Parametry paneli fotowoltaicznych – jakie dane skrywa tabliczka znamionowa?

Panele fotowoltaiczne – dane techniczne naprawdę warto znać

Wielu z nas przymierzając się do zakupu lodówki czy pralki dłuższy czas studiuje jej dane techniczne, by upewnić, że produkt będzie działać sprawnie, a jego eksploatacja nie będzie generować nadmiernych kosztów.

Niestety, nie zawsze tyle samo wysiłku wkładamy w ocenę danych technicznych paneli fotowoltaicznych, które mają zostać zamontowane na naszej nieruchomości. Często, w tej kwestii wolimy polegać wyłącznie na opinii instalatorów, zakładając, że oni najlepiej będą wiedzieć, które panele sprawdzą się w naszym przypadku. Nie zawsze jest to jednak dobry pomysł.

Bo chociaż istnieje wiele firm, które świadczą wysokiej jakości usługi fotowoltaiczne (sprawdźcie nasz ranking firm fotowoltaicznych), to są też takie, które nie stawiają na pierwszym miejscu dobro klienta. Może się zdarzyć, że wykonawcy chcąc pozbyć się zalegających urządzeń, zaoferują Wam produkty, które nie do końca spełniają Wasze potrzeby.

Gdzie znaleźć dane techniczne paneli fotowoltaicznych?

Pozostaje pytanie, gdzie można znaleźć informacje techniczne na temat paneli fotowoltaicznych?

Dokumenty zawierające szczegółowe parametry paneli fotowoltaicznych udostępnia każdy producent paneli fotowoltaicznych na swojej stronie internetowej – bez problemu powinniście zatem poradzić sobie z ich znalezieniem. Co warto podkreślić, są one dostępne w różnych wersjach językowych – również po polsku, nawet wtedy, gdy firma nie posiada przedstawicielstwa w Polsce.

Tzw. karty produktowe, zawierające dane techniczne paneli fotowoltaicznych możecie też znaleźć na stronach hurtowni fotowoltaicznych.

Poniżej przykładowa karta produktowa paneli fotowoltaicznych Bruk-Bet.

Oprócz tego, najważniejsze dane dotyczące modułów zawiera również tabliczka znamionowa panelu fotowoltaicznego.

Tabliczka znamionowa panelu fotowoltaicznego – co to?

Tabliczka znamionowa panelu fotowoltaicznego to oznakowanie, które powinno w trwały sposób zostać umieszczone na w dokumentacji modułu lub na samym urządzeniu tak, by może było z niego bezpiecznie i prawidłowo korzystać, przez cały okres życia produktu.

Kwestię umieszczenia i zawartości tabliczki znamionowej panelu fotowoltaicznego reguluje norma PN EN 50380 “Wymagania dotyczące oznakowania i dokumentacji modułów fotowoltaicznych”.

Co powinna zawierać tabliczka znamionowa panelu fotowoltaicznego?

Zgodnie z przepisami wspomnianej wyżej normy PN EN 50380, tabliczka znamionowa na panelu fotowoltaicznym powinna zawierać dane identyfikacyjne i elektryczne modułu, a konkretnie:

• oznakowanie producenta modułu,
• typ modułu fotowoltaicznego (np. monokrystaliczny, polikrystaliczny),
• moc maksymalna,
• napięcie przy mocy maksymalnej,
• natężenie przy mocy maksymalnej,
• napięcie obwodu otwartego,
• natężenie prądu zwarciowego,
• maksymalnego napięcie systemu, które wytrzyma izolacja modułu,
• dane na temat warunków pomiarowych, w których osiągnięte zostaną podane parametry. Zwykle są to warunki STC (nasłonecznienie – 1000 W/m², temperatura ogniwa – 25°C, grubość atmosfery – 1,5 AM, brak wiatru).
• numer seryjny i datę produkcji (bardzo często dane te są sprzężone),
• informacje o normach i certyfikatach spełnianych przez moduł.

Oprócz tego, tabliczka znamionowa może zawierać również: wymiary urządzenia, wagę czy zakres tolerancji mocy.

Tabliczka znamionowa paneli fotowoltaicznego – gdzie jej szukać?

W przypadku większości modułów tabliczka znamionowa jest naklejona w tylnej części modułu. To, gdzie dokładnie się znajduje możecie dowiedzieć się m.in. z instrukcji montażu modułu opracowanej przez producenta, ale także z rysunków technicznych modułu zawartych w karcie katalogowej produktu.

Tabliczka znamionowa paneli fotowoltaicznych – kiedy i dla kogo może być ważna?

Tabliczka znamionowa paneli fotowoltaicznych to niedoceniany, jednak istotny element dokumentacji modułów PV. Kiedy może okazać się przydatna?

• Gdy chcemy upewnić się, że zamontowano nam te moduły, za które zapłaciliśmy. Mało kto jest w stanie rozróżnić marki i modele modułów po ich wyglądzie. Dla specjalisty będzie to bardzo trudne, zaś dla laika będzie to rzecz niemożliwa do wykonania. Jednocześnie bywa, że na naszej drodze spotykamy nierzetelne firmy fotowoltaiczne, które z różnych względów dokonują niekonsultowanych zmian w zatwierdzonym zestawie fotowoltaicznym. Dzięki tabliczce znamionowej paneli fotowoltaicznych możemy sprawdzić, czy sprzęt, który otrzymaliśmy jest tym, za który zapłaciliśmy.
• Jako źródło informacji po latach – raz zamontowane moduły PV mogą bezawaryjnie działać nawet kilkadziesiąt lat. Dzięki trwale umieszczonej tabliczce znamionowej panelu fotowoltaicznego nawet po tak długim czasie będziemy mieli wgląd do danych dotyczących najważniejszych parametrów urządzenia. Może się to okazać wyjątkowo przydatne, gdy np. będziemy chcieli zamontować hybrydowy falownik fotowoltaiczny lub rozbudować instalację fotowoltaiczną. Oprócz tego, tabliczka znamionowa panelu fotowoltaicznego może być ważna, np. w przypadku przetargów.

Zanim przejdziemy do omówienia najważniejszych parametrów modułów PV, warto jeszcze wyjaśnić skąd się biorą same dane. W tym celu warto wyjaśnić, na czym polegają pojęcia STC i NOCT w fotowoltaice.

STC i NOCT w fotowoltaice

Obecnie moduły fotowoltaiczne produkuje wielu producentów, pochodzących z różnych krajów, z wykorzystaniem niekiedy bardzo różnych technologii. Jako że nie wszędzie obowiązują jednakowe wymogi związane z ich wytwarzaniem, konieczne było opracowanie standardów pracy, które pozwoliłyby obiektywnie oceniać i porównywać poszczególne urządzenia. Właśnie temu celowi służą wskaźniki STC i NOCT w fotowoltaice.

STC w fotowoltaice

STC w fotowoltaice to skrót od angielskiego zwrotu Standard Test Conditions, co można przetłumaczyć jako standardowe warunki testów. Uwzględniają one badanie parametrów modułów PV w odniesieniu do następujących warunków otoczenia:

• nasłonecznienie 1000 W/m²;
• temperatura ogniwa 25°C;
• grubość atmosfery 1,5 AM;
• bezwietrzna pogoda.

Do tej pory parametry paneli znajdujące się w kartach katalogowych były określane właśnie na podstawie powyższych warunków pracy.

Praktyka pokazuje jednak, że nie występują one często. Dlatego zdecydowano się na przygotowaniu drugiego zestawu standaryzowanych warunków pracy – NOCT.

NOCT w fotowoltaice

Skrót NOCT w fotowoltaice pochodzi od Normal Operating Cell Temperature, czyli temperatury normalnej pracy ogniwa. Dla wskaźnika NOCT przyjmuje się:

• nasłonecznienie 800 W/m²;
• temperaturę otoczenia na poziomie 20°C;
• grubość atmosfery 1,5 AM;
• wiatr o prędkości 1m/s.

Współczynniki pracy modułów w odniesieniu do NOCT są bardziej adekwatne do warunków, w jakich normalnie będą pracować panele, dlatego coraz częściej znajdują się w dokumentach informacyjnych modułów.

Które techniczne parametry paneli fotowoltaicznych są ważne?

Analizując zawartość kart produktowych paneli PV przekonacie się, że lista parametrów technicznych jest bardzo długa. Które z nich są najistotniejsze z punktu widzenia pana Kowalskiego?

Moc znamionowa paneli fotowoltaicznych wg. STC i NOCT

Pierwszą kwestią, na którą warto zwrócić uwagę jest moc nominalna (znamionowa) urządzenia, określana w W (watach) lub Wp (watopikach). Jest to ta moc, którą producenci podają w materiałach reklamowych i która służy do obliczania całkowitej mocy instalacji fotowoltaicznej.

Nie każdy zdaje sobie jednak sprawę z tego, że jest to również moc szczytowa (moc maksymalna w MPP) – osiągana przez moduły jedynie w optymalnych warunkach STC, które nie występują przecież przez cały czas.

Alternatywą dla mocy paneli w STC jest moc paneli według NOCT, która będzie zbliżona do mocy, którą będą osiągać panele podczas normalnej pracy. Moc ta jest zwykle sporo niższa od mocy nominalnej. Warto zatem szukać takich urządzeń, które zapewniają wysoką wartość tego parametru.

Tolerancja mocy

Z mocą modułów PV wiąże się jeszcze jeden istotny, aczkolwiek często pomijany parametr paneli fotowoltaicznych a mianowicie tolerancja mocy.

Dwa panele fotowoltaiczne, nawet pochodzące od jednego producenta, z tej samej serii mogą nie być dokładnie takie same. O ewentualnej różnicy informuje nas właśnie parametr tolerancji mocy. Najczęściej jest on określany w ujęciu procentowym. Dodatnia tolerancja mocy na poziomie 5% dla modułu o mocy nominalnej 300 W oznacza, że faktyczna moc modułu może sięgać 315 W.

Nie zawsze jednak tolerancja mocy jest dodatnia. Niekiedy może wcale nie występować, a niekiedy wystąpi w zakresie “+/-” np. 5%. Dla powyższego przykładu oznaczałoby to, że moc może sięgać od 285 W do 315 W.

Dlaczego ta kwestia ma znaczenie? Panele zwykle łączone są w stringi (szeregi). Jeśli któryś z modułów będzie miał niższą moc, pozostałe dopasują się do niego, co sprawi, że nasza instalacja nie będzie pracować tak wydajnie jak powinna.

Sprawność paneli fotowoltaicznych

Parametrem, który również powinien zwrócić naszą uwagę jest także sprawność (efektywność) modułów fotowoltaicznych. W skrócie, wskaźnik ten określa jak skutecznie ogniwa zamieniają energię słoneczną w energię elektryczną. Im wyższa sprawność tym lepiej i tym więcej prądu wyprodukuje urządzenie.

Najpopularniejsze obecnie panele monokrystaliczne osiągają sprawność na poziomie od ok. 19% do 22,8% (rekord należy do modułów firmy SunPower).

Podawana sprawność powinna dotyczyć całego modułu, a nie pojedynczego ogniwa. Powinna również odnosić się do powierzchni urządzenia wraz z ramką. Producenci niekiedy próbują zawyżać tę wartość, pomijając powierzchnię ramki. Aby wyłapać takie praktyki należy dokonać prostych obliczeń zgodnie z wzorem:

[(I_mpp * U_mpp)/Pp * 1000 W/m₂] * 100%

gdzie,
I_mpp to prąd maksymalny;
U_mpp to napięcie maksymalne;
Pp to pole powierzchni panela.

Wynik obliczeń powinien być zbliżony do sprawności podanej w karcie produktu.

Przeczytaj więcej na ten temat:

• Sprawność i moc paneli fotowoltaicznych

Liniowy spadek mocy

Kolejny aspekt, który ma ogromne znaczenie w przypadku długoterminowej inwestycji w fotowoltaikę jest liniowy spadek mocy w czasie.

Zjawisko to jest całkowicie naturalne i wiąże się ze specyfiką budowy krzemowych ogniw fotowoltaicznych. Niemniej, niektóre panele fotowoltaiczne są bardziej odporne na upływ czasu, a inne mniej. To, jak szybko będzie się starzeć panel określa parametr określany jako liniowy spadek mocy. W branży przyjmuje się, że moduł po 25 latach działania nie powinien mieć mniej niż 80% mocy wyjściowej.

Panele z półki premium, takie jak np. LG czy Sunpower dają gwarancję na ponad 90% mocy wyjściowej po 25 latach. Dobre panele, takie jak np. LONGi zapewniają 84-85% mocy wyjściowej po 25 latach.

Współczynniki temperaturowe paneli fotowoltaicznych

Choć panele fotowoltaiczne do pracy potrzebują promieni słonecznych, nie przepadają za związanymi z nimi wysokimi temperaturami. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza, rośnie temperatura ogniwa i pogarszają się parametry fizyczne krzemu. A to z kolei wiąże się ze spadkiem wydajności modułu.

To, jak szybko panel będzie tracił swoją sprawność określają współczynniki temperaturowe paneli fotowoltaicznych. Parametr ten wyrażany jest w ułamkach procent na stopień Celsjusza (wg. STC) lub w stopniach Celsjusza (wg. NOCT). Im niższy współczynnik temperaturowy, tym lepiej urządzenie poradzi sobie w czasie upałów.

Standardowo urządzenia tracą ok. 0,3-0,4% mocy na każdy stopień, ponad temperaturę testową ogniwa STC. Przy temperaturze powietrza ok. 40⁰C, oznacza to spadek wydajności o 15-16%.

Więcej na ten temat pisaliśmy w naszym artykule “Sprawność paneli fotowoltaicznych a temperatura – to musisz wiedzieć!”

Odporność paneli fotowoltaicznych na wiatr, śnieg, grad i inne

Kolejnym ważnym, ale często pomijanym parametrem paneli fotowoltaicznych jest ich wytrzymałość paneli fotowoltaicznych na wiatr, śnieg czy grad. Choć wszystkie urządzenia są projektowane w taki sposób, by poradzić sobie z tymi czynnikami zewnętrznymi, nie wszystkim udaje się to równie dobrze.

Moduły są poddawane różnym testom wytrzymałościowym, m.in.:

• na odporność na obciążenia mechaniczne wywołane śniegiem lub siłami wiatru – zgodnie z normą IEC 61730;
• na kule gradowe – zgodnie z normą IEC 61215;
• na ogień – zgodnie z normą IEC 61730;
• na amoniak – zgodnie z normą 62716.

Wybierając urządzenia do swojej instalacji, weźcie pod uwagę warunki, jakim będą one stawiały czoła. Jeśli przykładowo mieszkacie w górach, powinniście zwrócić szczególną uwagę na wytrzymałość paneli związaną z ssaniem wiatru. Rolnicy powinni wybierać te panele, które są odporne na amoniak i mgłę solną. Jeśli z kolei obawiacie się pożaru fotowoltaiki, zanim podejmiecie decyzję, zobaczcie jaką urządzenie ma klasę odporności na ogień (klasa A oznacza produkt praktycznie niepalny).

Współczynnik wypełnienia FF

Ostatnim parametrem paneli fotowoltaicznych , którego raczej nie warto pomijać jest tzw. współczynnik wypełnienia (Fill factor – FF). Określa on stosunek mocy rzeczywistej do mocy hipotetycznej, obliczanej na podstawie maksymalnych wyników prądu i napięcia. W praktyce, za jego pomocą można ocenić jakość ogniw zastosowanych w module.

Przyjmuje się, że w wysokiej klasie ogniw współczynnik wypełnienia jest większy niż 0,75. Średnia półka to współczynnik wypełnienia = 0,7-0,72. Niska półka to FF = 0,6-0,7.

Producenci niekiedy podają ten współczynnik w kartach katalogowych. Można go jednak obliczyć samodzielnie, wg. wzoru:

FF = [(I_mpp * V_mpp)/I_sc] * V_oc

gdzie,
I_mpp to prąd maksymalny;
V_mpp to napięcie maksymalne;
I_sc to prąd zwarcia;
V_oc to napięcie jałowe.

Jakie inne parametry paneli fotowoltaicznych warto wziąć pod uwagę?

Wskazane powyżej dane techniczne paneli fotowoltaicznych są kluczowe, przy doborze wysokiej klasy urządzeń, dostosowanych do naszych potrzeb. Oprócz nich, istotne niekiedy będzie zwrócenie uwagi również na inne parametry, takie jak:

• waga urządzenia – panele fotowoltaiczne przeciętnie ważą ok. 20 kg. Zdarzają się jednak modele cięższe. Kryterium to będzie miało szczególne znaczenie przy instalacjach dachowych, gdzie należy uwzględnić nośność konstrukcji dachowej.
• wymiary urządzenia – to kryterium o którym warto pamiętać, gdy mamy ograniczoną powierzchnię dachu. Moduły o tej samej mocy mogą mieć różne wymiary, gdyż moc to wypadkowa sprawności, powierzchni i nasłonecznienia. Wyższa sprawność urządzenia pozwala zminimalizować powierzchnię, przy zachowaniu zadanej mocy.
• wygląd urządzenia – choć kwestie techniczne są bez wątpienia priorytetowe, przy panelach fotowoltaicznych nie warto pomijać kwestii estetyki. Pamiętajmy, że to inwestycja na lata – wybierzmy więc takie urządzenie, które będzie cieszyć nasze oko. Do wyboru są różne warianty, m.in. panele full black (z czarną ramą i folią EVA), bezramkowe, a nawet kolorowe.