego, co prezentują kalkulacje PVGIS, ponieważ bazuje on na uśrednieniach (a jak mówi popularne powiedzenie, średnio ze swoim psem lub kotem macie trzy nogi ;)).

Żeby lepiej zobrazować Wam o czym mówię, porównam miesięczne uzyski z trzech miesięcy, uzyskane z kalkulatora PVGIS, z realnymi uzyskami z monitoringu instalacji fotowoltaicznej dla instalacji o mocy 3,24 kW.

Różnica pomiędzy realnymi uzyskami, a tym co zakładały szacunki z kalkulatora PV wyniosła dokładnie 192 kWh (na plus dla realnych wyników). Moja instalacja wyprodukowała więc więcej, niż przewidywało narzędzie. Dlaczego tak się stało? Przełom wiosny i lata 2022 roku należał do wyjątkowo korzystnych dla systemów PV – było sporo słońca, a jednocześnie przez dłuższy czas utrzymywały się niezbyt wysokie temperatury. Dzięki temu, w najlepszym dniach moja instalacja o mocy 3,24 kW produkowała nawet ponad 23 kWh. Średnio, w najlepszym miesiącu było to jednak ponad 17 kWh.

Co to oznacza dla przeciętnego użytkownika instalacji PV? Nie mniej ni więcej, że do odpowiedzi na pytanie “Ile powinna wyprodukować instalacja fotowoltaiczna?” należy podchodzić z pewną rezerwą. Wahania w uzyskach mogą być dość duże i nie zawsze będą one oznaczały problem. Każdy rok może być bowiem nieco inny, pod względem ilości słońca czy temperatur.

Ile powinna wyprodukować instalacja fotowoltaiczna? Porównanie

Poniżej przygotowaliśmy porównanie wielkości produkcji dla kilku najpopularniejszych instalacji. Jako lokalizację wybraliśmy środkową Polskę. Przyjęliśmy również, że instalacja jest zamontowana na dachu o spadku 40 stopni, z odchyleniem od południa (azymut – 25 stopni). Straty to 14%. Do obliczeń skorzystaliśmy z bazy PVGIS – SARAH2 – wyniki mogą być zatem nieco zaniżone, ale będą mogły stanowić swego rodzaju punkt wyjścia.

Ile powinna wyprodukować instalacja fotowoltaiczna – prównanie wyników

Podsumowując, trudno jest ze 100% pewnością oszacować, ile prądu powinna wyprodukować instalacja fotowoltaiczna. Nawet najlepsze modele kalkulacji, w pewnych sytuacjach mogą nie oddawać rzeczywistości, co pokazuje porównanie planowanych i faktycznych uzysków z mojej instalacji o mocy 3,24 kW. Każdy sezon produkcyjny może przynieść odchylenia, zarówno na plus, jak i na minus. Dlatego do wyników, należy podchodzić racjonalnie i interpretować w perspektywie długookresowej.