Jak działa fotowoltaika zimą lub w półmroku?

Po co domowa elektrownia, skoro zimą nic nie produkuje? To bardzo rozpowszechniony mit. Prawda jest taka, że w miesiącach zimowych jest mniej słońca. Ale czy wiedzieliście, że zimno jako takie sprzyja fotowoltaice, a dzięki temu efektywność paneli fotowoltaicznych zimą jest o 20% wyższa niż w upale?

• Niższą aktywność słoneczną kompensuje obok zimna również śnieg, który pomaga w drugorzędnym odbiciu światła na panele.
• Panele słoneczne potrafią produkować elektryczność także z rozproszonego światła, gdy jest pochmurno.
• Nawet w Polsce mamy wystarczająco dużo słońca, abyście mogli zaoszczędzić na fotowoltaice do 80% wydatków na elektryczność w ciągu roku.

Jak działa fotowoltaika w gorszych warunkach świetlnych?

Najmniej elektryczności produkuje fotowoltaika w miesiącach od grudnia do lutego. Dni są krótsze, jest mniej słońca, a w porównaniu do lata zazwyczaj spędzamy więcej czasu w domu i mamy wyższe zużycie elektryczności… Podsumowując, fotowoltaika w tym okresie pokrywa około 20% potrzeb energetycznych gospodarstwa domowego.

Fotowoltaika potrafi pracować również przy pochmurnym niebie i produkować elektryczność także z rozproszonego światła słonecznego (o tym więcej poniżej). Ale oczywiście nie potrafi czynić cudów. W gorszych warunkach wydajność paneli fotowoltaicznych zimą spada około 10 razy. Przy rzeczywiście gęstej mgle, deszczu czy silnym śniegu praktycznie nie produkuje nic.

Jaka jest wydajność paneli słonecznych pod chmurami?

Gdy jest pochmurno, na panele pada rozproszone światło. Jest to światło, które odbija się lub załamuje na cząsteczkach w atmosferze i nie świeci bezpośrednio od słońca do paneli. Panele fotowoltaiczne potrafią bardzo efektywnie produkować elektryczność także z tego pośredniego światła. Produkcja energii w tym przypadku zależy od wielu czynników, w tym kąta padania promieni słonecznych, grubości atmosfery i warunków pogodowych.

Ogólnie jednak ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że nawet zimą panele słoneczne mogą nadal produkować elektryczność, choć nie na pełnej mocy. Z odpowiednim nachyleniem i umieszczeniem paneli, a także z możliwością wykorzystania nadwyżek elektryczności z okresu letniego, system fotowoltaiczny może nadal znacząco przyczynić się do pokrycia potrzeb energetycznych gospodarstwa domowego.

Polska to nie Floryda, ale…

Prawda jest taka, że w Polsce nie mamy tyle słonecznych dni, co na przykład w stanach bliżej równika. Mimo to nadal mamy się dobrze.

• W naszych warunkach geograficznych średnio mamy 1330–1800 godzin słonecznych rocznie.
• Każdy zainstalowany 1 kWp produkuje rocznie około 800–1100 kWh energii elektrycznej.

Energia słoneczna (solarna) w Polsce  jest więc wystarczająca, aby fotowoltaika się opłacała.

Panele słoneczne a śnieg

Śnieg i szron na panelach słonecznych mogą tymczasowo wpłynąć na ich wydajność, ale zazwyczaj nie stanowią poważnego problemu. Jakościowe panele są zaprojektowane także na ekstremalne warunki pogodowe. Wytrzymują nawet obciążenie 5400 Pa, co dla porównania odpowiada 4 metrom grubej warstwy mokrego śniegu.

Panele zazwyczaj instaluje się pod kątem 15–50°, a to w połączeniu z ich gładką powierzchnią zapewnia, że śnieg, liście i inne materiały same z nich zjeżdżają. Ponadto, nawet gdy panele są tymczasowo pokryte śniegiem, nadal mogą produkować elektryczność ze światła słonecznego, które przenika przez pokrywę śnieżną. Panele się przy tym nagrzewają, co wspomaga topnienie śniegu i szronu.

Czy wiedzieliście, że…? W niektórych przypadkach śnieg może nawet zwiększyć wydajność paneli poprzez odbicie światła słonecznego na powierzchnię paneli, co jest znane jako „efekt albedo“.

Optymalny kąt nachylenia paneli zimą

Nachylenie paneli słonecznych ma znaczący wpływ na ich wydajność, przy czym dużą rolę odgrywa tu pozycja Ziemi względem Słońca, która zmienia się w ciągu roku. W okresie zimowym najefektywniejszym kątem nachylenia paneli byłby większy kąt, podczas gdy w okresie letnim najwięcej energii elektrycznej wyprodukowałyby panele umieszczone poziomo. Biorąc pod uwagę te okoliczności, jako optymalny kąt nachylenia paneli dla Polski zazwyczaj rekomenduje się 35°, co jest kątem nachylenia, który przynosi maksymalną wydajność w sumie za cały rok.

Czy ma sens czyścić panele słoneczne? Jak to wpłynie na ich wydajność?

Na panelach z czasem może powstać film z zanieczyszczeń, takich jak na przykład kurz, pyłek czy ptasie odchody (ptaki lubią gnieździć się pod panelami, bo jest tam przyjemnie ciepło). To może stopniowo obniżyć wydajność paneli słonecznych o 10–20%. Pomimo tego wiele osób w polskich warunkach nie zajmuje się regularnym czyszczeniem paneli słonecznych. Nie chcą wydawać dodatkowych środków na konserwację. Fotowoltaika i tak dostarcza im wystarczającą ilość energii elektrycznej do działania ich gospodarstwa domowego.

Uwaga: przy nachyleniu mniejszym niż 15° panele będą wymagały regularnej konserwacji. Jeśli nie mają odpowiedniego nachylenia, większe zanieczyszczenia nie zjeżdżają z nich samoczynnie.

Jeśli zdecydujecie się na czyszczenie paneli to bez wątpienia polecamy powierzyć to specjalistom i skłonić się do zapłacenia więcej, niż próbować zająć się konserwacją na własną rękę. Przy nieprofesjonalnym czyszczeniu czy usuwaniu śniegu istnieje ryzyko, że uszkodzicie panele, ale przede wszystkim, że zranicie się. Profesjonalne firmy są wyposażone w podnośniki i przede wszystkim specjalne maszyny do czyszczenia, zazwyczaj na bazie ciśnieniowej wody, która dla tych celów jest demineralizowana, aby na panelach nie tworzył się kamień wodny. Jednocześnie używa się różnych rodzajów impregnacji paneli, które zapewniają, że na ich powierzchni mniej zanieczyszczeń się trzyma.

Ekspert od czyszczenia fotowoltaiki jednocześnie przeprowadza także kontrolę optyczną i może podczas konserwacji odkryć, jeśli panele lub inne części elektrowni są uszkodzone lub niewłaściwie zamocowane. Konserwacja i serwis są więc kluczem do bezpiecznej i bezproblemowej eksploatacji fotowoltaiki, która będzie wam służyć przez całe dziesięciolecia.

Gdy zima przynosi korzyści

Mniej światła słonecznego, mniej wyprodukowanej elektryczności. To jasne równanie, ale… nie do końca. Miesiące zimowe nie przynoszą tylko pochmurnych dni i niskiej aktywności słonecznej.

Wydajność paneli słonecznych zimą rośnie. Około o 0,4% na każdy stopień Celsjusza. Jak to? Niska temperatura pomaga przebiegowi zjawiska fotowoltaicznego, do którego dochodzi w ogniwach fotowoltaicznych w panelach.

• Fotony, które padają na ogniwo fotowoltaiczne, wybijają elektrony z powłoki atomu krzemu. Te zaczynają się poruszać.
• Im szybciej poruszają się elektrony, tym więcej energii elektrycznej panele produkują.
• Całkowita wydajność panelu zależy od tego, jaka jest różnica energii między elektronami w stanie spoczynku, a jaka w ruchu.

Przy niższych temperaturach nieruchome elektrony mają niższą energię. Gdy są aktywowane przez światło słoneczne, wzrost ich energii jest wyższy. A więc wydajność paneli fotowoltaicznych zimą jest wyższa, niż gdyby elektrony w stanie spoczynku były bardziej nagrzane (a więc miały także wyższą początkową energię).

Bierzcie pod uwagę wydajność elektrowni przez cały rok

Fotowoltaika będzie z wami nie tylko latem i nie tylko zimą. Będzie z wami przez pół waszego życia (panele słoneczne wytrzymają wam około 40 lat). Dlatego patrzcie także na jej wydajność w szerszej perspektywie, przynajmniej w sumie za jeden cały rok. Ile energii elektrycznej możecie z nią wyprodukować i ile pieniędzy możecie zaoszczędzić? My to dla was obliczymy, wystarczy się z nami skontaktować!

Wykorzystajcie wyprodukowaną energię maksymalnie

Panele słoneczne zimą nie produkują tyle energii, abyście byli 100% niezależni od sieci dystrybucyjnej przez cały rok. Ale produkują tyle energii, że z nią rocznie zaoszczędzicie do 80% kosztów za elektryczność. A to się opłaca.

• Gdy wasze gospodarstwo domowe potrzebuje więcej energii, niż fotowoltaika zdąży wyprodukować, po prostu ją pobierzecie z sieci.
• Gdy produkujecie więcej, niż zużywacie, nadwyżki przechowujecie w baterii i wykorzystujecie później (na przykład wieczorem po powrocie z pracy). Dlatego zdecydowanie opłaca się inwestować w baterię.
• Hybrydowy system fotowoltaiczny (czyli właśnie ten, który dysponuje baterią, ale jednocześnie jest podłączony także do sieci), jednocześnie chroni wasze gospodarstwo domowe przed przerwami w dostawie prądu. Do nich częściej dochodzi właśnie w okresie zimowym w wyniku burz czy silnego wiatru. 
• Fotowoltaika może wam także pomóc z ogrzewaniem wody oraz z ogrzewaniem (fotowoltaika i pompa ciepła to zgrana para; oczywiście ale energia słoneczna nie jest zimą taka, aby mogła wam w 100% pokryć koszty ogrzewania).
• Nadwyżki z okresu letniego, których nie wykorzystacie nawet za pośrednictwem baterii, możecie korzystnie odsprzedawać z powrotem do sieci. Latem bowiem fotowoltaika produkuje do 200% energii elektrycznej, niż wasze gospodarstwo domowe jest w stanie zużyć.
• Podsumowując, z fotowoltaiką nie tylko oszczędzacie, ale nawet zarabiacie, również wtedy, gdy weźmiecie na nią kredyt. Rocznie może wam zapewnić rentowność 10–25%.
• Maksymalizację produkcji energii elektrycznej pomoże wam osiągnąć także:
  • Odpowiednia orientacja paneli (głównie nie na północ)
  • Właściwy kąt nachylenia (idealnie 30–⁠40°)
  • Umieszczenie paneli tak, aby nie były regularnie zacienione
  • Konserwacja, aby wydajność paneli nie była obniżana przez ich silne zanieczyszczenie

Czy fotowoltaika opłaca się właśnie wam?

Pomimo tego wszystkiego mogą istnieć w Polsce lokalizacje czy domy, gdzie fotowoltaika pomimo wszelkich starań się nie opłaca. Jest oczywiste, że chcecie być pewni przed dużą inwestycją w domową elektrownię, czy jest dla was naprawdę odpowiednia, i wiedzieć, jak szybko zwrócą się środki, które w nią zainwestowaliście.

Od tego są nasi doświadczeni eksperci od fotowoltaiki:

• Przyjadą do was do domu, obejrzą, czy macie odpowiednie warunki do instalacji fotowoltaiki.
• Omówią z wami, jakie macie roczne zużycie energii elektrycznej, aby mogli zaproponować fotowoltaikę dokładnie na miarę waszych potrzeb.
• Odpowiedzą na wszystkie wasze pytania.
• Obliczą wam, ile wyniesie całe rozwiązanie, jaka będzie jego rentowność i ile energii elektrycznej wyprodukujecie z fotowoltaiką.

Chcecie mieć od razu wyobrażenie? Nasz kalkulator online fotowoltaiki w ciągu jednej minuty przygotuje dla was orientacyjny budżet.