Wydajność fotowoltaiki: Co wpływa na ilość wytwarzanej energii?

Wydajność paneli fotowoltaicznych (PV) jest podstawowym wskaźnikiem i jednym z głównych kryteriów przy wyborze odpowiedniego rozwiązania solarnego. Jakie są obecnie dostępne opcje pod względem wydajności paneli i które czynniki wpływają na ich efektywność? Dowiedz się z poniższego tekstu

Co to jest wydajność panelu fotowoltaicznego?

Wydajność panelu fotowoltaicznego to procentowa wartość, która określa, jaką część energii słonecznej, która pada na panel, można przekształcić w użyteczną energię elektryczną. Na przykład panel o wydajności 15% jest w stanie przekształcić 15% padającej energii słonecznej na energię elektryczną. Ten wskaźnik jest kluczowy do porównywania wydajności różnych typów paneli słonecznych i systemów.

Średnia wydajność paneli fotowoltaicznych obecnie wynosi około 20%. Jednak rozwój technologii wciąż postępuje, a wydajność paneli nieustannie rośnie.

Czy wiesz, że...? Maksymalna wydajność paneli słonecznych może osiągnąć 34%. To jest limit określony przez prawa fizyki. Więcej na temat działania fotowoltaiki możesz przeczytać w naszym kolejnym artykule.

Jak wydajność i moc paneli są ze sobą powiązane

Im wyższa wydajność panelu fotowoltaicznego, tym większą moc osiąga. Moc mierzy się w jednostkach watt-peak (Wp). Każde 1 000 Wp wytwarza rocznie około 1 MWh energii elektrycznej. Obecnie moc paneli fotowoltaicznych waha się od około 450 do 500 Wp.

Czynniki wpływające na wydajność paneli

Wydajność paneli fotowoltaicznych zależy od wielu czynników. Oto najważniejsze z nich:

• Typ ogniw fotowoltaicznych: Istnieją różne typy paneli słonecznych, w zależności od rodzaju ogniw fotowoltaicznych, z których są wykonane. Mogą to być panele monokrystaliczne, polikrystaliczne i amorficzne. Panele monokrystaliczne są generalnie uważane za najbardziej wydajne (w optymalnych warunkach), ale są również droższe. Pozostałe dwa typy paneli mają niższą wydajność, ale są tańsze. Polikrystaliczne panele charakteryzują się równomierną mocą, natomiast panele amorficzne mają wyższą czułość przy niskiej intensywności promieniowania słonecznego.
• Temperatura: Wraz ze wzrostem temperatury wydajność paneli fotowoltaicznych spada. Ten fenomen wyraża współczynnik temperaturowy i jest istotny przy planowaniu instalacji systemu fotowoltaicznego, zwłaszcza w cieplejszych klimatach. Wydajność fotowoltaiki spada około o 0,4% na każdy °C. Jest to spowodowane strukturą półprzewodników, które tworzą ogniwo fotowoltaiczne (opór półprzewodnika rośnie wraz z temperaturą). Więcej na ten temat można przeczytać w artykule Jak działa fotowoltaika zimą lub po zmroku.
• Intensywność promieniowania słonecznego: Ważna jest nie tylko temperatura zewnętrzna, ale także intensywność promieniowania słonecznego. Fotowoltaika może wytwarzać energię elektryczną również z rozproszonego promieniowania słonecznego (czyli przy zachmurzeniu), jednak w gorszych warunkach wydajność paneli spada około 10×. Przy gęstej mgle, silnym deszczu lub śnieżycy niemal nie produkują one energii.
• Orientacja i kąt nachylenia: Orientacja i kąt nachylenia paneli względem słońca mają kluczowy wpływ na ich wydajność. Optymalna jest orientacja na południe (choć odpowiednie są również inne kierunki, z wyjątkiem północy) i kąt nachylenia między 30 a 35 stopni. Panele z większym kątem nachylenia mogą wychwytywać więcej promieniowania słonecznego w okresie zimowym; panele z mniejszym kątem mogą być z kolei bardziej efektywne latem. Zakres 30–35° jest więc idealnym kompromisem, aby zapewnić maksymalną produkcję energii przez cały rok.
• Czystość i zacienienie paneli: Duży wpływ na wydajność ma również dostęp promieni słonecznych do powierzchni paneli. Jeśli panele są częściowo zacienione lub są silnie zanieczyszczone czy pokryte dużą warstwą śniegu (szczególnie w obszarach górskich), promieniowanie słoneczne nie dociera do nich, a więc nie mają one z czego wytwarzać energii. Panele zainstalowane pod kątem mniejszym niż 15° lub poziomo szybciej się brudzą, czy to pyłem, kurzem, czy np. odchodami ptaków. Może to prowadzić do stopniowego spadku wydajności o 10–20%. Dlatego zaleca się regularne czyszczenie paneli słonecznych przynajmniej raz w roku.

Znaczenie wydajności fotowoltaiki

Wyższa wydajność paneli oznacza, że system słoneczny będzie w stanie produkować więcej energii z danej powierzchni, co może być istotne dla gospodarstw domowych, które mają ograniczoną przestrzeń na instalację paneli. Z drugiej strony, systemy o wyższej wydajności są zazwyczaj droższe, dlatego ważne jest, aby obliczyć koszty i zaprojektować rozwiązanie, które uwzględni indywidualne potrzeby i możliwości danego gospodarstwa domowego.

Podsumowanie

Wydajność jest kluczowym wskaźnikiem efektywności systemów fotowoltaicznych i istotnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji o instalacji paneli słonecznych. Ważną rolę nie odgrywają tutaj wyłącznie parametry samej technologii, ale także jej prawidłowa instalacja i odpowiednia konserwacja. To, jak dobrze będzie działać system fotowoltaiczny i jak efektywnie okaże się Twoja inwestycja, będzie zależało nie tylko od wyboru urządzenia, ale także od firmy wykonującej montaż oraz od tego, jak będziesz dbać o swoją instalację fotowoltaiczną.