Gdy nadchodzi pierwsza fala upałów, wielu właścicieli instalacji fotowoltaicznych zakłada, że właśnie wtedy ich system będzie produkował rekordowe ilości energii. W końcu jest dużo słońca, dni są długie, a niebo często pozostaje bezchmurne.

Rzeczywistość jest jednak nieco bardziej skomplikowana.

Fotowoltaika rzeczywiście potrzebuje promieniowania słonecznego, ale bardzo wysokie temperatury nie zawsze sprzyjają jej wydajności. Co więcej, chłodny słoneczny dzień może przynieść lepsze wyniki niż upał przekraczający 30°C.

Fotowoltaika lubi słońce, ale nie lubi przegrzania

Panele fotowoltaiczne produkują energię dzięki promieniowaniu słonecznemu, a nie dzięki wysokiej temperaturze powietrza.

To bardzo ważne rozróżnienie.

Im więcej promieniowania dociera do modułów, tym więcej energii mogą wyprodukować. Jednocześnie jednak wraz ze wzrostem temperatury ogniw fotowoltaicznych spada ich sprawność. Jest to naturalna cecha krzemowych ogniw wykorzystywanych w większości współczesnych paneli PV.

Czym jest współczynnik temperaturowy?

Każdy producent paneli podaje w karcie katalogowej parametr zwany współczynnikiem temperaturowym mocy.

Najczęściej wynosi on od około -0,2% do -0,5% na każdy dodatkowy 1°C powyżej temperatury referencyjnej wynoszącej 25°C. Oznacza to, że wraz ze wzrostem temperatury modułu jego moc stopniowo spada.

Dla przykładu:

* panel o współczynniku -0,35%/°C,
* temperatura ogniw wzrasta z 25°C do 60°C,
* różnica wynosi 35°C.

W takiej sytuacji teoretyczny spadek mocy może wynieść około 12%.

Temperatura modułu to nie temperatura powietrza

To jeden z najczęściej pomijanych faktów.

Jeżeli termometr pokazuje 30°C, nie oznacza to, że tyle samo mają panele fotowoltaiczne.

Ciemna powierzchnia modułów nagrzewa się znacznie bardziej niż otoczenie. W słoneczne dni temperatura ogniw może osiągać nawet 60–70°C, mimo że temperatura powietrza jest znacznie niższa.

To właśnie temperatura ogniw, a nie temperatura powietrza, wpływa na spadek sprawności.

Dlaczego więc latem produkcja energii jest tak wysoka?

Skoro wysokie temperatury obniżają sprawność paneli, to dlaczego właśnie latem instalacje produkują najwięcej energii?

Odpowiedź jest prosta.

Latem występują:

* najdłuższe dni w roku,
* największa ilość promieniowania słonecznego,
* najmniej zachmurzenia,
* najdłuższy czas pracy instalacji.

Korzyści wynikające z dużego nasłonecznienia są znacznie większe niż straty wynikające z wyższej temperatury modułów. Dlatego całkowita produkcja energii latem jest zwykle najwyższa mimo spadku sprawności samych paneli.

Kiedy instalacja pracuje najefektywniej?

Z punktu widzenia sprawności modułów idealne warunki to:

* pełne nasłonecznienie,
* umiarkowana temperatura powietrza,
* dobra wentylacja paneli,
* brak zacienienia.

W praktyce często oznacza to słoneczny dzień z temperaturą około 20–25°C.

To właśnie dlatego późna wiosna oraz początek lata bardzo często należą do okresów o najlepszej wydajności instalacji fotowoltaicznych.

Czy można ograniczyć wpływ wysokiej temperatury?

Całkowite wyeliminowanie wpływu temperatury nie jest możliwe, ale można go ograniczyć.

Znaczenie mają między innymi:

* odpowiedni dobór paneli o korzystnym współczynniku temperaturowym,
* prawidłowy montaż zapewniający przepływ powietrza pod modułami,
* właściwe rozmieszczenie paneli na dachu,
* dobór wysokiej jakości komponentów.

Dlatego profesjonalny projekt instalacji ma znaczenie nie tylko dla bezpieczeństwa, ale również dla uzysków energii w najcieplejszych miesiącach roku.

Źródła:
https://www.mdpi.com/2071-1050/16/23/10566

Solar panel temperature

How Do Temperature and Shade Affect Solar Panel Efficiency?